《幾何畫板》在高中物理教學中的高價值應用

毛國俊

摘 要：近些年來，越來越多的教輔軟件在課堂教學中得到廣泛的運用，其中《幾何畫板》就是這樣一款集作圖、動畫、模擬實驗于一身的教輔軟件，非常適用于物理課堂教學。

關鍵詞：幾何畫板；物理教學；教輔軟件

物理教學過程可以看成是信息——知識——智能的轉化的過程。信息是基本資源；知識是對信息進行思維加工后所得到的抽象化產物；智能是利用信息資源加工生成知識，從而激活知識生成解決策略的這類信息，并在這種策略信息引導下產生具體解決問題的能力。近些年來，越來越多的教輔軟件在課堂教學中得到廣泛的運用，其中《幾何畫板》就是這樣一款集作圖、動畫、模擬實驗于一身的教輔軟件，非常適用于物理教學。

一、《幾何畫板》教輔軟件的特點

1 快速掌握，運用簡單

在使用《幾何畫板》時，所有的指令操作僅僅依賴工具欄來加以呈現，可以使用內置模塊，例如圓規、三角板、直尺、計算器等小巧工具方便制作課件。就像使用草稿紙和計算器，利用簡單的繪制圖樣和公式計算來實現以前必需通過編程才能解決的問題。

2 圖形內容豐富，繪圖功能強大

《幾何畫板》中所提供畫點線和畫圓等圖像、圖形的簡單工具和簡易操作手段，能繪制出任意的歐幾里德規則圖形，還可以繪制出各種初等函數圖象的功能。具備“跟蹤”、“移動”、“拖動”、“動畫”和呈現“軌跡”等動態性的功能。《幾何畫板》為使用者供應了豐富的量度功能，可對各種參數進行量度、分析和顯示其數量關系。

3 包容性好，開放性強

《幾何畫板》與Windows系列應用程序的風格保持一致，支持OLE（對象的鏈接與嵌入），例如插入畫板中的圖形（.bm、.gif格式）、Word文本（.doc格式）、音頻音效（.wav格式）、電影節選片段（.avi格式）等等，另外還可以通過剪貼板或其他應用程序實現信息交互，也可以通過Excel電子表格批處理數據描點，并繪制出曲線圖形。

4 仿真演示動態過程，再現經典物理現象

為學科教學量身定做，為教學信息化添磚加瓦。《幾何畫板》的一個顯著點是，編制過程是運用到草稿紙加上計算器的辦法，使得系統只占用不到1MB的存儲空間，可以滿足批處理大量問題的需求。多媒體輔助教學的各種形式，包括“授課助力型”、“知識檢測型”、“模擬實驗型”及“游戲娛樂型”等，全部可方便的使用《幾何畫板》作為其軟件平臺。

二、《幾何畫板》與物理教學整合

1、積極建構動態的學習場景，讓學生體會“子彈時間”

《幾何畫板》不僅是款繪圖軟件，它的動畫制作效果也非常的好，可以將各種變化過程演繹的非常的細致，這樣的方式有助于學生在腦海中搭建起相應的物理模型，使他們能更加精確的了解狀態變化的細節過程，并增強心中的認知效果。

例如，學生對簡諧振動章節的學習中，通過《幾何畫板》創做的模擬振子效果的課件，可以慢慢的逐秒展示彈簧振子發生振動的全過程。再通過顯示工具展現其變化當中的位移x和加速度a等物理量的變化情況。

通過《幾何畫板》的動畫展示功能，輕松的讓學生觀察稍縱即逝的全過程，因為該效果是通過軟件模擬出來的，所以可以通過鼠標操控其演示進度，甚至反復回放以增加學生對這一變化過程的理解。

2、以興趣為內驅力，以探究為外驅力，讓學生體會“游戲課堂”

興趣在學習過程中常常充當好老師的角色。《幾何畫板》能將學生帶入到一個新穎、別樣的物理場景當中，這非常符合該學齡段學生的認知方式和認知習慣。它能夠喚起學生學習物理的熱情，讓學生學在其中，樂在其中，同時還能增加學生解決實際問題的需求。

《幾何畫板》在研究某些特定規律時也能發揮出奇效，例如在探究力合成規律的時侯，逐漸改變力的三要素，不間斷的向學生展示其合力的效果的變化，學生往往表現出莫大的關注，急切的希望了解其原理。

3、物理學習不留死角，引領學生走進“模糊地帶”

《幾何畫板》的動畫能展示變化的所有細節，能將只可意會不可描繪的難點知識通過活潑的動畫表達出來。熟練運用《幾何畫板》中的度量和函數效果能描述物理量之間動態變化規律，使學生在學習的過程中不留死角。

如下圖1所示的物體沿曲面下滑過程中的受力情況分析，拉動細繩的P端，分析小球沿著圓柱體邊沿下滑過程中的壓力大小以及細繩的拉力變化。《幾何畫板》中的工具可以在隨意拉動P端的過程中看到所有受力的變化情況，學生只需靜靜的觀察各個力的變化即可發現N的不變性。

4、物理過程大揭秘，輕松找出大規律

沒有對物理過程的科學認識和理解，就不可能確定科學的物理概念和規律。通過《幾何畫板》動畫演示，可以使學生輕松理解原本難以理解的物理過程。

如上圖2所示，m1和m2通過輕質彈簧連接起來，對m2施加水平向左的力，靜止后撤去外力觀察其運動效果，在這個過程當中，《幾何畫板》可以反映m1，、m2的運動情況和質心O的運動規律。

5、經典實驗，模擬再現

《幾何畫板》可以對物理現象采用動態表達，可當做是很好的演示工具與實驗儀器、教具相輔相成，輔助物理實驗教學，提高物理課堂教學效率。

出色的做到展現物理本質規律的特殊物理現象及過程。如兩種透鏡成像，帶不同電荷的粒子在電場、磁場中加速、偏轉、回旋時所受力的動態分析等等，運用《幾何畫板》工具則可以將這些不可見的場景因素通過形象的仿真或模擬來展現出來。

運用《幾何畫板》能制作出模擬實驗所用的實驗儀器，如刻度尺、游標尺、螺旋測微儀、滑動變阻器、電壓表、電流表等儀器課件，利用這些課件可以讓學生們利用它們進行專門的操作訓練，效果有時候甚至比真實儀器還要好。

三、豐富物理教學形式，打造學科精品課堂

《幾何畫板》是高中常用的課件制作平臺之一，通過它來制作的課件，不用學習復雜的編程和繁瑣的軟件制作，而只是需要憑借觀察和探討參考量關系來表現而這正是物理教師們都擅長的專業素養之一。

利用《幾何畫板》輔助物理課堂教學，把大家置身于非常形象生動的物理圖景面前，所有人都沉浸在理性思考的氣氛之中，以往困惑學生的物理教學中難點問題都在不知不覺中化解了。

利用《幾何畫板》制作出的物理課件，其最大的優點便是能夠精準定量地反映出物理過程，在起始條件發生變化后，它所描繪的物理現象和物理過程也會隨之而發生改變，而這一過程當中，設定的定量關系是不會發生變化的，這正是其它教學軟件所不易做到。

人類步入二十一世紀已經近20年了，如今大力提倡培養學生的創新精神，提高學生的實踐能力，發展學生自主式拓展學習方式，《幾何畫板》針對物理學科固有的特點，充分展現獨特的輔助教學效果，這必為新一輪改革開啟了一種新思維。

（作者單位：九江第一中學）