1、优秀教育论文申报表题 目 浅谈几何画板在物理教学中的运用作 者 周鑫湘 合作者 无单 位 武进区湟里高级中学电子邮件地址 H 电 话 13961222878字 数 3495 何时发表于何刊物 无获奖情况内容提要：几何画板提供了一个全新的学习物理的学习环境，学生在感性认识的基础上，调动了学习的主动性,提高了动手能力，培养了学习的探索与创造的能力。它不仅具有其它直观教学的优点，而且还有视听结合、动静结合、操作方便等特点，有利于优化课堂教学结构。从现有的几何画板物理课件来看，已经可以感觉到对高中物理难点的教学是很大的帮助。用几何画板制作的物理教学课件，就相当于在物理实验与理论推想之间搭桥，或者说是演
2、示实验的延续和补充。浅谈几何画板在物理教学中的运用摘要：几何画板提供了一个全新的学习物理的学习环境，学生在感性认识的基础上，调动了学习的主动性,提高了动手能力，培养了学习的探索与创造的能力。它不仅具有其它直观教学的优点，而且还有视听结合、动静结合、操作方便等特点，有利于优化课堂教学结构。关键词：几何画板 课件 物理教学物理学是一门反映客观物质世界基本规律的基础学科，与客观世界联系紧密。而大多数学生认为物理难学，老师也有物理难教的体会，其原因之一就是物理学所涉及的内容虽然和客观世界联系紧密，但是其包含的物理规律都是从客观世界中经过“定性” 、 “定量” 、 “建模”的过程中抽象出来的，是一系列的
3、理想化的模型，靠教师、粉笔加黑板的是有一定难度的。而利用几何画板制作课件，用模拟的形式将一些较难理解或实现的物理现象规律生动再现给学生，可以集中学生的注意力，提高课堂效率，起到传统教学模式无法达到的效果。多媒体教学软件几何画板是一个通用的数学、物理教学软件，提供丰富而方便的创造功能，可使用户随心所欲的编写出自己所需要的教学课件，软件提供充分而简便的手段来帮助用户实现其教学思想。可以说几何画板是最出色的教学软件之一，丰富多彩的几何画板物理课件将会改进高中物理的教学模式，在很大程度上帮助物理教师高效的讲解物理知识，从而提高学生学习物理的兴趣和积极性。特别是它在由函数牵动动画的功能上独具一格，使做出
4、来的物理课件既能模拟实验，又可以量化的研究问题，可以说是源于实验胜于实验。教师和学生可以在课件上进行物理实验的延伸，探索物理条件逐渐变化后的未知结果，甚至可以用以探讨一定难度的练习题。 几何画板充分体现了计算机在实验和理论之间搭桥的辅助教学作用。 下面举例说明用几何画板制作的课件在物理教学中的特点和优越性。一、课件可以连续改变某些参量，量化的探讨问题的答案对于高中阶段刚开始学习力学的学生来说，受力分析是一个难点，演示实验可以使学生理解和接受力学问题的规律。下面仅以一例说明。重为 G 的物体置于水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为 u。使它沿水平面做匀速直线运动，至少加多大的力？学生往往简单的认
5、为沿水平方向拉物体，只要刚好克服最大静摩擦力就行了。这时打开用几何画板做的名为“受力物体 1”的课件，按条件设定物体重力和动摩擦因数的大小，再用鼠标改动拉力的大小和方向，即可发现，拉力与水平方向成 30仰角时，使物体刚好开始产生加速度所需的力是最小的。而沿其他方向拉物体时所用的力都要大些，为什么会有这个结果呢？学生看了课件上的“试验” ，不但看到准确的结果，同时还看到随着拉力方向的改变，支持力的变化，由此引起摩擦力的变化。这是真实实验中很难看到的，因为在真实实验中很难准确控制摩擦因数的大小。学生看了课件上的“试验”后，就很容易想出原因，因而激发探索的积极性。随后，在老师的引导下，根据已学的知识
6、列出方程组，联立解得最小拉力为 F=uGcos30/cos（30-） 。从该式子也可以看出，当 =30时，因分母最大，所以 F 有最小值，这样，学生就理解了理论推导的实际意义了。可见几何画板课件并不是简单的显示物体的受力情况，而是可以像做真实实验那样，把受力条件不断改变，量化的探讨问题的答案。第二、课件将理想实验真实化，演示实验结果准确由于在真实实验环境中很难找到理想模型，很难控制诸如速度和加速度等物理量的大小，也就无法用真实的实验来来演示这类问题，从而使这类问题显得比较抽象。还有些实验由于受到时间、空间以及实验条件、实验器材等因素的限制，难以通过实验向学生展示微观的、极慢的物理过程。如分子的
