2007/08/10 | FLASH在物理教学中的应用
类别(技术研讨) | 评论(0) | 阅读(171) | 发表于 16:42

        物理教学中,有许多渐变的、动态的物理过程需要描述,这用传统的方法很难解决。FLASH是集向量绘图、动画制作、多媒体动画合成三大功能于一体的网页动画制作软件。它使用向量图来制作动画,做成的文件较小,便于在网上传递。使用这一软件制作动画,只要画出始末两个画面,中间的变化过程就会自动产生,图形的移动、旋转、颜色变化等,用它来完成也不费吹灰之力。因而,可以说该软件是物理教师制作动画的好帮手,是解决物理教学难点,提高物理教学质量的有力工具。
  一、用FLASH“展示”渐变的物理量
  物理学中有许多随外界条件变化而同时发生渐变的物理量,例如静力学中的动态平衡,它表现为弹力、静摩擦力动态变化的过程。以往,教师在黑板上作图示,难以帮助学生在头脑中建立起动态的画面,总有一批学生由于缺乏想像力,在这个问题上形成思维障碍,从而对学好物理失去信心,产生畏难情绪。如图1表示小球在挡板逐渐倾斜的过程中的受力变化情况,学生要从这一静态的图中了解动态的过程,需要有丰富的想像能力。为了突破该教学难点,我用FLASH的动画功能,通过线段的伸缩和旋转,反映动态变化过程中弹力的大小和方向的变化。再比如说,要使图2中的物体M保持静止,水平推力F可在一定范围内变化。此过程中静摩擦力的大小和方向将会发生怎样的变化呢?用FLASH做成动画,就很容易让学生理解这一点。另外还有位移、速度、加速度等物理量的渐变过程,都可以用同样的方法来“展示”。



  二、用FLASH模拟动态的物理过程
  中学物理研究的动态的物理过程有:物体平动和转动,船舶的渡河运动,小球的平抛运动,人造卫星的圆周运动,单摆、弹簧振子的运动等,还有纵波、横波、布郎运动等。FLASH具有图形移动、沿轨迹运动、绕中心点转动、形状放大缩小等功能,使物理动画的创作变得十分简单,并且可制作出富有立体感的画面,所以做出来的动画十分美观,令人赏心悦目。例如,人造卫星的发射速度的模拟演示,用FLASH制作动画十分方便:贴上一张地球图画,卫星运动可用物体沿轨迹运动来完成(如图3所示)。这样,把书上静止的插图变成了生动的动画,有助于学生在头脑中形成一个完整的立体的情境。又比如,横波的传播过程的模拟演示,可以用多个质点的简谐振动来完成,每个质点的运动放在不同的层上,每一层的起始有一个时间差,这样就产生了波形向前传播的效果。总之,不论是直线运动还是曲线运动,不论是平动还是转动,不论是单体运动还是群体运动,用FLASH表现起来都简单方便,且画面具有立体感。

  三、用FLASH制作空间物理模型
  在磁场这一章的学习中,总有一部分学生因为缺乏空间想像能力而感到学习困难。用FLASH可制作磁场的空间分布图,并通过旋转、切割得到各个方向的视图,从而实现立体图和平面图的转换。比如,要使导线沿垂直屏幕的平面旋转,可以利用FLASH的伸缩渐变功能,用加速渐变的方法,产生旋转的效果(第一帧和最后一帧分别如图4、图5所示)。又如要将磁感线立体图转化为剖视图,可用长方形作为切割的工具,当长方形劈开导线和磁感线时,出现的剖面与导线和磁力线原来的颜色分别相同,形成被劈开的效果。像这样,通过立体图和平面图的转换,使学生了解两种图像的联系;通过展示磁感线的空间分布图像,使学生头脑中形成立体的磁场分布图。其它如磁通量的剖视图、波干涉的剖视图、本影和半影的剖视图都可以用同样的方法来制作。


  四、用FLASH来描绘物理图像
  用图线描述物理规律和物理过程,是物理学中常用的方法。如何把物理过程和物理图像联系起来,从而加深学生对物理现象的理解,是物理教学的一个难点。FLASH可以把立体的、动态的物理过程、渐变的物理量与物理图像在一个画面上展示出来,让学生亲眼目睹其内在的联系。FLASH本身没有图线的描绘功能,可采用遮盖的方法来产生逼真的效果。例如描绘弹簧振子的位移图像,先在弹簧振子的动画旁边画好坐标和正弦曲线,然后用白色的矩形遮住正弦曲线并让它沿横轴向右匀速移动,同时以虚线联结振子和曲线上的对应点(如图6所示),产生和振子运动同步描出位移图线的效果。


  总之,FLASH在制作动画方面确实优于其它软件,它不但制作方便,而且画面色彩丰富、立体感强,能产生较好的视觉效果,激发学生的兴趣,创设逼真的物理情境,拓展学生的想像空间,让学生在轻松愉快的氛围中学习。而且,教师只要掌握FLASH中最常用的一些功能,并不需要掌握复杂的函数,就能制作出解决许多物理教学难点的积件。

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