蔡紫蓮

摘 ? 要：電子白板以其強大的優(yōu)勢突破了傳統(tǒng)教學模式的局限，有力促進了教學互動。若充分發(fā)揮其功能，能使師生互動方式更多元，更利于提高課堂教學效益。隨著電子白板在各類學校的逐步普及，教師應盡快適應這種對傳統(tǒng)黑板換代的電子產(chǎn)品，充分利用電子白板的強大功能服務于課堂。

關(guān)鍵詞：白板;萬有引力與航天;教學

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2015）1-0064-3

電子白板的出現(xiàn)，以其強大的優(yōu)勢突破了傳統(tǒng)教學模式的局限性，有力促進了教學互動。若充分發(fā)揮其功能，將會使師生互動方式更多元，更利于提高課堂效益。隨著電子白板在各類學校的逐步普及，如何盡快適應這種對傳統(tǒng)黑板換代的電子產(chǎn)品，充分利用電子白板的強大功能服務于課堂，正成為當前一線教師面對的一個重要課題。

當前，傳統(tǒng)的一塊黑板、一支粉筆（或簡單投影）的教學模式已經(jīng)逐漸落伍，不能對學生形成有效的刺激，必然帶來課堂的沉悶，效果上也就會大打折扣。有效激活課堂的辦法之一就是讓學生在課堂上動起來。其中，學生的積極發(fā)言、同學之間活躍的討論等固然是“動”的形式，實際上老師的一些讓學生驚呼的精彩表演也是讓學生動起來的另一種重要方式。對于物理老師，一次與教學內(nèi)容相關(guān)的成功實驗固然會讓學生印象深刻，久久不能忘懷。如果因為條件限制不能實驗，那么，一次生動的模擬也會有異曲同工之妙。

筆者在必修2《萬有引力與航天》一章的教學中，就突破了傳統(tǒng)教學很難直觀演示星球運動過程的局限，借助電子白板強大的交互功能，通過對電子白板一些基本功能的利用，使得行星“炫動”起來。在知識講解、問題處理、例題分析中多次有效地對學生進行了刺激，取得了不錯的效果。

首先，簡單介紹電子白板上幾個常用的按鈕，其中圖1是一個可移動面板。A：“輸入”功能按鈕，點擊后就轉(zhuǎn)換成手寫。B：“圖形”功能按鈕，點擊之后，重點使用里面的“直線”和“圓”按鈕，其中點擊“圓”按鈕后，同時有兩個“√”選項，分別對應“標準圓”“橢圓”“空心圓”“實心圓”。在各類“圖形”按鈕的下面，還有一排按鈕，分別對應的“線條類型”欄中有實線和各種虛線選項，“線條寬度”欄中，有各種寬度選項，點擊“選擇顏色”欄，選擇所需要的顏色。C：“編輯”按鈕，點擊某一圖形，會出現(xiàn)一個下拉對話框，有“克隆”“刪除”“顯示/隱藏圓心”“等比縮放”等（提示：對于圓，如果要調(diào)整圓的大小，應先選擇“等比縮放”，否則拉動后很容易變成橢圓）。如果按住電子筆在白板上劃動，可以將矩形區(qū)域內(nèi)的圖線全部選中，下拉框還會多出一個“組合”選擇欄，如果點擊，就會將選中的圖線進行組合，整體移動。其他按鈕，因關(guān)系不大或較為熟悉，本文不再多加介紹。在上課時，如果我們能夠在“輸入”欄和“圖形”欄熟練切換，會讓課堂變得直觀、生動，讓學生更加容易接受。

