互動(dòng)課件是指用Flash、Java等軟件編制的，具有交互和多媒體特點(diǎn)的教學(xué)課件?；?dòng)課件根據(jù)使用者的思維，創(chuàng)設(shè)和輸出在不同條件下的現(xiàn)象和結(jié)果，有利于使用者在比較中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象和探究規(guī)律，是學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜問(wèn)題的有力工具。在高中物理教學(xué)中，以互動(dòng)課件為學(xué)習(xí)支架，設(shè)計(jì)信息化學(xué)習(xí)活動(dòng)組織教學(xué)，利用互動(dòng)課件的模擬和人機(jī)交互功能探究物理概念和規(guī)律，調(diào)動(dòng)學(xué)生投入復(fù)雜的問(wèn)題解決活動(dòng)，不僅是新課程改革的要求，也是信息技術(shù)與物理課程整合的一個(gè)方向。那么，如何設(shè)計(jì)信息化學(xué)習(xí)活動(dòng)?本文以高一物理“力的合成”為例來(lái)說(shuō)明。
　　
　　一、教學(xué)內(nèi)容是否適合基于互動(dòng)課件的信息化學(xué)習(xí)的判斷依據(jù)
　　
　　物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，所以必須遵循實(shí)驗(yàn)優(yōu)先的原則，互動(dòng)課件在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)起到雪中送炭或錦上添花的作用。這是判斷教學(xué)內(nèi)容是否需要基于互動(dòng)課件的信息化學(xué)習(xí)活動(dòng)的依據(jù)。例如“力的合成”這部分內(nèi)容，教材要求通過(guò)實(shí)驗(yàn)、由學(xué)生歸納出力的合成的平行四邊形定則。這在實(shí)際教學(xué)中是十分困難的。因?yàn)閷W(xué)生缺乏矢量運(yùn)算的經(jīng)驗(yàn)，難以通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)就頓悟。但是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生是能夠發(fā)現(xiàn)臺(tái)力不等于分力的代數(shù)和的，因此頭腦中會(huì)存在疑問(wèn)。帶著這些問(wèn)題，利用互動(dòng)課件學(xué)習(xí)矢量的加法法則，再對(duì)照實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就比較容易得到和理解力的合成法則。這部分教學(xué)內(nèi)容就適合基于互動(dòng)課件的信息化學(xué)習(xí)，互動(dòng)課件起到了錦上添花的作用，既達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生的思維能力的目的，又兼顧了教學(xué)效率。
　　
　　二、基于互動(dòng)課件的信息化學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
　　
　　互動(dòng)課件的特點(diǎn)決定了這種學(xué)習(xí)是探究式的學(xué)習(xí)。它可以是在課堂教學(xué)中釆取的小組合作學(xué)習(xí)，也可以是學(xué)生在課外進(jìn)行的自主學(xué)習(xí)。這僅是對(duì)象和環(huán)境的差異，學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。
　　進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，教師首先要找到合適的互動(dòng)課件，提供給學(xué)生使用?，F(xiàn)在因特網(wǎng)上的物理互動(dòng)課件比較多，下面是一些以互動(dòng)課件著名的網(wǎng)站：
　　exphysics高小物玥數(shù)字教學(xué)中心：http：／／www.exphysics.oug／
　　互動(dòng)物理：http：／／WWW．jd．edu．sh．cn／xm／hdwl／index．a(chǎn)sp
　　Demolab：http：／／WWW.phy．ntnu．edu．tw／demolab／phpBB／index．php?viewcat=14
　　EXplore1earning：http：／／WWW．explorelearning．com／
　　Physlets：http：／／webphysics．dayidson．edu／Applets／AppletS．html
　　在“力的合成”學(xué)習(xí)活動(dòng)中，可以利用“力的合成(矢量的加法)”互動(dòng)課件：http：／／www．exphysics．org／exphy／WalterFendt／phl 1e／resultant，htm
　　其次，將需要探究的任務(wù)和對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)問(wèn)題化，用問(wèn)題指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，在解決問(wèn)題中完成學(xué)習(xí)任務(wù)。設(shè)計(jì)的教學(xué)問(wèn)題要細(xì)致、明確?？梢岳脤W(xué)習(xí)任務(wù)或?qū)W習(xí)建議的形式呈現(xiàn)教學(xué)問(wèn)題。例如在“力的合成”學(xué)習(xí)活動(dòng)中，需要設(shè)計(jì)的教學(xué)問(wèn)題有：
　　
　　任務(wù)型問(wèn)題：
　　兩個(gè)互成角度的力是怎樣進(jìn)行合成的呢?是不是矢量的運(yùn)算法則和標(biāo)量不一樣呢?怎樣進(jìn)行矢量運(yùn)算呢?
