物理学专业毕业论文-用flash动画模拟几种热运动现象

物理学专业毕业论文-用flash动画模拟几种热运动现象

用Flash动画模拟几种热运动现象摘要：针对中学物理热学教学中老师在实物演示的时候不容易达到理想教学效果的情况，用Flash开发了几种热运动的课件，该课件具有形象直观、易操作、交互性强、效果明显等特色，可有效提高教学质量。关键词：Flash；动画模拟；热运动1.引言在教育实习中，对于实习学校物理教师进行实验课的教学调查，发现在上实验的时候教师一般都是带上实验仪器，在上课的时候做演示实验给学生看。在对几种热运动的教学中，教师在对几种运动的区别进行教学时难以生动形象的将几种现象同时展现给学生，这样不利于学生的理解和提高学习兴趣，进而影响了教学的效果。根据这方面的问题如果用Flash制作了这些实验的演示过程。教师在上课的时候只要带上Flash演示实验的运行程序到多媒体教室就可以进行有效的教学，提高学生的学习兴趣，以提高教学效果。2.需求分析2.1应用前景分析随着计算机科学技术的发展计算机技术被更多的应用到各个行业中，其中也包括教育行业。近年来国家教育部大力推进信息技术教育，虚拟学校、远程教育等应运而生。国家教委加强了对中学教师的计算机应用能力培训，从而提高教师运用计算机的能力。多媒体被越来越多的应用于中学的教学中，尤其是实验教学中。物理学是一门比较抽象的学科，很多东西只是存在于抽象世界当中，在现实生活中是无法看到的，学习者只能借助一定的设施去观察。对此教师可以应用课件去演示，课件可以把抽象的东西形象化，把几种易于混淆的现象和概念区分开，进而帮助学生更好的区别理解和掌握抽象的知识。多媒体课件在教育领域的应用前景非常可观。2.2现状分析随着国家教育部对进信息技术教育的大力推进，虚拟学校、远程教育等应运而生；多媒体现在越来越多的应用于中学教学（特别是实验教学）。用TOOLBOOK软件、BASIC语言和VisualBasic制作课件，程序太多、太复杂，制作起来较困难；用《仿真实物理验室3.5版本》、PowerPoint不能很好的将实验展现出来；用OEH多媒体技术显示效果不好；这里采用Flash来制作课件，它程序简单易操作，交互性强、效果明显。2.3课件功能分析Flash开发的课件系统，在CAI教学中应用非常广泛。高中物理学14\n中几种热运动的区分课件要完成的功能主要如下：（1）将布朗运动、分子运动和扩散现象分别用Flash形象的模拟，展现给学生，帮助学生理解区分；（2）要能明确的体现教学内容；（3）现象明显、形象生动；（4）要能帮助教师把实验中的器材合理的应用。本课件用FLASH制作，利用FLASH的动画功能演示分子运动、扩散现象和布朗运动，并利用按钮来实现跳转到课件的任一部分的功能。3.课件功能模块程序设计思路基本可以分为以下几个方面：首先：板块内容的划分，每个实验包括实验条件、实验演示和不同实验间相互交互的按钮等内容，共完成三个实验的模拟：分子热运动、扩散现象和布朗运动。其次：重点内容的设计——实验演示。再次：片头的制作。最后：调试。框架结构如图3-1所示：图3-1框架结构图3.1.主控界面3.1.1主控界面课件的主控界面中，放置了分子运动、扩散现象、布朗运动和退出四个按钮，这样点击其中的某一个按钮并可进入到相应学习内容进行学习。从而实现了各知识模块间的交互。见图3-214\n图3-2主控界面3.1.2课件的场景布局主控界面命令图层动的第1帧加入了动作stop();在导航按钮图层设置了分子运动，扩散现象，布朗运动，退出四个按钮，动作为：on(press){gotoAndStop("",1);}见图3-3图3-3主控界面场景布局3.2.《分子运动》实验模块3.2.1主界面该界面中有分子运动，扩散现象，布朗运动，实验演示四个按钮，这样点击其中的某一个按钮就可进入到相应学习内容进行学习。从而实现了各知识模块间的交互。见图3-414\n图3-4分子运动界面3.2.2实验演示只需要点击界面上的实验演示按钮，就可对实验过程进行观察。见图3-5图3-5分子运动演示界面3.2.3课件的场景布局在控制图层放置了分子运动，扩散现象，布朗运动，实验演示，开始，暂停六个按钮；见图3-6图3-6分子运动场景布局3.2.4课件所用到的脚本各个按钮上都加有相应的动作脚本，分别是：分子运动按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndStop(2);}扩散现象按钮上的动作脚本为；on(press){gotoAndStop("扩散现象",1);}布朗运动按钮上的动作脚本为；14\non(press){gotoAndStop("布朗运动",1);}实验演示按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndStop(2);}开始按钮上的动作脚本为；on(release){play();}暂停按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndPlay(2);}在背景图层的第33帧加入了动作gotoAndPlay(3);在控制图层第二帧的动作为：for(i=1;i<=7;i++){attachMovie("ball","ball"+i,i);setProperty("ball"+i,_x,random(479));setProperty("ball"+i,_y,random(435));}在控制图层第五帧的动作为：speed=(100-温度.knob._y)/2;for(i=1;i<=7;i++){x=getProperty("ball"+i,_x);y=getProperty("ball"+i,_y);if(Math.random()<0.5){x=