1 ? ?輔助教材講解橢圓

對于開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。開普勒第三定律：所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。里面都涉及到一個重要的圖形：橢圓。高一學生數(shù)學上還沒有定量研究過橢圓，對其中涉及的一些概念不能清晰理解。教材通過“做一做”為學生進行了一定的鋪墊，老師在此基礎(chǔ)上如果能夠靈活借助白板功能則更為直觀。選中橢圓按鈕，可以在白板上很方便地拉出一個橢圓（圖2），而且橢圓的焦點自動以紅色顯示（可以隱藏）。然后，問學生，橢圓具有怎樣的對稱性，學生很容易就答出是軸對稱。再問有幾個對稱軸，并且用直線功能將兩個對稱軸畫出，進而可以非常順利、直觀地告訴學生：長軸、短軸、半長軸等概念。針對教材中“實際上，行星的軌道與圓十分接近，在中學階段的研究中我們按圓軌道處理”這句話，在白板上更是可以非常方便地展示，那就是通過拉伸、縮放圖2中的D點，非常直觀地看出：當焦點間距離越大時，橢圓就越扁（圖3）;焦點間距離越小時，橢圓則越接近于圓（圖4），當兩個焦點重合時就是圓，可以說“圓實際上就是一個特殊的橢圓”，從而順利過渡到中學階段的簡化處理。

圖2 ?橢圓 ? ? ? ? ? ?圖3 ?扁橢圓 ? ? ? ? ? ?圖4 ?圓

2 ? ?漸進剖析“雙星”模型

在講解“雙星”模型時，老師首先利用“實心圓”功能畫出一大一小兩個圓表示兩個“星球”，再用虛線連接起來表示間距，如圖5所示。注意：此時不對它們組合。

圖5 ?“雙星”模型

提問：這兩個“星球”如果就這樣不動，能穩(wěn)定存在嗎？為什么？

生：不能。如果這樣的話，兩個“星球”之間的萬有引力會將它們吸引到一起。

師：想一想，這兩個“星球”應該怎樣運轉(zhuǎn)才能保持相對穩(wěn)定？

學生結(jié)合本章前面所學的知識，應該想到是轉(zhuǎn)動。在肯定學生思維正確的基礎(chǔ)上，老師再次提問。

師：它們轉(zhuǎn)動的快慢存在怎樣的關(guān)系？

生：如果兩個“星球”轉(zhuǎn)動的周期（或角速度）不同的話，兩“星球”間的距離就會變化，導致萬有引力發(fā)生變化，也就不可能穩(wěn)定存在。因此，在“雙星”模型中，要保持系統(tǒng)的穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動的周期（或角速度）就必須相等。

這時，老師將兩個“星球”組合，用電子筆拉動圖5中的O點轉(zhuǎn)動，學生會非常好奇而騷動起來。

師：“星球”做圓周運動的向心力是由哪個力提供？兩個“星球”的向心力大小存在怎樣的關(guān)系？

生：萬有引力。因為力的作用是相互的，兩個“星球”的向心力大小相等。

師：應該建立怎樣的關(guān)系式呢？說說你的理由。

生：因為兩個“星球”的周期（或角速度）相等，故利用萬有引力與含周期（或角速度）的向心力相等建立等式。

設：兩個“星球”的質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為r1、r2，有：

可見有：m1r1=m2r2。從而得出：“雙星”在轉(zhuǎn)動過程中，半徑與質(zhì)量成反比，即兩個“星球”的軌跡形成同心圓，小圓為質(zhì)量大的星球的軌跡，兩個“星球”與圓心三點共線且分布在圓心的兩側(cè)。

這時，老師水到渠成地在圖5的基礎(chǔ)上補上兩個同心圓（如圖6），再次對所有圖線組合，拉動圖7中的O點，就能非常逼真地包含軌跡在內(nèi)模擬“雙星”運轉(zhuǎn)了。

