趙志宏 房成敏 韓福強(qiáng)

摘 要：《幾何畫板》軟件是由美國Key Curriculum Press公司制作并出版的教學(xué)軟件，其在動(dòng)態(tài)中保持幾何關(guān)系不變的特點(diǎn)不僅適用于數(shù)學(xué)教學(xué)，同樣也適用于物理教學(xué)的有關(guān)內(nèi)容。目前，在高職學(xué)生中感覺物理難學(xué)甚至放棄學(xué)習(xí)的情況普遍存在，幾何畫板動(dòng)態(tài)探究數(shù)理問題的功能，使學(xué)生原本感到枯燥無味的物理教學(xué)變得生動(dòng)形象，從而可以極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。所以，做為高職院校的物理教師，有必要探究如何把《幾何畫板》軟件有效地應(yīng)用在物理教學(xué)中

關(guān)鍵詞：幾何畫板 高職院校 物理教學(xué) 動(dòng)態(tài)探究

眾所周知，實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)研究問題的基本方法，也是物理教學(xué)的重要手段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)設(shè)情境的思路其實(shí)又是一種學(xué)習(xí)知識(shí)的有效途徑。然而，在實(shí)際教學(xué)中，用演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境引入新課，由于在很大程度上受到客觀條件的限制，教師往往會(huì)以點(diǎn)帶面，以特殊代替一般，學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容并不能真正地理解，只能是不情愿地被動(dòng)接受，教師的課堂教學(xué)自然也就無法達(dá)到預(yù)期的效果。而《幾何畫板》的動(dòng)態(tài)功能可以較好地克服實(shí)驗(yàn)教學(xué)的這些不足，能夠全面形象地還原和展現(xiàn)物理過程，從而使物理規(guī)律較為容易地被學(xué)生所理解和接受。

一、《幾何畫板》的特點(diǎn)

《幾何畫板》不僅是一款優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教學(xué)軟件平臺(tái)，同時(shí)也是一款很好的物理教學(xué)軟件平臺(tái)。它具有豐富的圖形繪制功能與強(qiáng)大的度量和計(jì)算功能，能夠定量地研究物理問題，展示物理實(shí)驗(yàn)所無法演示的物理過程，幫助學(xué)生建立物理模型，發(fā)展思維能力。因此，在高職物理課堂教學(xué)中，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

利用幾何畫板制作的多媒體課件能夠動(dòng)態(tài)地表現(xiàn)出教學(xué)內(nèi)容中所涉及的幾何關(guān)系，給學(xué)生以生動(dòng)的啟示，這對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)來說是一個(gè)重大的突破，必將改變高職物理課堂教學(xué)的方法和模式。

1.《幾何畫板》具有豐富的圖形繪制功能

雖然《幾何畫板》僅僅提供了計(jì)算器、畫點(diǎn)、線和圓的工具，但它的一些基本功能諸如旋轉(zhuǎn)、平移、構(gòu)造等，能畫出物理教學(xué)中所需要的任意圖形。另一方面，《幾何畫板》支持OLE技術(shù)，可以與其它軟件交互圖形、文本、聲音和電影片斷。正是這種開放性，使《幾何畫板》能與其它軟件結(jié)合，制作出優(yōu)秀的物理課件。

2、《幾何畫板》具有逼真的動(dòng)態(tài)展示功能

在物理教學(xué)過程中，當(dāng)物理問題的初始條件發(fā)生變化時(shí)，所對(duì)應(yīng)的物理現(xiàn)象和過程也要按照物理規(guī)律隨著條件的變化而發(fā)生相應(yīng)的改變，這時(shí)就需要向?qū)W生展現(xiàn)物理問題變化的中間和暫態(tài)過程，這樣才能有利于學(xué)生探究和感知物理規(guī)律，這一功能也正是《幾何畫板》動(dòng)態(tài)性的體現(xiàn)。

3、《幾何畫板》具有獨(dú)特的度量和計(jì)算功能

由于物理學(xué)中涉及大量的定量計(jì)算問題，因此，物理課件的圖形和動(dòng)畫不同于普通的卡通片，它對(duì)人們思想意識(shí)的考慮比如色彩的心理感受、光線效果的應(yīng)用、美術(shù)欣賞的價(jià)值等并不太在意，而是重視物理量的數(shù)值以及物理圖形和變化過程的確定性，無論是旋轉(zhuǎn)還是平移，無論是拖動(dòng)還是動(dòng)畫，畫面都要求計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確地顯示出物理量的數(shù)值。而這種度量和計(jì)算功能幾何畫板遠(yuǎn)優(yōu)于其它軟件，為進(jìn)一步定量研究、探索、驗(yàn)證物理規(guī)律提供了最佳的工具平臺(tái)。

