Word作圖在大學物理教學中的應用*

呂 波 彭鳳梅 饒黃云 徐小華

(東華理工大學撫州師范學院 江西 撫州 344000)

大學物理教學中，教師上課使用課件，課件里需要嵌入大量圖形，教師課后給學生布置作業習題，習題也需要圖形，課程結束后教師編制考試試卷，試卷也需要圖形等等，此時教師往往遇到一些困惑，從教學資源(如網上下載的課件或教材配套的課件、教材習題解答等)中獲取圖形，要么不適合，要么沒辦法修改，要么沒有，教師想自己繪制圖形，但他們一般沒有掌握專用的作圖軟件[1]，那真是“想圖興嘆”.事實上，教師經常使用且較為熟悉的辦公軟件Word[2]，自帶了強大的作圖功能，使用Word作圖工具繪制圖形，比較容易掌握，通過Word作圖生成的圖形隨時可以編輯修改，完全能滿足教師所需.

1 Word2007作圖工具簡介

打開一個Word文檔，點擊“插入”，再點擊“形狀”,如圖1所示，此時會彈出一個下拉菜單(圖2)，點擊最下面的“新建繪圖畫布”命令，就會出現繪圖工具欄，整個繪圖工具欄在本文中分成兩部分如圖3(a)，3(b)所示.

圖1 菜單欄

圖2 形狀下拉菜單

(a)

圖3 繪圖工具欄

繪圖工具欄中從左至右的功能區分別是“插入形狀”“形狀樣式”“陰影效果”“三維效果”“排列”以及“大小”等功能.“插入形狀”功能區包含了形狀下拉菜單顯示的各種功能，比如點擊“基本形狀”中的“長方形”，在畫布中摁住鼠標左鍵并拖動就可以生成一個長方形圖形.至于其他功能區，筆者會通過一個典型物理圖形的繪制來加以介紹，此處不再贅述.

2 無限長直圓柱電纜圖的繪制

一根無限長直圓柱電纜由兩個同心的內外圓柱面組成，兩圓柱面間充滿某種均勻磁介質，如圖4所示.這種圖形在大學物理教學中是經常遇到的，接下來筆者詳細介紹它的繪制過程.

圖4 直圓柱電纜圖

2.1 分析無限長直圓柱電纜圖的構成

一根無限長直圓柱電纜圖是由兩組兩個同心的橢圓，若干根豎線(有實線、虛線)，標識電流方向的4個箭頭,標識橫截面內外圓的2個半徑箭頭，表示內外半徑,電流、磁導率的符號以及顯示充有磁介質的陰影等組成.所以在接下來的工作中先將它們一一畫出來，最后再組合成一個整體.

2.2 無限長直圓柱電纜圖的繪制

新建一個Word文檔，暫且命名“無限長直圓柱電纜圖”，依次點擊“插入”“形狀”“新建繪圖畫布”,此時Word白色的文檔區會出現一個矩形框.點擊“插入形狀”功能區中的“橢圓”,如圖5所示.

圖5 點擊“橢圓”

然后左手摁住shift鍵，右手摁住鼠標左鍵，在畫布中拖出一個圓(因為如果不摁住shift鍵，則會生成一個橢圓).同理用同樣方法在畫布中再生成另一個圓(圖6).

圖6 拖動生成兩個圓

但是此時會發現兩個圓不同心，那么可以摁住shift鍵，點擊鼠標左鍵將兩個圓同時選中(圖7)，然后點擊“排列”功能中的“對齊”命令(圖8)，將會彈出一個菜單，選擇其中的“左右居中”“上下居中”命令，那么兩個圓就同心了(圖9).

圖7 同時選中兩個圓

圖8 點擊“對齊”

圖9 兩個圓同心

如果覺得某個圓的大小需要改變，選中該圓，點擊鼠標右鍵，彈出一個菜單，選中“改變自選圖形格式”，彈出“改變自選圖形格式”對話框，選擇“大小”功能，輸入參數(圖10)，點擊確定，變成相應圖形(圖11).

圖10 輸入參數

圖11 滿足輸入參數的圓

點擊選中大圓，點擊鼠標左鍵，彈出“改變自選圖形格式”對話框，選擇“顏色與線條”功能，在“填充”功能的“顏色”框中選擇“淺灰色”，在“線條”功能的“虛實”框中選擇“長劃線”(圖12)，以同樣方法，將小圓線條的虛實也設置成“長劃線”，生成一個圓環帶(圖13).之所以要將內外圓的線條虛實設置成“長劃線”，作用在于呈現出這是無限長的圓柱電纜.

圖12 設置自選圖形格式

圖13 圓環帶

左手摁住shift鍵，右手摁住鼠標左鍵依次點擊大小圓，點擊“排列”功能中的“組合”命令(圖14)，在彈出的菜單中選擇“組合”命令，則兩圓組合成一個整體.然后移動鼠標，當鼠標箭頭移至圖形中間最上方變成上下箭頭“”時，摁住鼠標左鍵往下拖動至合適時刻松手，生成一個橢圓環帶(圖15).

圖14 組合

圖15 橢圓環帶

點擊“插入形狀”功能區中的“直線”，然后左手摁住shift鍵，右手摁住鼠標左鍵，在畫布中拖出一條水平線，然后依次選中這條直線和橢圓環帶，點擊“排列”功能中的“左右居中”“上下居中”命令，使它們對齊，再點擊“組合”命令，使它們成為一個整體(圖16).

