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摘要:利用Flash和Director軟件，開發(fā)完成了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)軟件。該軟件能夠幫助學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前預(yù)習(xí)，通過計(jì)算機(jī)模擬熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼x器和試劑、操作方法和注意事項(xiàng)，在實(shí)驗(yàn)之后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和總結(jié)，而且還可以重新模擬實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)等，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。本文介紹了軟件總體設(shè)計(jì)思路、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件的內(nèi)容，并以“環(huán)己烯的制備”為例，簡要說明軟件制作過程。
關(guān)鍵詞:Flash;Director;有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)動畫
有機(jī)化學(xué)是化學(xué)、化工、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等專業(yè)的重要基礎(chǔ)課。它是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，因此，學(xué)好有機(jī)化學(xué)同時必須做好有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。與其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器種類多、裝置復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)周期長、副反應(yīng)多、有很多反應(yīng)物或生成物有毒、污染性和危險性等特點(diǎn)［1－3］。基于這些原因，有些學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在排斥和畏懼心理。隨著有機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)手段也要求不斷更新［4－10］。為了進(jìn)一步提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，我們利用Flash和Director軟件，開發(fā)完成了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)軟件，該軟件能夠幫助學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前預(yù)習(xí)，通過計(jì)算機(jī)模擬熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼x器和試劑、操作方法和注意事項(xiàng)，在實(shí)驗(yàn)之后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和總結(jié)，而且還可以重新模擬實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)等，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
1軟件總體設(shè)計(jì)思路
本軟件的開發(fā)目的是增強(qiáng)學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣、培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)工作方法和工作習(xí)慣、以及實(shí)事求是和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度、撰寫合格的實(shí)驗(yàn)報告的能力和查閱文獻(xiàn)的能力等。主要采用多媒體動畫來模擬實(shí)驗(yàn)過程，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前對實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒆⒁馐马?xiàng)、操作過程等有一定的了解，做到胸有成竹。注重對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本操作技能的動畫制作，這些基本操作是后續(xù)的合成實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，還能提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。本軟件能夠起到課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的良好效果，對于鞏固學(xué)生所學(xué)習(xí)的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能的提高有突出作用，“溫故而知新”，有助于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)自主性，減輕了課堂上的教學(xué)壓力，但卻提高了教學(xué)質(zhì)量。
2有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件的內(nèi)容