　　
　　引導(dǎo)型問(wèn)題：
　　操作課件，看看矢量相加有什么特點(diǎn)?有什么規(guī)律?改變兩個(gè)矢量的大小和方向， 看看它們相加有什么共性?上面的研究結(jié)論給你帶來(lái)什么啟發(fā)?
　　以學(xué)習(xí)建議的形式呈現(xiàn)教學(xué)問(wèn)題。
　　第三，教師寫(xiě)出課件的操作指南，以備為學(xué)生提供操作課件的幫助。對(duì)“力的合成”學(xué)習(xí)活動(dòng)中采用的互動(dòng)課件，可以提供如下操作指南：
　　這是一個(gè)英語(yǔ)課件。你可以在“Number offorces”下拉框中選擇力(矢量)的個(gè)數(shù)，矢量由藍(lán)色有向線段表示?，F(xiàn)在選擇兩個(gè)力的情況。用鼠標(biāo)按住并拖拽矢量的箭頭可以改變矢量的大小和方向。用鼠標(biāo)左鍵單擊“Find Out resu“ant”得到兩個(gè)矢量相加的結(jié)果，和矢量由紅色有向線段表示。單擊“Clear conStrLIC“OIl”清除運(yùn)算結(jié)果。
　　最后，考慮如何對(duì)學(xué)生分組、如何呈現(xiàn)教學(xué)問(wèn)題和課件操作指南、是否需要利用相關(guān)課件進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)等問(wèn)題。如果考慮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要，也可以寫(xiě)出探究結(jié)果和思考題。這樣就設(shè)計(jì)出一份可行的學(xué)習(xí)活動(dòng)方案，學(xué)生根據(jù)這個(gè)方案就可以開(kāi)展信息化學(xué)習(xí)了。
　　
　　三、高一物理“力的合成”的信息fi；學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)方案
　　
　　(一)學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題
　　力是矢量，力的合成相當(dāng)于矢量的加法。如果兩個(gè)力在一條直線上，它們的臺(tái)力等于兩個(gè)分力的代數(shù)和。當(dāng)兩個(gè)力互成角度的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)告訴我們，合力不再等于兩個(gè)分力的代數(shù)和。兩個(gè)互成角度的力是怎樣進(jìn)行合成的呢?是不是矢量的運(yùn)算法則和標(biāo)量不一樣呢?我們有理由懷疑，兩個(gè)互成角度的力的加法也許不遵循代數(shù)運(yùn)算法則OHMe2H+MrArarLFePSVN9A==。怎樣進(jìn)行矢量運(yùn)算呢?我們利用課件來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。
　　
　　(二) 學(xué)習(xí)活動(dòng)
　　如果在與因特網(wǎng)互聯(lián)的電腦教室里上課，應(yīng)以2—4人為小組使用一臺(tái)電腦進(jìn)行臺(tái)作學(xué)習(xí)，教師將課件地址，操作指南，學(xué)習(xí)建議呈現(xiàn)給學(xué)生。
　　
　　1．課件地址：
　　http：／／WWW．eXphysics．org／eXphy／WalterFcndt／phlle／reSLlltant．htm
　　2．操作指南：這是一個(gè)英語(yǔ)課件，名稱(chēng)是“力的合成(矢量的加法)”。你可以在“Number offorces”—卜拉框中選擇力(矢量)的個(gè)數(shù)，矢量由藍(lán)色有向線段表示。現(xiàn)在選擇兩個(gè)力的情況。用鼠標(biāo)按住并拖拽矢量的箭頭可以改變矢量的人小和方向。用鼠標(biāo)左鍵單擊“Find out resultant”得到兩個(gè)矢量相加的結(jié)果，和矢量由紅色有向線段表示。單擊“Clear cOnStruCtioil” 清除運(yùn)算結(jié)果。
　　3．學(xué)習(xí)建議：(1)先考慮矢量加法的問(wèn)題：按照操作指南操作課件，看看矢量相加有什么特點(diǎn)?有什么規(guī)律?改變兩個(gè)矢量的大小和方向，看看它們相加有什么共性?這個(gè)共性應(yīng)當(dāng)反映矢量加法的基本法則。(2)再考慮力的合成的問(wèn)題：從上面的活動(dòng)能給你帶來(lái)什么啟發(fā)?兩個(gè)互成角度的力怎樣進(jìn)行合成呢?力是矢量，力的合成應(yīng)當(dāng)遵循矢量的加法法則。(3)記錄下你們對(duì)上述問(wèn)題的回答，對(duì)照實(shí)驗(yàn)，看看你們的回答是否符合實(shí)際。
