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摘要：中学化学教学中利用信息技术手段展示微观世界的物质和各种反应过程具有得天独厚的优势。文章以《化学键与化学反应》为例，通过运用PV3D引擎结合FALSH软件实现教学设计中的各种展示与反应过程实现交互性强的教学课件制作。望从课程教学设计、课件设计、PV3D结合flash运用及实现给一线教师制作类似的计算机辅助教学课件提供参考。
关键词：PV3D；FLASH课件；3D引擎
中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）27-0181-03
Abstract： The middle school chemistry teaching in the use of information technology to show the micro world of the material and various reaction process has a unique advantage. In this paper， "chemical bond and chemical reaction" as an example， through the use of PV3D engine combined with FALSH software to achieve a variety of teaching design display and response process to achieve interactive teaching courseware production. Hope from the curriculum teaching design， courseware design， PV3D combined with the use of flash and the realization of the first line teachers to make similar computer aided teaching courseware to provide reference.
Key words： PV3D； flash courseware； 3D engine
1引言
PV3D（PaperVision3D）是一个很著名的Flash 3D免费开源引擎，是一个基于ActionScript的开源项目，主要由巴西人Carlos开发出来，目的在于实现更加炫丽美观、功能强大的Flash 3D Web应用程序，PV3D的出现大大降低了我们制作flash3D动画的难度[1]。在FLASH制作课件中利用PV3D引擎加载3DMAX制作的3D模型或者是动态3D特效能在制作地貌结构层次、原子结构模型、人体结构模型、机械引擎剖面图、电子结构内部模型、生物DNA分子模型等教学内容上有得天独厚的优势。特别是在不能够利用现实模型及实验直接演示的，概念比较抽象的教学内容制作上都可以根据自身知识建构出相应的模型及3D特效给予学习者相应的学习经验，以提升学生对知识建构的速率。本文以人教版教学内容《化学键与化学反应》为例，利用PV3D引擎在FLASH课件制作中调用3DMAX模型实现演示原子结构模型间的化学键以及原子间的一系列反应过程。通过对微观世界的虚拟展示以便让学生对教学内容有更直接的体验达到提升教学效果的目的。
2案例内容分析及数字化设计
“化学键与化学反应”是人教版高中《化学（必修）2》中的教学内容，继初中的物质变化与化学反应之后通过对化学键新知识的引入能帮助学生从微观角度认识物质的构成和化学反应的实质；同时以“化学键”为桥梁能引导学生从物质变化和能量变化两个维度去认识化学反应。本节教学内容的重点与难点是对化学键、离子键、共价键的概念和对化学反应的实质理解。学习目标要求学生了解化学键的实质，离子键、共价键的形成过程，化学反应中物质变化和能量变化；初步学会从微观的角度去认识化学变化的过程。
在数字化教学设计中，首先在知识回顾的模块向同学们展示用FLASH制作的电解水的交互实验，通过演示及与同学们的交互帮助他们回忆旧知以便激发先前经验；接着同学们将会看到一个H2O分子的模型，3个小球（H原子，O原子）间用闪电特效连接相互吸引的效果，让同学直观认识到原子与原子中间是有一个东西在约束——化学键。根据金属元素原子与非金属元素原子，非金属元素原子与非金属元素原子相结合的原则分为离子键和共价键，加强同学们对化学键的认识，为下文化学反应中化学键的断裂与重组，能量的变化做下铺垫；另在微观粒子结合这个板块，利用FLASH软件制作电解水粒子的变化过程，同学们将会看到水分子由于受到外部能量的影响H-O-H共价键断裂，H-H，O-O共价键的形成以及能量的变化过程，让学生直观地感受到化学键的断裂需要吸热，化学键的重组需要放热，加强同学们对化学键以及原子重组间的能量变化的知识建构。在知识的巩固板块，我将用flash制作一系列的问题，巩固同学们对这节课所学内容。
3课件制作设计与实现
3.1 准备工作
下载3DMAX2009、COLLADAMAX、PV3D傻瓜包、3DMAX 插件PLASMA STUDIO.MS并将各种软件安装好。
（1）双击3DMAX 2009桌面快捷方式并打开软件。
（2）点击“准几何体”下的“对象类型”，选择球体，并在透视图中创建Sphere对象。
（3）将下载的PLASMA STUDIO.MS拖至3DMAX 2009操作界面，选择对象并修改其属性。
（4）设置模型的灯光，摄影机的位置，选择材质工具，将模型贴图。
（5）渲染3D模型并导出模型，保存为.DAE文件的格式。
3.2片头
