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YenKa:一款互动虚拟仿真实验的优秀工具


在教学中,我们常常要模拟实验发生的真实情景或演示一些复杂的活动过程。在传统课堂教学中,这些实验情景和过程由于受到技术上的限制而常常难以实现。此时,我们可以借助虚拟仿真实验软件来解决这个问题。虚拟仿真软件虽然有很多,但是大多数的软件不是操作复杂就是功能单一,适合中小学教学使用的不多。本文推荐的是一款简单实用且适合中小学师生使用的优秀软件:YenKa(不妨把它称为“演卡”)。下面将通过一些具体的实例来说明它的使用方法及在教学中的应用。


1 、YenKa(演卡)的主要功能及特点


YenKa(演卡)是英国CrocodileClips公司开发的一款优秀的虚拟仿真教学软件,因为主要是面向英语国家销售,没有中文版,所以YenKa在中国的用户并不多。其实它的操作很简单,尽管是英文界面,但一点都不复杂。老师们只要花几个小时学习就可以上手了。


安装好软件(官方下载地址:http://www.yenka.com),YenKa(演卡)软件分学校版和家庭版,其中家庭版可在家中免费使用,打开后的界面如图1所示。


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图1  软件界面


它的功能强大,能进行计算机、数学、科学和通用技术这4门学科的实验,良好的用户界面使得它在教室中使用起来很方便,特别适用于交互式白板。


YenKa(演卡)的导航菜单简洁清晰,主要有:新建实验(New)、打开网络实验(Open-online)、打开本地实验(Open-local)、变换实验平台(Change Product)、系统设置(Settings)等。在网络上及本地已有制作好的实验模型,老师们可直接打开就能使用。利用软件里面内置的组件,自己也能轻松的制作一个模拟实验。

通过YenKa软件的功能及特点可以看出,目前国外教学工具软件“课程化”的趋势非常明显,即按照课程体系为每个教学点提供互动学习支持,提供配套的学习任务和学习指导。而国内同类产品大都只提供软件和使用说明,很少根据课程体系和教学内容进行细致的配套加工、提供细致的在线服务。


2 、利用YenKa(演卡)进行虚拟仿真实验


利用YenKa能制作出中学各学科大多数的实验,所制作的虚拟实验与现实中进行的实验高度仿真,老师们可以通过实验在创设情境、验证或猜想结论等环节中引导学生进行探究性学习。引导学生通过实验去发现和探究解决问题的方法,充分发挥学生的主体作用。下面将通过几个有代表性的例子说明它在教学中的简单应用。


(1)利用YenKa进行数学仿真实验


利用YenKa能进行统计学、3D模型和坐标实验。统计学中包含有抛骰子、抛硬币、盒子抽球和转盘等常用的实验,3D模型主要是进行空间立体图形的各种边角等测量和表面积展开等实验,坐标实验则是进行判断坐标位置的游戏。下面进行一个有趣的统计学实验。


案例1 甲乙两人在玩一个抛掷两个普通正方体骰子的游戏,游戏规则如下:掷出两个骰子的点数之和为6时,甲赢;掷出两个骰子点数之和为4时,乙赢。请回答:(1)请写出两点数之和的所有可能性;(2)这个游戏规则对双方公平吗?(3)若不公平,请你修改游戏规则,使它成为一个公平游戏。


制作起来很简单,首先,进入数学学科实验平台,新建一个数学统计学文件;其次,单击左下角的“Objects”按钮,进入内置组件库,找到“Dice”组件,把它拖到场景中,就会出现一个骰子,选中骰子,右击骰子后进入骰子属性对话框,把它修改成两个骰子;再次,按上一步相同的方法,在组件库中拖出统计直方图或是统计饼图(内置有10多种统计图);最后,拖出并设置好操作按钮组件就完成了。这里设置掷骰子的次数是1000次,单击“开始”按钮后进行实验,单击“清除重来”按钮重新进行实验,结果如图2所示。


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通过实验会让学生发现实验是不公平的,和为6的有5种情况,和为4的有3种情况,所以不公平。要使和出现概率相同,可以修改游戏规则为“掷出两个骰子的点数之和为6时,甲赢;掷出两个骰子点数之和为8时,乙赢。”


(2)、利用YenKa进行计算机仿真实验


在中小学计算机基础课教学当中,由于程序语言的各种命令、语法极其枯燥与乏味,程序运行过程抽象,因此很多学生提不起学习的兴趣 。此时可以利用YenKa进行仿真教学,它能把抽象的编程过程转化为具体的生活场景,例如,通过设计人跳舞、冲咖啡等生活场景的方式把抽象的知识形象化,从而激发了学生的能动性与挑战性,使学生能轻松的掌握程序语言。


案例2 冲咖啡实验,让学生通过编程序制作一杯咖啡。


制作过程和案例1基本相同。进入计算机学科实验平台后,打开内置组件库,里面有现成的编程用的各种组件,把它们拖到场景中并放在适当位置即可。完成后的实验场景如图3所示。接着开始实验,让学生自己通过拖动对象到流程图中,偿试制作一杯咖啡。完成流程图后,单击“Start”按钮就可以运行程序了,每当程序运行到其中的一个步骤时,场景则会播放相应的动画,如当程序运行到加水步骤时会播放加水动画,非常形象和直观,如图4所示。


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(3)利用YenKa进行物理和化学仿真实验


YenKa的科学实验平台包含物理和化学这两门学科,包含有无机化学、电化学、光与声、运动、电磁学、模拟电子和数字电子这七大类实验。软件已内置有大量现成的实验,师生们只要打开就可直接进行实验了。


案例3 水力发电站模拟实验。


在生活中,像发电站、电磁等模型是比较危险或不好直接做实验的,此时我们就可利用虚拟仿真模型进行实验,本例是一个水力发电站模型,在这个模型中将会学习到一个水电站的工作原理。


进入科学实验平台中的“Electricity&Magnetism”(电磁学),在菜单中找到“Hydro-electric power”(水电)实验。进入实验场景后,见到的只是水电站的外观图,单击“内部构造”按钮,就会出现电站的内部结构图。把两个电力开关闭合,电站开始工作,场景开始播放发电的整个过程动画。你可以单击电站,改变里面的参数属性,如果改变的有效值电压不符合条件,那么电网线路会烧坏,烧坏后可以修复电网重新实验。运行效果如图5所示。


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在软件中还内置有大量类似的实验,限于篇幅不在这里一一举例,这里只再提一下有关YenKa的通用技术平台。通用技术平台里包含有基本电路、电子、电子线路板、PIC单片机和传动装置这五类实验。其操作过程和前面的实验基本一样,差别在于内置的组件类型和功能不一样而已。


为了帮助新手更快的入门,官方网站还提供了一系列的培训录像,提供了系统的课程目录,为每个专题配套了相应的使用指导,老师们可以从网站下载制作好的模型,导入到平台中即可直接编辑使用。


总的来说,YenKa(演卡)是目前最优秀的中小学教学仿真软件,它不仅功能强大,而且最主要的是它简单实用,能为我们的日常教学提供有效的帮助。


  YenKa  






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