x+Math.random()*speed;}else{x=x-Math.random()*speed;}if(Math.random()<0.5){y=y+Math.random()*speed;}else{y=y-Math.random()*speed;}if(x<26){x=26+Math.random()*speed;}elseif(y<108){y=108+Math.random()*speed;}setProperty("ball"+i,_x,x);setProperty("ball"+i,_y,y);}gotoAndPlay(4);3.3《扩散现象》实验模块14\n3.3.1主界面该界面有气体分子间的扩散演示，液体分子间的扩散演示，固体分子间的扩散演示三个按钮，这样点击其中的某一个按钮就可进入到相应学习内容进行学习。从而实现了各知识模块间的交互。见图3-7图3-7扩散现象界面3.3.2课件的场景布局扩散现象包括气体、液体、固体分子的扩散，见图3-8图3-8扩散现象场景布局3.3.3气体分子间的扩散演示3.3.3.1主界面该图为气体分子扩散的界面，设置了气体分子间的扩散演示，液体分子间的扩散演示，固体分子间的扩散演示，三个交互按钮，这样点击其中的某一个按钮并可进入到相应学习内容进行学习。从而较好的实现了各知识模块间的交互。见图3-914\n图3-9气体分子扩散界面3.3.3.2课件的场景布局图层1-6为抽去玻璃板的演示动作，动画1-动画6为用玻璃板隔开时的演示动作。见图3-10图3-10气体分子场景布局3.3.3.3课件所用到的脚本气体分子间的扩散演示按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndPlay(2);}液体分子间的扩散演示按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndPlay(31);}固体分子间的扩散演示按钮上的动作脚本为；14\non(release){gotoAndPlay(46);}跳转按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndPlay(15);}在文字图层的第30帧加入了动作stop();3.3.4液体分子间的扩散演示3.3.4.1主界面气体分子间的扩散演示，液体分子间的扩散演示，固体分子间的扩散演示，实验演示四个按钮，这样点击其中的某一个按钮并可进入到相应学习内容进行学习。从而实现了各知识模块间的交互。见图3-11图3-11气体分子界面3.3.4.2实验演示只需要点击界面上的开始按钮，就可对实验过程进行观察。见图3-1214\n图3-12液体分子扩散实验装置3.3.4.3课件的场景布局液体分子的扩散只装置了四个图层，文字、装置和动画1和动画2。动画1和2分别放置了硫酸铜和水的形变图，采用了形状补间。见图3-13图3-13液体分子扩散场景布局3.3.4.4课件所用到的脚本实验演示按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndStop(42);}开始按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndPlay(43);}第39、41、42帧都加入了动作stop();3.3.5固体分子间的扩散演示3.3.5.1主界面固体分子的扩散采用了抽象模拟的方法，见图3-1414\n图3-14固体分子扩散界面3.3.5.1课件的场景布局该场景设置了10个动画图层，其中5个为金粒子、5个为铝粒子。见图3-15图3-15固体分子扩散场景布局3.3.5.3课件所用到的脚本开始实验按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndStop(66);}演示按钮上的动作脚本为；on(release){play();}跳转按钮上的动作脚本为；on(release){gotoAndStop("主控界面",1);}在背景图层第87帧加入了动作stop();3.4《布朗现象》实验模块3.4.1温度因素的主界面采用温度拖条按钮进行控制布朗运动的条件，可以形象直观的模拟布朗运动随温度变化的运动状态。见图3-1614\n图3-16温度对布朗运动的影响3.4.2颗粒大小的主界面采用按钮进行颗粒大小变化的控制，可以形象直观的模拟布朗运动随颗粒大小变化的运动状态。见图3-17图3-17颗粒大小对布朗运动的影响3.4.3课件的场景布局温度对布朗运动的影响设置了三个图层，按钮图层上放置了开始和暂停两个按钮。颗粒大小对布朗运动的影响设置了23个图层,图层7-23分别放了一个颗粒,图层6放置了一个控制层,图层24-26分别放置了一个按钮.见图3-18图3-18布朗运动场景14\n3.4.4课件所用到的脚本跳转按钮上的动作脚本为：on(release){gotoAndPlay("主控界面",1);}开始按钮上的动作脚本为：on(release){play();}暂停按钮上的动作脚本为：on(release){gotoAndStop(3);}增加直径按钮上的动作为：on(release){_root.ball1.m=_root.ball1.m+1;}减小直径按钮上的动作为：on(release){if(_root.ball1.m>1){_root.ball1.m=_root.ball1.m-1;}//endif}颗粒速度归零按钮上的动作为：on(release){_root.ball1.dx=0;_root.ball1.dy=0;}控制图层上第2帧的动作为：//让各“大颗粒”、“小颗粒”实例在“边框”图片的空白区域中随机分布for(i=1;i<=