（1）使用FLASH软件打开修改下载的素材3D离子球.FLA里面的ACTION SCRIPT参数大小，保存并发布。 （2）使用FLASH软件打开修改随机变换的小球.FLA，修改ACTION SCRIPT碰撞检测的参数，保存并发布。
（3）使用FLASH软件打开双击piantou1.fla修改库里面text里面的文字的参数，以及时间轴里面不需要的元件，修改完成以后保存并发布。
（4）使用FLASH软件打开建立片头.FLA与前面做的文件放在一个文件夹里，在时间轴的第一帧右击鼠标右键选择动作加载前面修改好的SWF文件实现如（图1）效果，具体的加载代码如下：
var tpwz12：String="piantou1.swf"；
var req12：URLRequest=new URLRequest（tpwz12）；
var tpjzq12：Loader =new Loader（）；
tpjzq12.load（req12）；
tpjzq12.x=74；
addChild（tpjzq12）；
3.3导航条
3.3.1 旧知回顾与新知导入
利用FLASH制作水电解的模拟实验。制作水槽，电路以及小水泡的元件以及一系列的按钮，通过按开始按钮，实验开始，同学们将会看到电流由电池正极出发流向水槽里，然后水槽里的导电棒两边产生电流，在电流的作用下分别产生小气泡，通过燃着的小木条检验两导电棒两端的气体是什么如（图2）。具体操作如下：
（1）打开FLASH 软件，选择工具栏里面的矩形工具，在属性对话框里面找到填充颜色选择#9DA9BA，在舞台上面画出一个矩形，双击有颜色的区域，单击键盘上的Delete键，利用选择工具选择矩形线框上方一小部分，点击删除键。
（2）加载外部图片电池，设置按钮，利用线条工具设置笔触大小。
（3）点击选择工具，选择开始按钮在属性对话框里将其“名称“设置为b1，在as图层里选择动作写入以下代码：
b1.addEventListener（MouseEvent.CLICK，tiaozhuan）；
function tiaozhuan（event：MouseEvent）：void{gotoAndStop（5）；}
（4）在第5帧的位置插入已经设置好的闪电效果元件，然后单击修改菜单，选择变形工具将闪电元件方向修改，双击闪电效果元件，在闪电效果的元件里面设置气泡向两极移动的传统补间动画，在时间轴上拷贝已做好的气泡传统补间动画，粘贴在时间轴的图层，修改气泡的不同位置以及出现及消亡的时间。
（5）最后设置一个检验气体的装置，下载一个火柴动画的源码，然后将火柴移动至收集气体的两端实现火苗的变大和熄灭的效果以达到气体的检验。
3.3.2 原理解释
在3DMAX 2009软件中制作H2O分子，利用闪电的特效将H原子与O原子通过化学键将H-O-H原子之间连接。再利用PV3D引擎将此动画引入FLASH软件制作中，如（图3）。具体操作如下：
（1）先打开3D MAX2009软件，在Object Type卷展栏里选择Sphere在Perspective建立3个小球然后找到下载的PLASMA STUDIO.MS将其加载到3DMAX 2009的工作界面。
（2）选择Add WayPoint添加3个小球Sphere01， Sphere02， Sphere03，点击Activate，在3DMAX 2009的工作界面两个球之间就会出现闪电的效果，然后修改其属性达到最后的效果，点击Beke生成动态的3D闪电效果，下面选择材质，修改其自发光，透明度等参数，将其指定给闪电，这样就形成闪电的效果。
（3）点击Export，在保存类型里面设置为*.DAE格式.
（4）打开FLASH软件，利用PV3D加载3D模型的代码直接加载即可。
3.3.3 微观粒子化合过程
利用3DMAX来模拟H-O-H两条共价键的断裂与O与O形成O2，H与H合成形成H2的过程，以及期间共价键断裂吸热的过程和共价键的形成放热的过程，也就是将化学方程式实例化的过程，如（图4）。 具体操作如下：
（1）打开3DMAX 2009，将具有特效的原子3个选中，然后选择移动工具按住Shift键复制出一组对象，根据上面做出两个H-O-H模型。
（2）点击菜单Rendering在下拉菜单里选择Render setup，调节里面的参数Range与视频格式（Output），HDTV（video）高清格式，再选择合适的视屏尺寸，选择完成之后，在Render Output里选择渲染的位置。
（3）点击Render按钮，输出保存视频。
（4）利用ADOBE PREMIERE将视频进行在加工，导入电击声音，然后导出的视屏格式为*.flv文件格式为后面flash调用做准备。
（5）再依次根据上面的步骤制作出化学键断裂的过程.flv与化学键重组的过程.flv，最后用AS3.0代码将前面做的三者组合起来。
3.3.4 知识的巩固
利用FLASH软件自带的组合框控件制作系列选择问题达到与学生交流巩固的目的。具体操作如下：
（1）打开FLASH在导航条里面选择插入，创建元件。
（2）在时间轴的第一帧利用线条工具画出红勾，在第二帧里插入关键帧，并在舞台正中央位置画出红叉，在第三帧插入关键帧，在动作里写入stop（）；命令。
（3）单击场景，再选择Flash导航条里面的窗口，单击窗口，在弹出的下拉菜单里选择组件，在组件里面选择User Iterface文件夹，在文件夹里面找到Button，CheckBox，
RadioButton，将这三个组件拖拽至库里面。
（4）双击名称对应后面的AS链接，在AS链接里面依次对应输入fl.controls. Button，fl.controls. CheckBox，fl.controls.RadioButton，然后将这三个组件适量的拖拽至舞台，将其放置在合适的位置，然后单击舞台上的组件，修改其组件参数和组件的名字.
