GIF动画在物理教学中的应用*

莫滨

(南京市第十八中学 江苏 南京 210022)

在信息技术日益发展的今天，多媒体手段在教学中已经得到了普及．其中视频、动画以其形象直观的优点，广为人们采用．在日常教学中，最常见的应用就是制作PowerPoint文件，然后将视频、动画插入其中．笔者在物理教学实践中，体会到GIF动画有其得天独厚的优势．

1 GIF动画介绍及来源

GIF全称Graphics Interchange Format(可交换的图形格式)，分为静态GIF和动画GIF两种，是一种压缩位图格式．GIF可插入多帧，从而实现动画效果．GIF支持透明背景图像，适用于多种操作系统．GIF是一种在网络上非常流行的图形文件格式，并且其专利权已经过期，可以自由使用．

网页上插入的视频，很多时候是链接到外链，也就是链接到其他网站，经常出现打不开，下不了．因此，有的网页将相应的视频、Flash动画等转化为GIF动画，直接显示出来．GIF下载很方便，只要在相应的GIF动画上点击鼠标右键，选择“图片另存为”即可保存，通常采用的GIF动画来源于此，而非自己制作．

有些网页禁止提取图像，可以改用火狐浏览器浏览网页，使用“DownloadHelper”插件下载，选择下载“所有媒体文件的链接”，会生成一个“medialink”文件夹，GIF文件就在其中．

2 GIF动画在物理教学中的应用实例

网上提供的GIF动画，以幽默、趣味见长．这些动画许多和物理知识密切相关，用来解释物理现象、物理原理，效果非常好．现结合教学实践，举例如下．

2.1 大气压强

能够说明大气压强实验很多，比较常见的是覆杯实验、马德堡半球实验．马德堡半球实验通常以日常生活中的塑料吸盘来说明．该实验成功的关键在于所吸附的物体表面要光滑，不能漏气．所以在课堂上通常以玻璃和墙壁作对比进行演示说明．

笔者在讲解该内容时，采用了一个趣味GIF动画，一位光头先生正在低头看手机，吸盘式飞镖飞过来吸附在他头上．教师就此解释大气压，飞镖撞击到光头上，皮碗边缘不漏气，碗内外形成压强差，就在外界大气压作用下被压在光头上．

2.2 力的作用是相互的

物体间力的作用是相互的，为了说明这个问题，一般教材举例不外乎两人脚踏滑板、轮滑等，然后互相推，结果两人向相反方向运动；或者就是人在船上推岸，岸不动船动．

笔者保留的此方面GIF动画很多，最能说明问题的是两位搏击选手在比赛，其中一位选手一腿横扫过去，结果自己小腿骨折．学生的常规理解是主动出击的选手施力，对手受力．教师提问该选手骨折说明什么？学生自然体会到该选手同时受到力．教师们在讲解“力的作用是相互的”这一内容时，经常以打架为例，进行受力分析，但是此动画更加形象直观．教师若觉得这一实例不符合向善、向美的价值取向，可以改用以下两个实例.

(1)一台挖掘机在船上，挖掘机的挖斗在水中向后运动，船就向前进．这个动画跟人划船的情形是一样的，但是给学生的视觉冲击力却大不相同，挖斗向后对水施加力，水对挖斗向前施加力，如此笨重的挖掘机都能快速前进，说明水的推力很大．

(2)一人利用水泵从湖中吸水，然后通过固定在手脚上的出水装置向下高速喷水，在湖面上盘旋．此动画与火箭升空的道理是一致的，但是比火箭有趣，而且学生能够看到水流喷出，用于说明力的作用是相互的，效果很好．

2.3 惯性问题

惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质．惯性问题的实例很多，很多GIF动画和惯性有关，网上提供的大多是人们跌跤的动画．此处介绍一个和动物有关的惯性动画，提供动画的网友所标的名称是“主人不在自己玩”．动画中一条狗把一只球衔到弹射机上，启动弹射机，球弹出，狗去追球．此动画和弓箭射出的道理是一样的，球离开弹射机后继续向前是惯性现象．学生反映此动画比弓箭直观、有趣，在爆笑之余，加深了对惯性的理解．

人在行驶的车上跳起或者上抛一物体，将会怎样？这是学生容易分析错误的一类现象．笔者在教学中播放了一段GIF动画，一辆皮卡车在快速前进过程中，由于颠簸，将车厢中的人不停地腾空颠起、又落下，但是人一直落在车厢中．学生体会到人由于惯性，要保持原来的速度前进，从而落在车厢原位置上．

2.4 圆周运动

匀速圆周运动是一种常见的运动，不太好在课堂上演示，相关视频、动画倒是很多，但是缺乏趣味性．笔者下载了两个相关GIF动画.

