文献综述(范文)

本科学生毕业论文（设计）

文献综述报告

题目中学物理几何光学实验的Flash课件设计姓名杨英

学号104100354

院、系信息学院

专业教育技术

指导教师（职称/学历）杨建钢(副教授/本科)

2013年12月30 日

云南师范大学教务处制

中学物理几何光学实验的Flash课件设计

文献综述报告

摘要：在实验教学中，实验课件是利用计算机创建的一个可视化操作环境，在这种环境中学生可以进行各种实验，达到与真实实验基本一致的教学目的。实践表明，将物理实验课件应用于教学可以弥补传统实验教学的不足，提高实验教学效果。因此计算机模拟实验是却实可行的。在本次实验课件的设计中，主要以FLASH为平台。利用FLASH丰富的表现力和强大的交互功能开发出来的实验课件操作性强、开发周期短、简单易行，可以满足不同实验教学的需求。

关键词：实验课件；Flash课件；中学物理实验教学；几何光学

1引言

21世纪是人类全面进入信息化生活的新世纪，以计算机技术、多媒体技术、以及网络技术为基础的现代信息技术已经渗透人们的学习、工作和生活中。已成为人们生存必不可少的需求之一。尤其在教育领域，教育信息化已经成为当今教育发展的必然趋势。作为物理教育的重要组成部分—物理实验，也不例外。

国外对于计算机模拟实验的研究始于上个世纪八十年代末,当时一些研究机构试图以计算机为工具,模拟一些复杂系统的运作,并对其加以控制。如麻省理工学院（MIT）于1988年开发并投入使用了Web Lab在线实验室，不仅本校的学生可以随时访问实验室进行实验，其他高校的学生也可以访问。另外，美国科罗拉多加州大学物理教育技术中心设计了基于JA V A技术的交互式仿真项目，这些项目涉及力、热、声、光、电、以及量子物理中一些简单的物理实验及物理现象。其主要目的是激发学生学习的兴趣并帮助他们对物理概念以及物理原理的理解[1]。

上世纪九十年代初，国内一些高校开设致力于计算机实验课件的开发与研制。至今与取得了可喜成绩。在实验教学中，实验课件就是利用计算机创建一个可视化的试验操作环境，每一个可视化模拟物体代表一种实验仪器或设备，通过操作这些模拟的实验仪器或设备，学生可以进行各种实验，达到与真实实验基本一致的教学要求和目的[2]。目前最权威的实验课件教学系统是中国科技大学天文与应用物理系开发的大学物理仿真实验教学系统。这套系统是“九五”国家重点科技攻关项目，也是第一套实验教学软件。它通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机的融合为一体，形成了一步活的、可操作的物理实验教科书[3]。通过物理实验课件的学习，学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解，可以达到很好的效果，实现培养动手能力，学习实验操作技能，深化和巩固物理知识等目的，同时增强了学生对物理实验的兴趣。因此针对

中学生开发物理实验课件是有必要的。

2 物理学科的学习中实验的重要性

2.1 物理实验的重要地位

在物理学的学习中，物理实验具有相当重要的地位。所谓物理实验，就是根据物理学研究目的，选用适当的实验仪器和实验装备，用人为的方法让实验现象再现，并加以观察和研究的一种科学活动。它在培养学生严谨的科学思维和创新能力，特别是在培养与科学技术发展相适应的综合能力、提高学生的科学素质，以适应科技发展与社会进步对人才的需求方面有着不可替代的作用。

2.1 物理实验课件的必要性

经年来，伴随着教育教学改革的不断深化，实验教学改革取得了一定的进展，但由于受传统教育观念的影响，实验教学中还存在着不少令人担忧的问题:实验室硬件建设的资金投入不足，维修周期长，实验管理人员不敢放手让学生使用，加上一些设备更新率低，实验教学内容成旧，不能很好的激发学生的实验积极性；实验室开放的时间少，学生感到很不方便；实验内容的深度和广度不够，实验教学观念落后、教学方法单一，学生自己的操作探索少；实验教学没有定位于“立足于应用”这一层面上，忽略与生产实际的有机联系，不能充分体现现代科学技术的更新发展等等。这些都是当前物理实验教学改革面临的主要问题[4]。