（5）在工具栏里选择文本工具，在舞台空白的位置双击，然后输入文字。然后调节页面，让一切看起来整齐。
（6）在主舞台上插入新图层，在第一帧位置单击鼠标右键，在动作里输入以下代码：
if （RadioButtonGroup.getGroup（"t1"）.selectedData==3） {check1_mc.gotoAndStop（1）；}
else
{check1_mc.gotoAndStop（2）；}
for （var i=1；i<5；i ）
{for（var j=1；j<5；j ）
{this["c_" i "_" j].enabled=false；}}
（7）创建一个主程序控制所有的选择题和填空题，利用前面的方法加载SWF文件。
3.3.5 片尾
在FLASH软件中，在时间轴的最后帧处插入静态文本，修改静态文本的属性，输入谢谢观赏。
4 总结
PV3D Web 应用只需要使用Flash ActionScript3.0搭配PV3D类的文件即可，而客户端只需要安装Flash Player9以上的版本即可以播放三维动画效果。特别是AS3.0出现后能结合其他第三方插件创建各种不同的应用特效，如果巧妙地应用于教学课件的制作能做出来的教学课件不仅生动形象交互功能强大，而且在教学内容的表现效果明显，已成为广大教师制作教学课件的必选工具 。
参考文献：
[1] 闫丰亭，刘畅，贾金原. Flash3D引擎的发展现状剖析及若干关键技术研究[J]. 系统仿真学报，2013（10）.
关键词：PV3D；FLASH课件；3D引擎
中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）27-0181-03
Abstract： The middle school chemistry teaching in the use of information technology to show the micro world of the material and various reaction process has a unique advantage. In this paper， "chemical bond and chemical reaction" as an example， through the use of PV3D engine combined with FALSH software to achieve a variety of teaching design display and response process to achieve interactive teaching courseware production. Hope from the curriculum teaching design， courseware design， PV3D combined with the use of flash and the realization of the first line teachers to make similar computer aided teaching courseware to provide reference.
Key words： PV3D； flash courseware； 3D engine
1引言
PV3D（PaperVision3D）是一个很著名的Flash 3D免费开源引擎，是一个基于ActionScript的开源项目，主要由巴西人Carlos开发出来，目的在于实现更加炫丽美观、功能强大的Flash 3D Web应用程序，PV3D的出现大大降低了我们制作flash3D动画的难度[1]。在FLASH制作课件中利用PV3D引擎加载3DMAX制作的3D模型或者是动态3D特效能在制作地貌结构层次、原子结构模型、人体结构模型、机械引擎剖面图、电子结构内部模型、生物DNA分子模型等教学内容上有得天独厚的优势。特别是在不能够利用现实模型及实验直接演示的，概念比较抽象的教学内容制作上都可以根据自身知识建构出相应的模型及3D特效给予学习者相应的学习经验，以提升学生对知识建构的速率。本文以人教版教学内容《化学键与化学反应》为例，利用PV3D引擎在FLASH课件制作中调用3DMAX模型实现演示原子结构模型间的化学键以及原子间的一系列反应过程。通过对微观世界的虚拟展示以便让学生对教学内容有更直接的体验达到提升教学效果的目的。
2案例内容分析及数字化设计
“化学键与化学反应”是人教版高中《化学（必修）2》中的教学内容，继初中的物质变化与化学反应之后通过对化学键新知识的引入能帮助学生从微观角度认识物质的构成和化学反应的实质；同时以“化学键”为桥梁能引导学生从物质变化和能量变化两个维度去认识化学反应。本节教学内容的重点与难点是对化学键、离子键、共价键的概念和对化学反应的实质理解。学习目标要求学生了解化学键的实质，离子键、共价键的形成过程，化学反应中物质变化和能量变化；初步学会从微观的角度去认识化学变化的过程。
