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模拟软件和电子教材的范例：Crocodile系列软件 www.minglang.org 吴建国 英国Crocodile Clips有限公司开业于1993年。 该公司的第一个产品Crocodile Clips1，涉及中学电学内容。第二年升级为Crocodile Clips2。1997年10月升级为Crocodile Clips3 ，有英语，法语，德语，西班牙语四种语言的版本，出口到35个国家和地区(包括中国香港)。据报道，英国已经有49%的高级中学使用这个软件。Crocodile Clips公司于1999年推出两个新产品Crocodile Physics和Crocodile Chemistry。目前（2001年）又发行了Crocodile Mathematics，Crocodile Technology以及交互性的物理教材Absorb High School Physics。 1 Crocodile Clips 3 Elementary Edition Crocodile Clips 3 Elementary Edition 作为一种模拟实验软件，适用于初中学生学习基本电路。运行该软件后，首先在屏幕中央出现课题菜单。点击课题名称便进入该课题的学习；点击“回家”标志，则回到课题菜单。图片和动画中元素，看上去都比较逼真；除了用箭头表示电路中各处的电流方向以外，不使用其他电路符号符号。 在《门铃》课题中，有两个门铃电路，不同的只是开关，一个使用普通开关，另一个使用push-to-make开关。拨动普通开关，蜂鸣器发出持续的响声(响声由计算机主机箱内的小喇叭发出)，按下push-to-make开关时，蜂鸣器发声，松开即停。《电动机》课题中，拨动电路中的单刀双掷开关，电流的方向会反过来，电动机的转动反向也反过来。在《问题》中，用一个单刀双掷开关，控制两个发光二极管中一个发光，另一个不发光。《调光器》中给出两个电路，一个电路中，给灯泡串联一个电阻，另一个电路中，给灯泡串联两个电阻。 在《保险丝》中，干路上装着一个1A保险丝，三条支路上的灯泡都串着一个开关，原来处于断开状态；合上一个开关，一盏灯亮起来，合上第二个开关，第二盏灯亮起来，合上第三盏灯，第三盏灯亮起来，但1秒钟以后，保险丝起火，随即保险丝熔断，所有的灯都熄灭。屏幕左上方有一个鳄鱼头部标志，专司排忧解难。点鳄鱼头部标志，表示向他发出请求。它会给出提示和问题：电路中预期电流为1。3A，保险丝的熔断电流是1A，你真地想换一根保险丝吗？如果学生回答“yes”，他将替你换上新的保险丝，不过，1秒钟以后会烧掉；如果学生回答“No”，等于放弃求助。怎么办？学生灵机一动，断开一个开关，然后向鳄鱼要一根新的保险丝换上去，一定十分自得！鳄鱼发现学生的鲁莽举动时，稍加提醒，允许失误，留给学习者独立思考的余地。 点“creat a circuits”后可以自由地创建电路。屏幕上部显示可以选用的元件：1.5v电池，9v电池，1A保险丝，普通开关，单刀双掷开关，push-to-make开关(按下，接通；放开，断开)，0-668欧姆滑动变阻器，668欧姆定值电阻器，蜂鸣器，灯泡，红色的，黄色的，绿色的发光二极管，电动机。选用元件的过程完全通过拖放动作来完成。每种元件都无限量地供应，随意取用。软件善解人意，压住鼠标器左键，拖动，则在有关元件引出端之间布线。没有编辑界面与演示界面之分。电路接通以后，导线上出现箭头表示电流方向。鼠标箭头压在导线上，自动显示该导线上的电流大小；压在电池上，显示电流大小；压在用电器上，显示电流和功率。创建的电路可以保存为文件，以后随时可以查阅，修改。学生有什么想法，有什么疑问，可以迅速地用自己设计的模拟实验来检验，核实。教师可以要求学生创建合乎某种需要或具有某种性质的电路，作为课堂或课后作业。 利用crocodile clips这样的工具，可以有效的帮助全体学生真正地掌握电路方面最基本的知识。(该软件课题部分的英文字体偏小，如果使用14英寸的显示器，不妨把分辨率调低到640*400。) 2 Crocodile Physics Crocodile Physics是适合于初中和高中物理课程的模拟软件，可以完成比真实实验更加安全，灵活，方便，有趣的模拟实验。软件自带100个实验和课程范例，有助于使用者迅速熟悉软件的使用方法和功能，实验和课程设计的思路也有启迪意义。 作为实验模拟软件，它提供了丰富的实验元件。元件分为四组：1.电学元件，2.初级电学元件，3.力学元件，4.光学元件。电学元件(在编辑界面上每个电学元件用相应的电学符号表示)，分为10个元件小组：电源，开关，input components， passive components，discrete semiconductor，逻辑门，集成电路，信号发生器与喇叭，光输出，电表。每个元件小组包含数种元件。初级电学元件(在编辑界面上用接近于照片的图片表示)，是为初学者准备的，包括15种较为常用的电学元件。力学元件包括碰撞球，抛体，线-小球，山坡-物块，弹簧-小球等5种元件和双车，机械两个元件小组(机械小组包含可调速电动机，恒速电动机，施加力矩的机械，飞轮，齿轮，链条，发电机等元件)。光学元件包括玻璃球，玻璃半球等16种几何光学元件。