7、扩散过程及布朗运动、光的干涉和衍射、波的叠加、原子的核式结构、核反应过程等。利用几何画板课件进行逼真的模拟，并可灵活的控制物理场景的大小，将这些微观的物理过程生动、形象地展示与学生面前，使学生认识加深，形成概念，由抽象变为直观，教学就不那么难了。 几何画板课件可以按照物理公式来设定动画，所以演示的结果比真实实验还要准确，因此教师无需以“误差影响”来修饰实验结果。以动量的教学为例，两个球相碰，若动能没有损失，应该是完全弹性碰撞，那么两球的末速度如何？在什么条件下会出现反弹？在什么条件下会出现交换速度？大球撞小球如何？小球撞大球又会如何？若动能损失最大，应该是完全非弹性碰撞，那么碰后两球是否必定会
8、粘在一起？若动能损失不多不少，介于两种极端情况之间，两球的末速度是怎样的呢？在做完真实的完全弹性和非弹性碰撞的演示实验后，打开“两球碰撞”课件，在重演实验的基础上延伸实验，动画和测量值完全符合计算结果，不用修饰误差，很容易就说明结论。然后让学生分析具体题目，就不用再作很多的推论分析和提示，学生就能找出正确答案。这样的教学，效率显然比常规教学法要高的多。由此可见， 几何画板课件不仅可以模拟物理实验、演示物质变化的情景和过程，还能再现定理、定律、规律的推导过程。对于一些难以用语言描述清楚的物理过程，用多媒体动画技术模拟再现，节约大量的教师口头讲述时间，这些信息具有很强的表现力，节省了大量的板书和画
9、图时间，保持了学生在学习中思维的连贯性，同时调动学生的眼、耳、口、手、脑等多种感官，促使学生主动记忆，认真思考，努力探索，积极参与教学。学生的主体作用得以充分发挥，学得轻松活泼、愉快，对新知识学得快、掌握得快。课件不仅应用于课堂教学中，还可以在课下对学生起到自学辅导作用，使课堂的 45 分钟有了足够的外延，优化了教学过程。第三、 几何画板描绘轨迹的功能强大在高中物理教学中，经常要描绘质点的运动轨迹，但却无法做演示实验。这时若用几何画板课件模拟实验，以弥补演示实验的不足，显然是最好的了。例如地磁学中的速度选择器，带电粒子垂直射入复合的匀强电场和匀强磁场中。电场和磁场的方向是相互垂直的，电场力是恒
10、定的，但磁场力是随速度大小和方向而改变的，因此受力情况是很复杂的，使得带电粒子运动轨迹的形状也很复杂。在中学阶段，这是无法用实验来演示的。这时打开“电磁偏转”课件，任意改变带电粒子的质量、电量和初速度，改变电场强度的大小和方向，就可以看到各种情况下的运动轨迹了。有直线的、抛物线的、圆形的、摆线形的，还有叶形的等。再双击“显示力”和“显示速度”框，就可以看到带电粒子在各时刻的速度和受力。逐秒改变飞行时间，还可以看到磁场力是怎样随速度大小和方向而改变的。虽然这不是真实实验，但它显示的轨迹是严格符合物理规律的，而且比真实的实验还细致清楚。在没有条件做真实实验的情况下，以此来代替，这给教学带来了极大的
11、方便。也可以用几何画板课件研究小船渡河运动问题。设一个分运动是沿水平向右匀速运动的，表示河水的运动。另一个分运动是指向画面上方，表示小船向着对岸行驶。若小船是匀速的，可以从显示的测量值对比发现：小船垂直指向对岸行驶时所用的时间最短，但路程不是最短。若小船是匀加速的，可以看到小船的运动轨迹呈抛物线形。此外，利用几何画板的函数功能，很容易制作出各种关于波动的课件，可以解决有关波动难点的教学。利用几何画板的作图功能，很容易作出各种光路图和透镜的课件，由于物理教学有着独特的特点：通过简化了条件的物理实验，单独理解某一定律是不难的。但实际上常常要综合应用几个规律来理解某一现象，使得推论比较困难，学生往往不能只通过看物理演示实验就能解决问题。因此还需要有一些可以研究问题的平台式课件，让师生在与计算机的对话中深入了解现象的延伸变化。从现有的几何画板物理课件来看，已经可以感觉到对高中物理难点的教学是很大的帮助。用几何画板制作的物理教学课件，就相当于在物理实验与理论推想之间搭桥，或者说是演示实验的延续和补充。参考文献：1、 几何画板课件制作教程 刘胜利2、 几何画板与物理教学 张熙春3、 用几何画板制作微型物理课件 彭哲方