在数字化教学设计中，首先在知识回顾的模块向同学们展示用FLASH制作的电解水的交互实验，通过演示及与同学们的交互帮助他们回忆旧知以便激发先前经验；接着同学们将会看到一个H2O分子的模型，3个小球（H原子，O原子）间用闪电特效连接相互吸引的效果，让同学直观认识到原子与原子中间是有一个东西在约束——化学键。根据金属元素原子与非金属元素原子，非金属元素原子与非金属元素原子相结合的原则分为离子键和共价键，加强同学们对化学键的认识，为下文化学反应中化学键的断裂与重组，能量的变化做下铺垫；另在微观粒子结合这个板块，利用FLASH软件制作电解水粒子的变化过程，同学们将会看到水分子由于受到外部能量的影响H-O-H共价键断裂，H-H，O-O共价键的形成以及能量的变化过程，让学生直观地感受到化学键的断裂需要吸热，化学键的重组需要放热，加强同学们对化学键以及原子重组间的能量变化的知识建构。在知识的巩固板块，我将用flash制作一系列的问题，巩固同学们对这节课所学内容。
3课件制作设计与实现
3.1 准备工作
下载3DMAX2009、COLLADAMAX、PV3D傻瓜包、3DMAX 插件PLASMA STUDIO.MS并将各种软件安装好。
（1）双击3DMAX 2009桌面快捷方式并打开软件。
（2）点击“准几何体”下的“对象类型”，选择球体，并在透视图中创建Sphere对象。
（3）将下载的PLASMA STUDIO.MS拖至3DMAX 2009操作界面，选择对象并修改其属性。
（4）设置模型的灯光，摄影机的位置，选择材质工具，将模型贴图。
（5）渲染3D模型并导出模型，保存为.DAE文件的格式。
3.2片头
（1）使用FLASH软件打开修改下载的素材3D离子球.FLA里面的ACTION SCRIPT参数大小，保存并发布。 （2）使用FLASH软件打开修改随机变换的小球.FLA，修改ACTION SCRIPT碰撞检测的参数，保存并发布。
（3）使用FLASH软件打开双击piantou1.fla修改库里面text里面的文字的参数，以及时间轴里面不需要的元件，修改完成以后保存并发布。
（4）使用FLASH软件打开建立片头.FLA与前面做的文件放在一个文件夹里，在时间轴的第一帧右击鼠标右键选择动作加载前面修改好的SWF文件实现如（图1）效果，具体的加载代码如下：
var tpwz12：String="piantou1.swf"；
var req12：URLRequest=new URLRequest（tpwz12）；
var tpjzq12：Loader =new Loader（）；
tpjzq12.load（req12）；
tpjzq12.x=74；
addChild（tpjzq12）；
3.3导航条
3.3.1 旧知回顾与新知导入
利用FLASH制作水电解的模拟实验。制作水槽，电路以及小水泡的元件以及一系列的按钮，通过按开始按钮，实验开始，同学们将会看到电流由电池正极出发流向水槽里，然后水槽里的导电棒两边产生电流，在电流的作用下分别产生小气泡，通过燃着的小木条检验两导电棒两端的气体是什么如（图2）。具体操作如下：
（1）打开FLASH 软件，选择工具栏里面的矩形工具，在属性对话框里面找到填充颜色选择#9DA9BA，在舞台上面画出一个矩形，双击有颜色的区域，单击键盘上的Delete键，利用选择工具选择矩形线框上方一小部分，点击删除键。
（2）加载外部图片电池，设置按钮，利用线条工具设置笔触大小。
（3）点击选择工具，选择开始按钮在属性对话框里将其“名称“设置为b1，在as图层里选择动作写入以下代码：
b1.addEventListener（MouseEvent.CLICK，tiaozhuan）；
function tiaozhuan（event：MouseEvent）：void{gotoAndStop（5）；}
（4）在第5帧的位置插入已经设置好的闪电效果元件，然后单击修改菜单，选择变形工具将闪电元件方向修改，双击闪电效果元件，在闪电效果的元件里面设置气泡向两极移动的传统补间动画，在时间轴上拷贝已做好的气泡传统补间动画，粘贴在时间轴的图层，修改气泡的不同位置以及出现及消亡的时间。
（5）最后设置一个检验气体的装置，下载一个火柴动画的源码，然后将火柴移动至收集气体的两端实现火苗的变大和熄灭的效果以达到气体的检验。
3.3.2 原理解释
在3DMAX 2009软件中制作H2O分子，利用闪电的特效将H原子与O原子通过化学键将H-O-H原子之间连接。再利用PV3D引擎将此动画引入FLASH软件制作中，如（图3）。具体操作如下：
（1）先打开3D MAX2009软件，在Object Type卷展栏里选择Sphere在Perspective建立3个小球然后找到下载的PLASMA STUDIO.MS将其加载到3DMAX 2009的工作界面。
（2）选择Add WayPoint添加3个小球Sphere01， Sphere02， Sphere03，点击Activate，在3DMAX 2009的工作界面两个球之间就会出现闪电的效果，然后修改其属性达到最后的效果，点击Beke生成动态的3D闪电效果，下面选择材质，修改其自发光，透明度等参数，将其指定给闪电，这样就形成闪电的效果。
（3）点击Export，在保存类型里面设置为*.DAE格式.
