cai在“光的反射”教学中的应用

CAI在“光的反射”教学中的应用由于传统媒体功能的限制及光学实验的特殊性，“光的反射”历来是初中物理教学的一个难点。运用CAI（Compute Assisted Instruction）的方式，将光反射的各种过程生动、形象、交互地展示出来，可使学生从感性上对其产生深刻的认识，从而为上升到理性认识奠定良好的基础。1 设计思场“光的反射”一书教学目标是理解光的反射定律，了解镜面反射和漫反射。因此，课件的演示内容分为了五个部分：光的直线传播、光的反射现象、演示实验1、演示实验2及镜面反射和漫反射。“光的直线传播”部分，运用了一幅阳光穿透树叶射入密林的照片，直观地描述了前一节中光沿直线传播的内容，为下面新内容的展开做了很好的铺垫。同样，“光的反射现象”部分使用了一幅湖边景物在水面上呈现出美丽倒影的图片，结合现实生活中其它光的反射的例子，让学生对光的反射有初步的认识。光的反射定律是本节的重点，因此安排了两个实验演示反射定律的内容。演示实验1通过一段模拟光的反射过程的动画，让学生认识到：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居法线两侧。演示实验2通过模拟反射角和入射角关系的动画，引导学生得出结论：反射角等于入射角。综合实验1、2的结论，即可得出光的反射定律。镜面反射和漫反射部分也采用了两段动画，描述了光线由入射到反射结束的全过程。动画结束后的画面如图1、图2所示。2 素材设计21 动画素材考虑到光学的学科特点及初中学生的认知特性，课件中运用了大量的Flash动画，这不仅加强了课件的直观性和生动性，而且由于Flash矢量动画体积小、支持流式播放等优点，使课件的“个头”大大减小，运行也更加流畅自如。演示实验1中，模拟光反射过程的动画运用了Frame面板中的Shape选项。反射过程结束后，采用逐帧动画的方法使光路图中各部分依次闪烁，目的是让学生熟悉光路图中各部分名称（见图3）。之后，运用Action中的go to函数，使程序跳转到第二场景（鼠标单台“转动纸板”文字）。第二场景中使用了Frame面板中的Motion选项来达到使反射光线所在平面转动一个角度的效果。演示实验2运用set property、stop、play、tell、Target、if等函数制作了模拟反射角和入射角关系的动画，界面如图4所示。用户输入入射角的角度并回车后，动画即按入射角的大小自动演示反射过程，并在“反射角大小”文本框中显示反射角的角度。由此实验可让学生明白反射过程中反射角等于入射角。练习部分的习题充分体现了CAI课件交互性强的特点。例如，习题1运用了Authorware交互图标的热区响应（Hot spot）。题目给出了反射光路图，要求在图中按题目所给名称指出相应部位所处的位置（用户只需在认为正确的部位单击鼠标即可）。如所指部位正确，程序显示正确的反馈信息后自动进入下一题。如不正确，显示错误反馈信息。用户有三次改错的机会，三次后仍不正确，程序自动进入下一题。所有题目做完后，程序会给出统计信息并显示最后得分。22 图像素材由于制作的是教学演示课件，为了不分散学生注意力并起到良好的视觉效果，背景图像的选取以简洁、大方、能突出学科特点为标准。所选取的图片把界面分成了三个部分，分别作为演示区、目录区及按钮区。23 声音素材为了给用户营造一个轻松舒适的使用环境，选用了一段风格轻快、节奏舒缓的音乐做为背景音乐。在集成背景音乐时，使用了Authorware的Filoction变量及WavePlay函数，这样就可以不必将庞大的声音文件导入Authorware源程序中，而且可以方便地使用自定义变量控制背景音乐的播放。3 程序实现本课件选用了Authorware作为程序集成工具。为了使课件具有丰富的交互性和良好的可操作性，我们采用了如图5所示的程序结构。运用以上结构制作的程序主控界面如图6所示：“进入程序”部分使用显示图标显示了课件的标题。使用了等待图标并将其Events选项定为MouseClock，Time Limit设为35s。即用户在“进入程序”界面任何部位单击鼠标或等待35s，程序将进入主交互界面。第二部分是演示选择的交互部分。此部分主体为一个框架图标。为了方便用户在各分支间及分支内部实现跳转，保留了框架图标附带的导航按钮中的四个，分别为：Previous Page、Next Page及List Page。另外，在主界面左侧放置了以目录为对象的超文本键接，通过此链接，用户可以迅速选择直接进入各个分支。第三部分是退出（quit）。为了保持程序结构的严谨，以便扩充和维护方便，也为了用户能在任意时刻退出程序，这里使用了框架图标中的Exit framework按钮。单去该按钮退出框架图标后，程序进入下一流程片尾动画。片尾动画为一段用Flash遮罩手法制作的文字动画，呈现了制作人员相关信息的同时，起到了缓冲的效果，使程序的退出不显得突然。动画后设置了一个等待图标，在片尾动画播放过程中用户单台鼠标或接任意键或等待5s，将真正退出程序。在程序设计过程中，广泛使用了系统函数、系统变量和外部函数，使得程序控制更加简捷、灵活。由程序调试打包后的运行情况来看，用以上方案制作的光的反射CAI课件，具有思想明确、界面友好、画面细腻逼真、空间视觉感强、动态效果自然流畅的特点。1 边王芳计算机辅助学习：从行为主义到建构主义。电化教育研究，2019，（2）2 马秀峰，陈万平助教型物理课件开发中值得关注的几个问题中国电化教育，2019，（2）3 拓方工作空网页巧匠Flash中文版。北京：人民邮电出版社，20194 D