圖6 ?同心圓 ? ? ? ? ? ?圖7 ? “雙星”軌跡

學生的驚訝之情溢于言表，這個過程讓他們想忘記都難！

對于“三星”模型的兩種情況，可以用同樣的方法進行處理，這里不再介紹。

3 ? ?生動形象釋疑解難

有一些問題，涉及到一些空間想象力，直接講解讓學生感覺很難理解。如果我們能夠模擬給學生看一下，就一清二楚了。

問題1 ?月球總是以同一個面朝向地球，這是因為（ ? ? ）

A.月球的自轉(zhuǎn)角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度

B.月球的自轉(zhuǎn)角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度的一半

C.月球的自轉(zhuǎn)角速度等于它繞地球公轉(zhuǎn)的角速度

D.月球的自轉(zhuǎn)角速度等于它繞地球公轉(zhuǎn)角速度的一半

本題學生第一次解答錯誤率很高，學生感覺無從下手。

利用白板的處理方法：先畫一個實心圓作為地球，再畫一個小圓作為月球，并將其軌跡用虛線圓表示，為了強化“同一個面朝向地球”，在月球上朝地球一側(cè)加一個紅點做標記（如圖8）。將紅色標記與月球組合，如圖9，點擊下拉鍵，可以選擇復制或克隆，得到幾個一樣的月球，將這些月球移到軌跡圓上，通過拉動O使得在各個位置的紅色標記都朝向地球，如圖10?？梢姡谠虑蚬D(zhuǎn)半個周期的過程中，月球也自轉(zhuǎn)了半圈，從而直觀說明了“月球的自轉(zhuǎn)角速度等于它繞地球公轉(zhuǎn)的角速度”。

圖8 ?紅點與地球 ? 圖9 ?紅點與月球、地球 ? ?圖10 多個紅點與地球

這時，老師還可以進一步提醒學生，今后我們在遇到相關(guān)問題時，也可以借助硬幣來模擬月球，畫一個圓作為地球，在不同位置的擺放過程中，讓硬幣的某一點始終朝向地球，同樣可以解答。

問題2 ?根據(jù)觀測，某行星外圍有一模糊不清的環(huán)，為了判斷該環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，測出了環(huán)中各層的線速度v的大小與該層至行星中心的距離R。則以下判斷中正確的是（ ? ? ?）

A.若v與R成正比，則環(huán)是連續(xù)物

B.若v與R成反比，則環(huán)是連續(xù)物

C.若v2與R成反比，則環(huán)是衛(wèi)星群

D.若v2與R成正比，則環(huán)是衛(wèi)星群

學生借助所學的衛(wèi)星知識，本題往往只能判定C選項正確。對于A、B選項，根本不知道什么是連續(xù)物，無從選擇。即使在老師講解之后，好多學生還是云里霧里。

借助白板，同樣可以非常方便地講解清楚。首先，利用最粗的線條畫一個圓，為了方便演示轉(zhuǎn)動，在圓弧上用其它顏色做一些標記，并組合，在旁邊畫一個實心圓作為行星，如圖11。提示：要先組合好后再畫行星并移到中心位置，否則，組合時會將行星也組合進去。

然后，如圖12，選中組合，拉動O旋轉(zhuǎn)，就會像圖13一樣，這樣就可以直觀地解釋連續(xù)物在轉(zhuǎn)動時是同步轉(zhuǎn)動，各點的周期（或角速度）相同，由v=ωr可知，線速度與半徑成正比。

圖11 行星 ? ? ?圖12 ?組合行星 ? 圖13 ?旋轉(zhuǎn)后的行星

需要說明的是，在對這一內(nèi)容講解時，有部分老師喜歡直接徒手畫圓或橢圓，即使由于基本功很好畫出來很像，但也只能說“像”，而不能說“是”，更重要的是這些圖形在黑板上不能“動”。在教學過程中，作為老師，尤其是我們理科老師，在條件允許的情況下，應該盡可能給學生展示標準的圖形。這不僅是從審美的角度來給學生感官上的享受，標準圖形的優(yōu)點還能讓學生容易獲得解決問題的思路，更能讓學生養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W素養(yǎng)，無論是對學生當前的學習還是將來的工作那都是有益的！

參考文獻：

[1]趙承忠.恰當利用多媒體手段提高課堂教學效率[J].物理教學探討，2011，（9）：36.

（欄目編輯 ? ?鄧 ? 磊）