10;i++){setProperty("ball"+i,_x,Math.abs(Math.random()*350)+100);//设置某“颗粒”的横坐标setProperty("ball"+i,_y,Math.abs(Math.random()*330)+90);//设置某“颗粒”的纵坐标}stop();控制图层上第5帧的动作为：speed=(100-温度.knob._y)/5;for(i=1;i<=10;i++){x=getProperty("ball"+i,_x);y=getProperty("ball"+i,_y);if(Math.random()<0.5){x=x+Math.random()*speed;}else{x=x-Math.random()*speed;}if(Math.random()<0.5){y=y+Math.random()*speed;}else{y=y-Math.random()*speed;}if(x<150){x=150+Math.random()*speed;14\n}elseif(y<100){y=100+Math.random()*speed;}setProperty("ball"+i,_x,x);setProperty("ball"+i,_y,y);}gotoAndPlay(3);4.程序运行结果调试后实验《分子运动》、《分子扩散运动》和《分子布朗运动》都能正常运行，课件比较形象直观，交互性极强，在运行的过程中学习者可以根据自己的需求来选择想要学习的内容板块和进行相应运动的对比学习，使用起来比较灵活。在实验过程中，学习者可以通过相应的按钮切换到对应的实验过程的学习。5.结束语本课件的特色是实验模拟形象直观且交互性极强，便于教学内容间的跳转对比学习；创新点是用托条按钮模拟温度高低变化、液体分子扩散性装置和颗粒直径控制等；本课件效果较好，可在教学中体现出形象直观、对比性强、有助于理解等好处。经过多次调试、修改后，课件可以正常运行。但是由于时间的关系以及我对学科知识的理解不透彻，没有教学经验等原因,还是存在一些问题有待解决和探讨,例如:（1）课件在教学过程中如何与传统教学相结合的问题，要今后改进。（2）课件中存在对实验的原理，步骤等把握不当的地方。（3）功能不够全面，系统的稳定性差。致谢在设计过程中遇到了很多困难，得到了倪永勤老师的热心指导，才得以顺利解决。在此表示由衷的感谢。参考文献[1]胡崧.Flash8标准教程［M］.北京：中国青年出版社，2006.[2]吴有林，攀里略.中小学教师课件设计与制作［M］.北京：机械工业出版社，2009.[3]蔡朝晖，张丽.Flash中学物理课件设计80例［M］.北京：中国青年出版社，2004，227-238.[4]韦纲.FlashMX2004多媒体课件制作教程［M］.海洋出版社出版,2005:1—76.[5]潘天士.中学物理课件制作实例与技巧［M］.机械工业出版社,2004:58—80.[6]何文靖,朱治国,玄利华.高中物理教学课件制作实例导航［M］.人民邮电出版社,2003:263—267.[7]冯士海,周木祥,赵家春,任全红.中文版FlashMX2004课件制作百例［M］.清华大学出版社,2005:80—86.14\n[8]宋明.布朗运动课件的制作与应用［J］.物理教师，2003，24（12）：33-35.[9]杜增民.液体间扩散现象实验的改进［J］.物理实验，1990，11（6）：256.[10]张丽英.提高布朗运动演示实验观察效果［J］.物理教师，2003，24（9）：24.[11]果美祥.分子运动演示管［J］.教学仪器与实验（月刊），2003，（3）：36.[12]海道源.液体中分子扩散现象演示法［J］.物理教师，1997，18（12）：6.[13]刘成林.气体分子运动演示器［J］.物理实验，1982年9月，2（3）：119.[14]谢叙权.我是这样做扩散现象实验的［J］.湖北中小学实验室，1995，5（4）：39.[15]聂应才.用FLASH模拟布朗运动［J］.信息技术与应用，2004，7-8：64-65.[16]朱向阳.温度对扩散现象的影响演示实验的改进［J］.物理实验，2007年8月，27（8）：23-34.[17]CynthiaLeonorGarza.KnightRidderTribuneBusinessNews.Washington:Jun3,2007.;p.1.[18]NirmalaRavindrawithAditiPai.IndiaToday.NewDelhi:Dec19,2005.;p.70.ApplicationoftheflashmotioninthesimulationexperimentofthermalmotionZhangWanGui(Departmentofphysics，Yuxinormaluniversity，Yuxi)DirectedbyYong-qinNiAbstract:Basedontheteachingofphysicsteachersinphysicalmethodsofdemonstrationteachingeffectisnoteasytoachievetheidealsituation,useFlashdevelopedsomehotmovementofcourseware,theimageofthecoursewarearedirectly,easytooperate,interactivity,obviouseffects,andothercharacteristics,whichcaneffectivelyimprovethequalityofteaching.Keywords:Flash；Animatedsimulation；Thermalmotion14