圖16 直線與橢圓環帶組合

然后點擊上述整體，點擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇“復制”命令，生成一個同樣圖形，摁住鼠標左鍵并拖動，將一個圖形和另一個圖形上下分開一些，然后選中它們，點擊“排列”功能，使它們左右居中，上下居中(圖17).

圖17 “復制”并“排列”

點擊“插入形狀”功能區中的“直線”，然后左手摁住shift鍵，右手摁住鼠標左鍵，在畫布中的兩條水平線間拖出一條豎直線，并復制3條同樣的豎線，然后使這4條豎線和上下兩個橢圓環帶對齊，并依次選中中間的兩根豎線，將其線條的虛實都設置為“長劃線”(圖18).

圖18 插入豎直線

點擊“插入形狀”功能區中的“矩形”，摁住鼠標左鍵在畫布中拖動生成一個矩形，點擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇“設置自選圖形格式”，設置矩形的高與圓柱高一致，寬度與內外圓柱面間距離一致，設置填充顏色與圓環帶一樣的灰色，設置線條顏色為“無色”，生成一個無線條、填充色為灰色的矩形，接著再復制一個這樣的矩形(圖19).

圖19 繪制灰色矩形

將圖19中的那兩個矩形移至相鄰兩虛實豎線之間，點擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇“疊放次序”中的“置于底層”命令，生成相應圖形(圖20).

圖20 移動兩矩形至相應區域

摁住shift鍵，摁住鼠標左鍵拖動，將圖20中所有物體用虛線框框住，松開左鍵則所有物體被選中，然后點擊右鍵，選擇“組合”命令，將圖20全部組合在一起.然后點擊“插入形狀”功能區中的“直線”，在畫布中畫出一條稍長的豎線，設置為較粗的虛線，選中該粗虛線和圖20所示的圖形組合，點擊“對齊”命令，將它們排列成左右居中，上下居中(圖21).

圖21 插入豎直軸線并組合

點擊“插入形狀”功能區中的“箭頭”，在畫布中畫出6個箭頭，其中2個表示兩圓的半徑，另外4個表示電流方向，摁住鼠標將這6個箭頭拖動到合適位置.為區分半徑箭頭和電流方向箭頭，可以將它們的箭頭式樣設置成不同(圖22).然后全選圖22中所有圖形，點擊“取消組合”命令，再分別單擊那兩條水平橫線，將它們刪除(圖23).

圖22 插入箭頭表示半徑和電流方向

圖23 刪除水平橫線

最后就剩下標識半徑符號R1和R2，4個電流符號I以及磁導率符號μr.現在以標識出外圓半徑R2為例.點擊“插入形狀”功能區中的“文本框”,如圖24(a)所示，在畫布中摁住并拖動鼠標左鍵，生成一個可以輸入文字符號的矩形框，在其里面輸入R2，然后選中該矩形框，單擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇“設置文本框格式”，彈出“設置文本框格式”對話框如圖24(b)所示，分別設置填充顏色透明度為100%，線條顏色為無顏色，然后將新生成的矩形框移至標識大圓半徑的箭頭附近.其他符號標識方法和R2標識方法完全一樣，在此不贅述.然后全選所有圖形，點擊“組合”命令，生成最終圖形(圖25).

圖24 文本框

圖25 最終圖形

3 大學物理圖形素材庫的建立

大學物理教學中所需的各種圖形，都是由一些基本的圖形素材單元(如圓、四邊形、箭頭線等等)構成，筆者借助Word2007作圖工具，繪制了大量圖形素材，專門存放在一個文件名為“大學物理圖形素材庫”的Word文檔里，該圖形素材庫分設基本圖形素材、力學圖形素材、熱學圖形素材、光學圖形素材、電磁學圖形素材、近代物理學圖形素材，這樣可以避免重復性勞動，作圖需要時就可以通過從該圖形素材庫復制相應圖形素材來調用，由于保存的圖形素材是矢量圖形，調用來之后可以再編輯，所以說非常方便快捷.筆者建立的圖形素材庫的素材數量在不斷增加，限于篇幅，以下呈現的只是筆者繪制的一部分物理圖形素材(圖26～圖31).

圖26 基本圖形素材

圖27 力學圖形素材

圖28 熱學圖形素材

圖29 光學圖形素材

圖30 電磁學圖形素材

圖31 近代物理學圖形素材

4 結論

大學物理教學中，物理圖形對物理知識的呈現是必不可少的，因而物理圖形的繪制就很重要了.掌握專門的作圖軟件對普通物理教師來說可能是困難的，但是Word作圖對他們來說應該是比較容易的，當然要真正掌握Word作圖法還需要教師平時不斷的訓練，掌握一些作圖技巧，隨著教師作圖經驗的積累，是可以做出令人滿意的物理圖形的，教師教育水平會更上一層樓[3].事實上，Word作圖不僅對物理教學有用，對其他學科(如數學、化學等)的教學[1,4,5]也同樣如此.

參 考 文 獻

1 田素誠.Word2003自選圖形在繪制警物圖中的應用.警察技術，2009(1)：68～71

2 吳華，賀小霞.Office 2007實用辦公技巧.北京：清華大學出版社，2010

3 員貴云.Word2003繪圖工具欄繪制物理圖形技巧指南.物理通報，2012(9)：118～120

4 郭隨蘭，楊衛社.Word中快速創建數學圖形的方法.楊凌職業技術學院學報，2000， 4(3)：26～28

5 沈明祥.運用Word自帶工具繪制化學圖形的實踐.化學教育，2015(19)：55～59