本軟件的內(nèi)容如圖1所示，主要包括基本知識、基本操作、綜合性實(shí)驗(yàn)和其他。基本知識包括:有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)則，實(shí)驗(yàn)室常見事故如火災(zāi)、爆炸、中毒、觸電、割傷、燙傷等的預(yù)防和急救用具的正確使用，常用的玻璃儀器和設(shè)備的名稱、使用方法、清潔及保養(yǎng)等。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作，包括回流、蒸餾、氣體吸收、攪拌、加熱、冷卻、抽氣過濾、干燥、升華等，所有的綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)幾乎都離不開這些基本操作，所以要熟練掌握每種基本操作的裝置、應(yīng)用范圍和操作方法。學(xué)生進(jìn)去實(shí)驗(yàn)室之前先了解實(shí)驗(yàn)室的規(guī)則、注意事項(xiàng)以及本次實(shí)驗(yàn)涉及的相關(guān)儀器，通過動畫了解實(shí)驗(yàn)涉及的基本操作，實(shí)驗(yàn)中才能更好的觀察、記錄，做到“游刃有余”，課后更好的書寫實(shí)驗(yàn)報告、反思實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好壞，這也是對以后撰寫科學(xué)論文的初步訓(xùn)練。
3軟件的制作和開發(fā)
本軟件的總體開發(fā)是基于MacromediaDirector11。目前，市場上流行的多媒體創(chuàng)作工具主要有Authorware、Flash和Director，而Director無疑是處于當(dāng)今多媒體創(chuàng)作軟件領(lǐng)域的絕對領(lǐng)導(dǎo)地位。Director，從字面上來理解為導(dǎo)演，這一詞很形象地概括了Director的功能，它就是一個指揮文字、圖形圖像、聲音、視頻、動畫等多媒體演員，并把它們組織成一臺豐富多彩的多媒體劇的好導(dǎo)演。另外，我們通過Microsoftoffice錄入文本，通過Chemoffice、Photoshop處理實(shí)驗(yàn)儀器圖片，然后保存為.png格式的文件。利用Flash建立常用的“儀器庫”文件和制作實(shí)驗(yàn)操作動畫，保存為.swf格式的文件。利用Wavestudio軟件錄制聲音文件，再用Director將.wav文件轉(zhuǎn)換成.swa格式文件。最后，在Director的支持下，將各種素材按照設(shè)計(jì)思路結(jié)合起來，生成有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)多媒體軟件。再經(jīng)過多次測試、修改后，將制作好的源文件打包，生成可執(zhí)行文件。
4軟件應(yīng)用實(shí)例
以“環(huán)己烯的制備”為例，簡要說明一下軟件制作過程。
4.1常用儀器庫的建立。常用儀器庫包括:普通玻璃儀器(燒杯、漏斗、分液漏斗、錐形瓶、溫度計(jì)、抽濾瓶、布氏漏斗、表面皿、量筒等)、標(biāo)準(zhǔn)磨口玻璃儀器(圓底燒瓶、蒸餾頭、直形冷凝管、球形冷凝管、刺型分餾柱、接液管、三口瓶等)、常用設(shè)備(電子天平、循環(huán)水真空泵、電熱鼓風(fēng)干燥箱、紅外快速干燥箱、顯微熔點(diǎn)測定儀、氣流干燥器、恒溫水浴鍋、增力電動攪拌器、磁力攪拌器等)、其它(電爐、電熱套、鐵架臺、燒瓶夾、膠管、升降臺等)。圖2列出了部分常用儀器。雙擊儀器的圖片，就能看到對應(yīng)儀器的用途、使用方法、洗滌、干燥等。例如直型冷凝管:是將一根空氣冷凝管作為內(nèi)芯，在其外面焊有一較粗的外套管(水冷管)，在外套管的兩端各焊接一個小嘴是用以連接冷凝水的進(jìn)出口(下嘴用以連接冷卻水源，上嘴用以作冷卻水的出口)。它是用水進(jìn)行冷卻，適用于沸點(diǎn)為140℃以下物質(zhì)的蒸餾、分餾操作，主要用于傾斜式蒸餾裝置。學(xué)生可以對比直形冷凝管、球形冷凝管、蛇形冷凝管以及空氣冷凝管的構(gòu)造、使用方面的區(qū)別，實(shí)驗(yàn)過程更加得心應(yīng)手。
4.2基于儀器庫的操作實(shí)驗(yàn)動畫。打開Flash軟件，新建一個名稱為“環(huán)己烯的制備”的文件，將舞臺大小修改為800×600，背景顏色設(shè)置為黑色。從儀器庫導(dǎo)入整個實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的儀器圖片，分別轉(zhuǎn)換為元件，輸入元件名稱。根據(jù)實(shí)驗(yàn)中需要用到的儀器元件的先后出現(xiàn)順序，通過位移動畫、遮罩層、控制時間軸等效果制作，逐步在時間上將環(huán)己烯的制備整個操作過程進(jìn)行模擬，直到完成整個實(shí)驗(yàn)。為了防止動畫的重復(fù)播放，需要最后再新建一個“action”層，在“action”層的最后一幀上添加一個控制動畫停止的腳步。打開Director軟件，利用Director的Import命令導(dǎo)入文本、圖片、動畫、聲音等文件，即演員(cast)。打開演員列表，把同一舞臺的演員拖到舞臺中，布置好位置。然后打開劇本窗口，設(shè)置劇本窗口屬性，控制劇本窗口的外觀以及精靈通道上顯示的信息。在Director的支持下，按照設(shè)計(jì)腳本的思路，將準(zhǔn)備好的素材有機(jī)的組合起來，組裝好的每個實(shí)驗(yàn)的源文件直接成.dcr類型文件。圖3環(huán)己烯的制備演示。
5結(jié)語
利用Flash和Director軟件，開發(fā)完成了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)軟件，軟件不是簡單的重復(fù)實(shí)驗(yàn)教材，而是選一些比較具有代表性的內(nèi)容作為素材，根據(jù)老師們的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和同學(xué)們學(xué)習(xí)的體會，將其中的關(guān)鍵點(diǎn)、疑難點(diǎn)體現(xiàn)出來，學(xué)生掌握了軟件的內(nèi)容，可以獲得舉一反三、觸類旁通的效果。該軟件能夠幫助學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前預(yù)習(xí)，通過計(jì)算機(jī)模擬熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼x器和試劑、操作方法和注意事項(xiàng)，在實(shí)驗(yàn)之后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和總結(jié)，而且還可以重新模擬實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)等，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。軟件圖文并茂，表達(dá)方式豐富，有敘述、強(qiáng)調(diào)、動畫等，看起來更生動活潑，學(xué)生學(xué)起來更易學(xué)易記。
作者:易運(yùn)紅 張敏娟 吳功慶 單位:廣東藥科大學(xué)醫(yī)藥化工學(xué)院 河南地礦職業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)部 廣東省化妝品工程技術(shù)研究中心