(1)一只小乌龟趴在电唱机的转盘上，随着转盘一直做匀速圆周运动．

(2)一辆挖掘机的四周已经是一片水塘，匀速旋转的挖掘机的挖斗拉着一人在水中冲浪，该人的运动就是匀速圆周运动．这两个动画都很有趣，也很直观，用来说明匀速圆周运动比单纯的机械的匀速圆周运动更易为学生接受．

2.5 动能和势能的相互转化

可以用来说明动能和势能相互转化的GIF动画，大多取材于从高处迅速向下运动的实例，尤其以滑板运动居多．其中最精彩的是一滑板高手脚踏滑板的挑战性动作，该高手在半圆形面内，从高处下滑到底部后再冲到高处，这时高处另有一人递上第二个滑板，高手再脚踏第二个滑板从高处返身滑下．这类动画比单摆、滚摆的实物演示或视频，更能引起学生的兴趣．学生对表演者如此高超的技艺，简直要顶礼膜拜了．这时教师分析其中的能量转化，学生听得特别认真，仿佛听懂了其中的道理就能自己也一试身手了．

2.6 摩擦起电

教师在讲到摩擦起电时，经常要讲解、演示或者让学生操作塑料尺与头发摩擦起电的实验，可以吸引碎纸屑．但是笔者采用的是一段趣味GIF动画，一位大一点的孩子手拿充气气球，在另一位只会爬行的婴儿头发上摩擦，使之带电，然后让气球吸引在墙壁上．这段动画中，不但摩擦起电的方法有趣，而且在说明带电体能吸引轻小物体的性质时也比常规方法更有噱头，吸引住气球与吸引碎纸屑相比，吸引力要大得多，实验现象也更明显，更能吸引学生．

3 GIF动画的制作

谈到动画的制作，GIF动画的制作软件很多，现介绍“FormatFactory”(中文名叫“格式工厂”)这款软件的使用方法．“格式工厂”是一款免费软件，不存在版权问题，该软件支持几乎所有类型多媒体格式到常用的几种格式，包括GIF动画．

运行“格式工厂”，在“Language”菜单中选择简体中文．左边“视频”栏目下选择“所有转到GIF”，打开相应的对话框，将视频文件拖入其中即可．点击“选项”按钮，打开相应对话框，播放视频，在视频中分别选取“开始时间”和“结束时间”．“画面裁剪”选项选取画面中需要的部分．在“输出配置”中可以调整“屏幕大小”和“每秒帧数”．其他设置一般不需要更改，采用默认设置即可．回到主界面点击“开始”，即可完成转换．

4 GIF动画的利弊

PowerPoint中插入的视频、动画有两类．第一类是插入对象、超级链接方式，都需要在调用的文字或图标处设置链接，指向视频、动画文件．PPT文件播放时点击相应调用区域，即可调用其他程序打开超级链接．第二类是直接嵌入PPT文件中，但是视频格式只支持asf，avi，mpeg，wmv等4种格式，现在很常见的flv，rm等格式均无法嵌入．Flash动画的嵌入比较复杂，需要Shockwave Flash Object控件，如果在授课地点的计算机没有安装控件的话，会导致播放会失败．在采用上述方法时，除了嵌入PPT的Flash动画，其余均需要将被调用的文件、PPT文件连同文件夹一起复制到授课计算机，否则无法播放．我们在网络上下载的PPT文件，经常遇到缺少被调用文件而不完整的情况．

相对而言，GIF动画的插入方法就非常简单，只要将GIF动画拖入PPT中，调整好大小即可，PPT翻到这一页就自动开始播放．不需要专门的播放软件，通用程度高．

嵌入PPT文件中的Flash动画，提取出来的难度很大，需要采用十六进制编辑器打开PPT文件，大部分教师不具备此项操作能力．而GIF动画的提取就比较简单，将PPT文件另存为“网页(*.htm;*.html)”格式，会得到一个网页文件和一个同名文件夹．打开该文件夹，就可找到GIF动画素材了．

但是GIF动画也有缺点：色彩数只有256色；没有声音；不停地循环播放，没有暂停和停止．关于前两个，如果只是为了说明原理，倒是无关紧要，许多物理视频和动画不需要语音解说，对色彩的要求也不高，前文所举实例均不需要音频．第三个的确是个缺陷，为了让GIF动画停下来，只要在其后插入一个空白页，翻到下一页即相当于停止播放．

但是有时循环播放也能成为其独特的优点，例如上述的圆周运动仅仅制作转动一周的动画，播放时就成了不停地旋转；皮卡车的一个颠簸，循环播放就成了一路颠簸．这时候反倒是便于学生不停地重复观看，省时省力．

学会操作GIF动画，只是为我们多提供了一种选择．前文列举的GIF动画，都是无意中发现，可以很方便地嵌入到PPT中，用于课堂教学．我们没有必要用GIF动画代替一切视频、动画，但是当我们一旦需要到一个陌生的环境中讲课、讲学时，还是建议采用GIF动画多制作一个备份PPT文件，作为应急之用．

应注意的是，动画虽有许多优点，但下载的动画往往刻意夸张，偏离物理内容(概念、思想、规律)，因此，应严格筛选，最好自己动手制作，突出物理内涵.