“几何画板”在物理教学中的应用

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　　计算机技术已经渗透到教学领域的各个方面，引起教育方法、教育手段的更新，从而促进教育的发展。其中利用教学课件进行教学是计算机技术在教学中最常见的应用。掌握计算机教学软件来制作课件是我们每个现代教师必备的技能。计算机教学软件有很多，比如：Hash，PowerPoint，Authorware和几何画板等。在此笔者探讨一下“几何画板”在物理教学中的应用。
　　“几何画板”是“直观几何计划”的一部分，它具有丰富的图形绘制功能、“动态性”、独特的“度量”和“计算”功能、操作方便简单等特点。因此，它成为最受欢迎的物理教学软件之一。
　　
　　一、“几何画板”入门操作比较简单
　　
　　用“几何画板”来制作课件不像Flash，Authorware等需要一定的美术功底和编程知识，只需要会用“几何画板”中的工具栏和菜单栏就可以制作出一个课件来。而且正是由于“几何画板”的操作比较简单，所以教师可以用很短的时间制作出一个课件，而不像Fl ash等软件每制作一个课件都需要花费大量的时间。另外，“几何画板”制作的课件比较小、课件运行对计算机的要求也比较低。由于这些原因，教师可以把精力主要集中在课件的设计上，而不必去掌握高深的编程知识。因此，几何画板在各种教学软件中脱颖而出，得到广泛的应用，能有效地推进物理教学的信息化。
　　
　　二、“几何画板”使物理过程形象、直观化
　　
　　在物理教学过程中，常常要描绘质点的运动轨迹，但是无法做演示实验。比如：在“运动的合成和分解”这一节，两个互成夹角的直线运动的合运动可能是什么，这一知识点的关键在于看物体的合加速度和合速度是否在同一直线上。这就要从多种情况进行考虑，逐个作图分析。由于无法做演示实验，学生对这种抽象的知识理解起来比较困难。如果我们通过“几何画板”做出相应的课件，分别设定两个分运动的初速度和加速度，并改变两个运动之间的夹角，看其运动轨迹的变化，重新设定两个分运动的初始条件，从而得出不同情况下物体的运动状态。这样就比较直观、形象了，从而有助于学生的理解。再比如说：小船过河问题、斜抛运动、带电粒子在磁场或在混合场的运动等都可以通过“几何画板”来使物理过程更加形象、直观化。
　　可见几何画板是演示实验的一种有效的补充，虽然这不是真实的实验，但它显示的轨迹是严格符合物理规律的，而且不存在误差的问题，因此从某种意义上来说，它比真实实验更精确。
　　
　　三、“几何画板”可以量化地探讨物理过程
　　
　　高中物理相对于初中物理而言，一个重要的特点就是强调对物理过程的量化，因此高中物理与数学函数有着密切的关系，而“几何画板”能很好地处理这种数学函数关系，这是“几何画板”相对于其他物理教学软件的优势之一，通过函数关系把物理过程动态地表现出来，构建出一个动态的物理过程模型，从而帮助学生了解物理过程。比如一个重mg的物体置于水平面上，它与水平面间的滑动摩擦系数为u。使它沿水平面作匀速直线运动，至少加多大的力?学生习惯上认为水平方向拉，即力等于最大静摩擦力。但是如果我们用“几何画板”进行演示，会发现原来最小力并不在水平方向上，因为在拉力方向改变时，支持力也在发生改变，从而导致摩擦力的变化。通过“几何画板”可以清晰地看到这几个力的变化过程，这是真实的实验所不能实现的。
　　
　　四、“几何画板”可以虚拟物理仪器
　　
　　在物理教学中，实验仪器一直是物理教学的重要内容，但在实际教学中如果使用实物，很多学生无法看清，如果使用挂图或录像，则缺乏交互性。而用“几何画板”做出的虚拟物理仪器则很好地弥补了前面的缺点，因为几何画板具有“动态性”和计算功能。比如：游标卡尺、螺旋测微器、电压表、电流表等。通过控制最初的“自由点”，能使仪器或仪表指针“自由”移动，其测量结果也能通过计算机屏幕显示出来，像操作真实仪器一样。在游标卡尺螺旋测微器课件中整个图形是基于3个自由点，即“缩放拖动点”“粗调拖动点”和“微调拖动点”。移动“粗调拖动点”和“微调拖动点”，可以改变被测物体的大小，“测微螺杆”和“可动刻度”都随着移动，点击“隐答案”，可让学生进行读数训练；为了读得更准确，可拖动“缩放拖动点”将千分尺整体放大，使读数变得清晰明了。另外点击“结构说明”，按钮课件自动展示各部分结构的名称，且展示每一部分的结构说明，来吸引学生的注意力。在上课时让学生在动态过程中进行观察和读数，有助于学生了解这些物理仪器的工作原理。
　　总之，“几何画板”强大的功能能使本来复杂、抽象的物理知识变得更加鲜明、生动，有助于学生更好地了解一些物理概念、公式、现象等，还能激发学生学习物理的激情，从而更好地学习物理。

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