使得实验课件变得却实可行。计算机辅助物理实验教学也表现出了多种形式:计算机辅助物理实验教学管理、计算机辅助物理实过程控制与数据采集、数据处理以及计算机辅助物理实验教学软件。近年来,物理实验课件已成为物理实验室发展的一个新方向，实验课件可以突破真实实验的范畴，突破时空的限制，同时能降低实验成本和实验的危险性，同时实验课件操作简单，且实验过程具有可重复性。它给物理教学实验带来了新的活力。

3 对实验课件的认识

人们往往从不同的层面对计算机模拟实验给予不同的定义和表述。

实验者可以像在真实环境中一样完成各种实验项目，所取得的效果也几乎等价于甚至优于在真实环境中取得的效果。

计算机模拟实验是一个创造和引导模拟实验的交互环境，也就是实验场所。它可以辅助、部分替代传统实验各操作环节的相关操作环境。

随着现代教育技术的发展，实验课件已经成为计算机辅助教学的一个新的发展方向，它除了具有计算机辅助教学软件的一般特征之外，主要还有以下特征：交互性

实验课件使实验变成学生与计算机的双向交流，学生利用鼠标和键盘可以自己对仪器进行操作，自由选择实验内容和实验进度，这样能很大程度的调动学生的学习积极性。

经济性、开放性和共享性

实验课件能有效降低实验仪器的资金耗费，同时计算机模拟实验易于扩充和维护，可以随时开放，反复实验，而且实验灵活方便，便于实现资源共享。

3.3实验课件的分类

（1）根据实验课件的功能来分：

设计实验可采取多种方法，比如摄像机记录整个实验过程，然后转换成A VI 或者RM等格式进行播放。这种演示型实验没有动手的体验，因此没有真实感，目前这种演示型实验主要用于实验课前预习。

在操作型仿真实验中，实验者能够控制、参与实验，成为实验的主导者。交互性是操作型仿真试验的一个重要的特点，使用者能够对其中的仿真的仪器进行相应的操作，并显示实验现象与结果。

（2）根据其制作技术可分为

纯仿真实验不支持外部硬件设备，完全利用计算机多媒体软件进行仿真。通过模拟虚拟实验环境来实现。这种方式的优点就是以PC机为平台，不涉及任何硬件，实验的全部过程都以软件为基础来完成实验教学。

半实物仿真实验是基于虚拟仪器技术的，虚拟仪器包括硬件和软件两个基本要素，它是利用一定的电子硬件，及有测控分析功能的应用软件来实现仪器测量功能仿真仪器，具有实测功能，完全可以替代传统台式测量测试仪器。以虚拟仪器技为基础的半实物仿真实验与纯软件仿真实验中的虚拟环境不相同。此外，在网络环境下，此实验的最大优势是能够共享硬件资源，服务器负责共享设备的控制、测量、数据采集、管理、分发等，客户端构建虚拟仪器面板，通过客户端操作远程测量设备，实现多用户资源共享[5]。

4物理实验课件应用于教学的不足

模拟实验虽然新颖有趣，但与真实实验仍有距离。并且实验课件应用与教学，它的整个教学过程都是在计算机上操作完成的，所以实验课件在教学应用中还存在一定的局限性[6]。

5实验课件的设计理念

实验教学作为理论教学重要的组成部分，皆在提高学习者的试验操作能力与思考解决问题能力，创新人才培养模式[7]。

首先，实验课件的设计要以学习理论为指导，在设计过程中需要贯彻和遵从学习理论进行设计，从而使实验课件在教学中得到满意的效果。

其次，实验课件的设计要以促进学生学习、提高教学质量为宗旨。设计和实现实验课件的目的就是为了辅助教学，那么促进学生学习和提高教学质量就是根本目的和宗旨。

最后，好的实验课件也应该支持个别化学习以及协作学习。对于协作学习，