（4）打开FLASH软件，利用PV3D加载3D模型的代码直接加载即可。
3.3.3 微观粒子化合过程
利用3DMAX来模拟H-O-H两条共价键的断裂与O与O形成O2，H与H合成形成H2的过程，以及期间共价键断裂吸热的过程和共价键的形成放热的过程，也就是将化学方程式实例化的过程，如（图4）。 具体操作如下：
（1）打开3DMAX 2009，将具有特效的原子3个选中，然后选择移动工具按住Shift键复制出一组对象，根据上面做出两个H-O-H模型。
（2）点击菜单Rendering在下拉菜单里选择Render setup，调节里面的参数Range与视频格式（Output），HDTV（video）高清格式，再选择合适的视屏尺寸，选择完成之后，在Render Output里选择渲染的位置。
（3）点击Render按钮，输出保存视频。
（4）利用ADOBE PREMIERE将视频进行在加工，导入电击声音，然后导出的视屏格式为*.flv文件格式为后面flash调用做准备。
（5）再依次根据上面的步骤制作出化学键断裂的过程.flv与化学键重组的过程.flv，最后用AS3.0代码将前面做的三者组合起来。
3.3.4 知识的巩固
利用FLASH软件自带的组合框控件制作系列选择问题达到与学生交流巩固的目的。具体操作如下：
（1）打开FLASH在导航条里面选择插入，创建元件。
（2）在时间轴的第一帧利用线条工具画出红勾，在第二帧里插入关键帧，并在舞台正中央位置画出红叉，在第三帧插入关键帧，在动作里写入stop（）；命令。
（3）单击场景，再选择Flash导航条里面的窗口，单击窗口，在弹出的下拉菜单里选择组件，在组件里面选择User Iterface文件夹，在文件夹里面找到Button，CheckBox，
RadioButton，将这三个组件拖拽至库里面。
（4）双击名称对应后面的AS链接，在AS链接里面依次对应输入fl.controls. Button，fl.controls. CheckBox，fl.controls.RadioButton，然后将这三个组件适量的拖拽至舞台，将其放置在合适的位置，然后单击舞台上的组件，修改其组件参数和组件的名字.
（5）在工具栏里选择文本工具，在舞台空白的位置双击，然后输入文字。然后调节页面，让一切看起来整齐。
（6）在主舞台上插入新图层，在第一帧位置单击鼠标右键，在动作里输入以下代码：
if （RadioButtonGroup.getGroup（"t1"）.selectedData==3） {check1_mc.gotoAndStop（1）；}
else
{check1_mc.gotoAndStop（2）；}
for （var i=1；i<5；i ）
{for（var j=1；j<5；j ）
{this["c_" i "_" j].enabled=false；}}
（7）创建一个主程序控制所有的选择题和填空题，利用前面的方法加载SWF文件。
3.3.5 片尾
在FLASH软件中，在时间轴的最后帧处插入静态文本，修改静态文本的属性，输入谢谢观赏。
4 总结
PV3D Web 应用只需要使用Flash ActionScript3.0搭配PV3D类的文件即可，而客户端只需要安装Flash Player9以上的版本即可以播放三维动画效果。特别是AS3.0出现后能结合其他第三方插件创建各种不同的应用特效，如果巧妙地应用于教学课件的制作能做出来的教学课件不仅生动形象交互功能强大，而且在教学内容的表现效果明显，已成为广大教师制作教学课件的必选工具 。
参考文献：
[1] 闫丰亭，刘畅，贾金原. Flash3D引擎的发展现状剖析及若干关键技术研究[J]. 系统仿真学报，2013（10）.