用3DSMAX制作物质结构三维动画探索.doc

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1、――――――――用3DSMAX制作物质结构三维动画探索―――成都市玉林中学刘继红―――――用3DSMAX制作物质结构三维动画探索四川省成都市玉林中学刘继红物质结构属于微观世界，其抽象性是它难点，传统的课堂讲解法是提高教学效果的最大障碍，就是配合一些静态模型展示其教学效果也不尽人意。而三维动画的“三维”和“动画”两点能最大限度地提高学生的学习兴趣，发展学生空间想象能力，突破教学难点。在CAI课件中，若用三维动画来模拟物质的结构、微粒间的相互转化、化学实验等都能取得很好的效果。我近年来利用３DSMAX制作了近百个三维动画，积累了一些经验与同行交流。一、用３ＤＳＭＡＸ制作物质结构三维动

2、画的优越性１、３ＤＳＭＡＸ是一个制作三维动画的专业软件，其功能强大、表现力丰富，利用其强大的功能可模拟中学化学中几乎所有的物质结构及微粒间的各种变化过程。２、用三维动画模拟微粒的变形、放缩、透明度变化以及展示物质结构中的每一个细节等都是常规模型无法取代的。３、所制得的动画可渲染成ＡＶＩ动画或ＪＰＧ等格式的图片文件，这些文件有很强的通用性，极易供其它ＣＡＩ课件设计软件调用。二、选题及动画设计根据中学化学物质结构的教学需要，结合３ＤＳＭＡＸ软件的特点，我选择了如下知识点设计成动画脚本。序号分类选题动画设计（要点）1原子结构部分原子的结构球体经旋转分割开，可见大球体的中心有由几个小球体

3、聚在一起形成的原子核。电子云的概念在一小球体周围有云雾状物质，要求云雾状物有明显的动感。Ｐ电子云及伸展方向三个纺锤形物体在空间Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向逐渐聚集在一起，然后进行整体旋转。电子的自旋两个小球在空间不规则运动，在运动的同时应明显看出两个小球在自转，且自转方向相反。SP3、SP２、SP杂化过程在Ｐ电子云的三个伸展方向模型中心设置一球体，然后纺锤形物体和球体同时变形，形成SP3、SP２、SP杂化轨道。未变形的纺锤体可变为透明或半透明体。共5页第5页――――――――用3DSMAX制作物质结构三维动画探索―――成都市玉林中学刘继红―――――2化学键部分离子键的形成过程一大一小两球体在

4、逐渐靠近时，大球体中有一很小的亮点移动到小球体内，同时大球体变小，小球体变大，最后两球体靠在一起（相切）。共价键的概念有动感的两电子云逐渐靠近，最后云雾部分重叠。σ键的形成两个相互垂直的纺锤体表示氧原子的两个Ｐ轨道，两个球体表示氢原子的电子云，两个球体试着从各方向与纺锤体重叠，最后重叠于Ｘ、Ｙ轴方向。乙烯、乙炔中π键及１、３－丁二烯、苯中大π键的形成展示碳原子的杂化轨道和P轨道，几个碳原子慢慢靠近，先看到杂化轨道两两正向重叠，然后Ｐ轨道从侧面重叠在一起。最后旋转整体模型，以便从各个方向观察它。可再显示表示氢原子的球体与杂化轨道重叠的情况。铵根离子中配位键的形成显示氨分子中氮原子的

5、四个不等性的ＳＰ３杂化轨道，其中三条轨道与三个表示氢原子的球重叠，然后另一个表示氢离子的小球靠近余下的一个杂化轨道，同时小球逐渐变大并与杂化轨道重叠，改变键角形成正四面体结构。金属键的形成几十个球体不规则排列，从各球体中有小亮点移动出来，同时球体变小；小亮点在球体间自由运动，全部球体呈紧密堆积并有规律排列。金属的延展性几十个小球紧密堆积并有规律排列，有小亮点在球体间自由运动。显示小球间相对运动（层间滑动、位置互换等）。金属的导热性几十个小球紧密堆积并有规律排列，有小亮点在球体间自由运动。显示一酒精灯火焰对小球加热，火焰附近的小球变为红色，红色以此为中向各方向扩散，同时较多的小亮点

6、以火焰为中心向各方向扩散。3分子结构部分水、二氧化碳、三氟化硼、乙烯、乙炔、１、３－丁二烯、苯、乙醇、乙醛、乙酸建立各分子的比例模型，将模型绕Ｘ、Ｙ、Ｚ轴旋转，以便从各方向观察模型，再将比例模型中的球体变小，并呈现出表示化学键的小棍，即由比例模型变形为球棍模型。其中的π键由半透明的柱体来模拟。共5页第5页――――――――用3DSMAX制作物质结构三维动画探索―――成都市玉林中学刘继红―――――氨、白磷、甲烷建立各分子的比例模型，模型中的各小球呈半透明，可观察到表示化学键的小棍，将模型绕Ｘ、Ｙ、Ｚ轴旋转，以便从各方向观察模型，再将一个（正）四面体慢慢嵌入比例模型中。一氯甲烷、二氯甲

7、烷建立甲烷的球棍模型，用表示氯原子的球移向其中的氢原子小球，同时表示共价键的小棍变长，得到一（二）氯甲烷的球棍模型。将球棍模型旋转观察之后，各小球变大，其模型变形为比例模型。环已烷建立环已烷椅式的球棍模型，旋转观察后慢慢变形为船式结构。丁烷建立丁烷的球棍模型，依次旋转各碳碳σ键，从而展示丁烷中碳原子的各种相对位置关系。4晶体结构部分氯化钠建立氯化钠的晶体模型，旋转观察后，从模型中慢慢分离出一最小结构单元进行旋转。氯化铯显示一个氯化铯的晶胞，显示一个氯离子周围有八个铯离子，再显示一