cai在“光的反射”教學中的應用

CAI在“光的反射”教學中的應用由于傳統(tǒng)媒體功能的限制及光學實驗的特殊性，“光的反射”歷來是初中物理教學的一個難點。運用CAI（Compute Assisted Instruction）的方式，將光反射的各種過程生動、形象、交互地展示出來，可使學生從感性上對其產生深刻的認識，從而為上升到理性認識奠定良好的基礎。1 設計思場“光的反射”一書教學目標是理解光的反射定律，了解鏡面反射和漫反射。因此，課件的演示內容分為了五個部分：光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象、演示實驗1、演示實驗2及鏡面反射和漫反射?！肮獾闹本€傳播”部分，運用了一幅陽光穿透樹葉射入密林的照片，直觀地描述了前一節(jié)中光沿直線傳播的內容，為下面新內容的展開做了很好的鋪墊。同樣，“光的反射現(xiàn)象”部分使用了一幅湖邊景物在水面上呈現(xiàn)出美麗倒影的圖片，結合現(xiàn)實生活中其它光的反射的例子，讓學生對光的反射有初步的認識。光的反射定律是本節(jié)的重點，因此安排了兩個實驗演示反射定律的內容。演示實驗1通過一段模擬光的反射過程的動畫，讓學生認識到：反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居法線兩側。演示實驗2通過模擬反射角和入射角關系的動畫，引導學生得出結論：反射角等于入射角。綜合實驗1、2的結論，即可得出光的反射定律。鏡面反射和漫反射部分也采用了兩段動畫，描述了光線由入射到反射結束的全過程。動畫結束后的畫面如圖1、圖2所示。2 素材設計21 動畫素材考慮到光學的學科特點及初中學生的認知特性，課件中運用了大量的Flash動畫，這不僅加強了課件的直觀性和生動性，而且由于Flash矢量動畫體積小、支持流式播放等優(yōu)點，使課件的“個頭”大大減小，運行也更加流暢自如。演示實驗1中，模擬光反射過程的動畫運用了Frame面板中的Shape選項。反射過程結束后，采用逐幀動畫的方法使光路圖中各部分依次閃爍，目的是讓學生熟悉光路圖中各部分名稱（見圖3）。之后，運用Action中的go to函數(shù)，使程序跳轉到第二場景（鼠標單臺“轉動紙板”文字）。第二場景中使用了Frame面板中的Motion選項來達到使反射光線所在平面轉動一個角度的效果。演示實驗2運用set property、stop、play、tell、Target、if等函數(shù)制作了模擬反射角和入射角關系的動畫，界面如圖4所示。用戶輸入入射角的角度并回車后，動畫即按入射角的大小自動演示反射過程，并在“反射角大小”文本框中顯示反射角的角度。由此實驗可讓學生明白反射過程中反射角等于入射角。練習部分的習題充分體現(xiàn)了CAI課件交互性強的特點。例如，習題1運用了Authorware交互圖標的熱區(qū)響應（Hot spot）。題目給出了反射光路圖，要求在圖中按題目所給名稱指出相應部位所處的位置（用戶只需在認為正確的部位單擊鼠標即可）。如所指部位正確，程序顯示正確的反饋信息后自動進入下一題。如不正確，顯示錯誤反饋信息。用戶有三次改錯的機會，三次后仍不正確，程序自動進入下一題。所有題目做完后，程序會給出統(tǒng)計信息并顯示最后得分。22 圖像素材由于制作的是教學演示課件，為了不分散學生注意力并起到良好的視覺效果，背景圖像的選取以簡潔、大方、能突出學科特點為標準。所選取的圖片把界面分成了三個部分，分別作為演示區(qū)、目錄區(qū)及按鈕區(qū)。23 聲音素材為了給用戶營造一個輕松舒適的使用環(huán)境，選用了一段風格輕快、節(jié)奏舒緩的音樂做為背景音樂。在集成背景音樂時，使用了Authorware的Filoction變量及WavePlay函數(shù)，這樣就可以不必將龐大的聲音文件導入Authorware源程序中，而且可以方便地使用自定義變量控制背景音樂的播放。3 程序實現(xiàn)本課件選用了Authorware作為程序集成工具。為了使課件具有豐富的交互性和良好的可操作性，我們采用了如圖5所示的程序結構。運用以上結構制作的程序主控界面如圖6所示：“進入程序”部分使用顯示圖標顯示了課件的標題。使用了等待圖標并將其Events選項定為MouseClock，Time Limit設為35s。即用戶在“進入程序”界面任何部位單擊鼠標或等待35s，程序將進入主交互界面。第二部分是演示選擇的交互部分。此部分主體為一個框架圖標。為了方便用戶在各分支間及分支內部實現(xiàn)跳轉，保留了框架圖標附帶的導航按鈕中的四個，分別為：Previous Page、Next Page及List Page。另外，在主界面左側放置了以目錄為對象的超文本鍵接，通過此鏈接，用戶可以迅速選擇直接進入各個分支。第三部分是退出（quit）。為了保持程序結構的嚴謹，以便擴充和維護方便，也為了用戶能在任意時刻退出程序，這里使用了框架圖標中的Exit framework按鈕。單去該按鈕退出框架圖標后，程序進入下一流程片尾動畫。片尾動畫為一段用Flash遮罩手法制作的文字動畫，呈現(xiàn)了制作人員相關信息的同時，起到了緩沖的效果，使程序的退出不顯得突然。動畫后設置了一個等待圖標，在片尾動畫播放過程中用戶單臺鼠標或接任意鍵或等待5s，將真正退出程序。在程序設計過程中，廣泛使用了系統(tǒng)函數(shù)、系統(tǒng)變量和外部函數(shù)，使得程序控制更加簡捷、靈活。由程序調試打包后的運行情況來看，用以上方案制作的光的反射CAI課件，具有思想明確、界面友好、畫面細膩逼真、空間視覺感強、動態(tài)效果自然流暢的特點。1 邊王芳計算機輔助學習：從行為主義到建構主義。電化教育研究，2019，（2）2 馬秀峰，陳萬平助教型物理課件開發(fā)中值得關注的幾個問題中國電化教育，2019，（2）3 拓方工作空網頁巧匠Flash中文版。北京：人民郵電出版社，20194 D