　　
　　(三) 結(jié)論
　　1．矢量的加法具有和標(biāo)量的加法不同的運(yùn)算法則。這是因?yàn)槭噶砍擞写笮?，還有方向，保持矢量的人小不變，改變方向，兩個(gè)矢量的和是不相等的。
　　2．兩個(gè)矢量的和是這樣構(gòu)成的：將一個(gè)矢量由另一個(gè)矢量的“箭尾”平移到“箭頭”，那么和矢量是由另一個(gè)矢量的“箭尾”指向被平移矢量“箭頭”的有向線段。不管兩個(gè)矢量如何變化，這個(gè)規(guī)律是不變的，可見(jiàn)這是矢量相加的一般法則。作為矢量運(yùn)算的兩個(gè)互成角度的力的合成， 應(yīng)當(dāng)遵循相同的法則。
　　3．如果連接和矢量與被平移矢量原始位置的“箭頭”，可以看出它們構(gòu)成了一個(gè)平行四邊形。所以可以這樣理解和矢量：和矢量等于以?xún)蓚€(gè)分矢量為鄰邊的平行四邊形的一條對(duì)角線，兩個(gè)分矢量分列在和矢量的兩側(cè)。這稱(chēng)為矢量加法的平行四邊形定則。力的合成應(yīng)當(dāng)遵循平行四邊形定則。
　　4．對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，以?xún)蓚€(gè)分力為鄰邊作平行四邊形，可以發(fā)現(xiàn)，在誤差范圍內(nèi)，臺(tái)力與它們所夾的那條對(duì)角線重合?？梢?jiàn)，力的合成遵循丫行四邊形定則。
　　
　　(四)思考題(這部分內(nèi)容可以布置給學(xué)生在課外完成)
　　請(qǐng)根據(jù)力的合成的平行四邊形定則，在草稿紙上利用作圖法求多個(gè)共點(diǎn)力的合力。然后運(yùn)用課件，檢驗(yàn)一下你的結(jié)果，看看你的力法和課件釆用的方法有什么不同。
　　
　　(五)拓展學(xué)習(xí)(這部分內(nèi)容可以布置給學(xué)生在課外完成)
　　一般情況下，運(yùn)用平行四邊形定則對(duì)力的合成進(jìn)行定量計(jì)算，需要根據(jù)數(shù)學(xué)上的余弦定理，比較復(fù)雜。我們可以釆取另外一種比較簡(jiǎn)單的方法來(lái)定量計(jì)算，下面利用一個(gè)課件來(lái)說(shuō)明。
　　矢量的加法：http：／／www．exphysics．org／info／info．php?Sessid=&infoid=406
　　這是一個(gè)英語(yǔ)課件。在一個(gè)直角坐標(biāo)系的上面，R、θ、RX、Ry分別表示一個(gè)矢量的大小與X軸的夾角、投影到X軸或Y軸上的的大小。單選分力顯示方式“Coall)onent”為“Style3”。用鼠標(biāo)從箭桶里取出一只紅箭(矢量)放在坐標(biāo)原點(diǎn)，拖拽箭頭改變這個(gè)矢量，上方的數(shù)據(jù)框內(nèi)就會(huì)顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)課件顯示了矢量在X軸和Y軸上的投影。用相同的方法再取一個(gè)矢量。鼠標(biāo)單擊“Sum”按鈕求和，那支綠箭便是兩矢量的和，以及在兩坐標(biāo)軸上的投影?？纯词噶考臃ㄓ惺裁葱绿攸c(diǎn)。改變數(shù)據(jù)，多試幾次。
　　用鼠標(biāo)單擊各矢量，觀察數(shù)據(jù)可以看出，和矢量在X釉的投影等于兩分矢量在X軸的投影之和，和矢量在Y軸的投影等于兩分矢量在Y軸的投影之和，即X＝Xl+X2，Y＝Y(jié)1+Y2。然后再根據(jù)勾股定理得出和矢量的大小，R2＝X2+Y2，且tg θ＝X／Y。
　　上述結(jié)果說(shuō)明：(1)矢量可以在X軸和Y軸上分解，分量即是在兩坐標(biāo)軸上的投影。(2)在進(jìn)行力的合成時(shí)，可先計(jì)算出兩分力在X軸和Y軸的投影之和，再根據(jù)勾股定理計(jì)算出臺(tái)力。(3)力的方向很重要，必要時(shí)用角度表示方向。運(yùn)用這個(gè)方法可以比較方便地進(jìn)行力的合成的定量計(jì)算。
　　更多學(xué)習(xí)資源請(qǐng)參考：
　　http：／／www．exphysics，org／info／topiC．php?sessid＝＆topicid=7
　　(作者單位：上海金山中