由于工具栏优秀的设计，元件调用起来非常方便。主工具栏如图所示。单击电池(符号)，灯泡，抛体，凸透镜四个图标之一，主工具栏隐去，代之以二级工具栏。单击电池后显示的二级工具栏出现电学元件组10个元件小组的图标；单击灯泡后显示的工具栏出现初级电学元件组各元件的图标；单击抛体后显示的工具栏出现力学元件组各元件与元件小组的图标；单击凸透镜后显示的工具栏出现光学元件组各元件的图标。单击元件小组图标，则二级工具栏隐去，代之以三级工具栏。除工具栏以外，其他工具栏的最右边都有箭头图标；单击箭头，本级工具栏隐去，回到上一级工具栏。 由几个元件所组成的有意义的常用的结构，称为blocks，软件自带一些blocks，，使用者也可以把自己的作品保存为blocks。单击主工具栏上blocks图标(三个正方体)，工具栏下面最左边出现blocks目录。可以象调用元件那样调用blocks。 主工具栏右边数第2个图标称为图像图标，第3个图标称为探针图标。在二级，三级工具栏上也有这两个图标。单击图像图标，原来的工具栏隐去，出现图像设置界面，同时屏幕下部出现物理量-时间图像的界面。探针图标的作用是指定显示哪个元件的物理量。可以同时显示4幅物理量-时间图像。 单击编辑区域的任一元件，原来的工具栏都会隐去，出现该元件的参数修改界面。例如可以把引力加速度的数值为1.6m/s2，表示月球附近；改为0，表示远离天体或表示在失重坐标系内考虑问题。可以改变平板玻璃的折射率，改变透镜的焦距，改变棱镜的尺寸；改变入射光的波长。 模拟实验软件一个很重要的方面是各元件的定义。例如，“碰撞球”元件是这样定义的，它相当于两个球加一张台球桌。两球的质量，初速度，初位置，两球相碰撞的性质(恢复系数)，由软件使用者设定。可以演示对心碰撞，也可以演示斜碰；可以演示弹性碰撞，也可以演示半弹性碰撞和无弹性碰撞；可以演示质量相等的两球的碰撞，也可以演示质量相差悬殊的两球的碰撞；可以演示周期性的碰撞场景，也可以演示复杂多变的碰撞场景(由此可以接触“浑沌”概念)。 3 Absorb High School Physics Absorb High School Physics是一套供14-16岁学生使用的电子版物理教材。作为电子版教材，最大的优势是可以配以交互式的动画。该教材所用的动画，是用Flash制作的，生动简洁。作为教材，文字描述，图片，题目设计等要素同样是重要的，作者在这些方面也并未忽视。 第15章第1节的标题是：恒星的一生。讨论到的内容有：光的速度，光年，太阳绕银河系中心的运动和自转，太阳表面的爆发，太阳的年龄，太阳的预测寿命，恒星的形成过程(引力的作用，温度的变化，内部压力的变化)，恒星生命历程中的稳定时期(内部核反应，力的平衡)，恒星的死亡(较大恒星的死亡，较小恒星的死亡)。
动画之一，恒星的诞生：持续22秒。点“play full animation”，连续放映全过程。点“play step by step with text"，放映全过程中的一个阶段，放映结束，出现文字说明；再点，放映下一阶段，出现相应的文字说明。动画后面总是接着提问：填空题或选择题，只要仔细看了动画，都不难回答。动画“恒星的诞生”后面两个问题是：1，什么力使nebula中气体和尘埃聚到一起？2，恒星诞生期间，中心的温度(A)升高(B)降低(C)保持恒定。有的题目答好后立即被告知正确与否。 分述之后，有一段文字，对恒星的一生做一个概要的描述。接下来是一个排列次序的题目： 重新排列下面的文字，使它们能够描述一颗较大恒星的生命周期。句子可以用鼠标上下拖动。排好以后，点击红色按钮，可以得悉你的排列正确与否。 1恒星冷下来，膨胀，变为红色的超级怪物 2核心转变为中子星，外层物质向外面抛出。 3恒星内部的温度不断升高，原子核聚变反应开始。 4星际气团内的物质聚集到一起，形成一颗恒星。 5恒星猛烈地坍塌，继而爆炸成为超新星。 6氢一旦用完，恒星就不再处于稳定状态。
句子被移动的时候，序号是不动的。由于“临时存放句子的地方只有一处”，所以“如何拖放”也是个饶有趣味的问题。 参考文献： |