二、《幾何畫板》教學(xué)原件在高職物理教學(xué)中應(yīng)用的意義

《幾何畫板》不僅是一個(gè)優(yōu)秀的專業(yè)學(xué)科教學(xué)平臺(tái)軟件，它也代表了當(dāng)代專業(yè)工具平臺(tái)類教學(xué)軟件的發(fā)展方向。該軟件短小精悍，功能強(qiáng)大，能動(dòng)態(tài)表現(xiàn)相關(guān)對(duì)象的關(guān)系，適合教師根據(jù)教學(xué)需要自編課件，在高職院校課程中增加《幾何畫板》內(nèi)容，目的是讓學(xué)生掌握實(shí)用的學(xué)科工具類軟件的優(yōu)秀范例，理解和掌握微教學(xué)單元的設(shè)計(jì)思想和方法，從而將教學(xué)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的理論知識(shí)與教學(xué)軟件編制的實(shí)踐結(jié)合起來。

《幾何畫板》進(jìn)入高職課堂，不僅增加了最新實(shí)用的軟件內(nèi)容，而且還革新了過去單純傳授理論知識(shí)的教學(xué)方法，帶來了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變化。《幾何畫板》帶給教學(xué)的不僅是一種實(shí)用的工具，而且提供了若干教學(xué)方法創(chuàng)新的啟迪，過去以教師為中心，學(xué)生亦步亦趨地模仿學(xué)習(xí)的教學(xué)方式可以從根本上得到改變。 教師使用該軟件，能很容易開發(fā)出配合代數(shù)、幾何、物理等課程的課件，將一些學(xué)生難以理解、語言難以表達(dá)的重點(diǎn)及難點(diǎn)，形象、直觀地表現(xiàn)出來，大大優(yōu)化了教學(xué)過程，提高教學(xué)效率。學(xué)生使用該軟件，能夠極大地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，特別是能夠培養(yǎng)其空間想象能力、邏輯推理能力及創(chuàng)造性思維能力，為其今后在各個(gè)方面的發(fā)展打下良好的素質(zhì)基礎(chǔ)。更為高職學(xué)生將來從事教育工作提供了一技之長，進(jìn)而可以改善和活躍中小學(xué)及學(xué)前的教學(xué)活動(dòng)。

從操作使用的角度來看，用幾何畫板制作課件不需要任何編程，所有操作都是通過點(diǎn)擊工具欄和菜單來實(shí)現(xiàn)，物理教師只要具備一定的Windows操作知識(shí)，便可以自己制作物理課件。用幾何畫板開發(fā)課件的速度非常快，教師甚至可以在課堂中即時(shí)制作課件。另外，用幾何畫板制作的課件短小精悍，課件的運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的要求也并不太高，便于普及與交流。正因?yàn)槿绱耍锢斫處熇脦缀萎嫲遢o助物理教學(xué)能真正把精力用于課程教學(xué)的設(shè)計(jì)上，而不是著力編制程序和掌握制作技巧上。因此幾何畫板的使用和普及，能夠有效地推動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助物理教學(xué)的發(fā)展。

三、《幾何畫板》在高職物理教學(xué)中應(yīng)用的具體措施

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)包括事物的性質(zhì)、規(guī)律以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系等等，并不是通過教師傳授得到的，更不是灌輸?shù)慕Y(jié)果，而是在一定的情境即社會(huì)背景下，學(xué)習(xí)者借助于他人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。建構(gòu)主義理論支持的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件，與第一代、第二代課件相比有明顯的不同，其主張計(jì)算機(jī)不能取代教師的教，更不能取代學(xué)生的學(xué)，只有適當(dāng)?shù)厥褂糜?jì)算機(jī)，使其在不同的學(xué)習(xí)場合、針對(duì)不同的學(xué)習(xí)對(duì)象、根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的、在恰當(dāng)?shù)膶哟魏鸵欢ǖ某潭壬蠈?shí)現(xiàn)與教師和學(xué)生的有機(jī)配合，以便充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的輔助作用。這樣，在建構(gòu)主義理論支撐下的計(jì)算機(jī)教學(xué)課件，應(yīng)以創(chuàng)設(shè)情境為主要任務(wù)，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)引入概念的情境、創(chuàng)設(shè)推導(dǎo)規(guī)律的情境、還要?jiǎng)?chuàng)設(shè)能夠激發(fā)學(xué)生深入討論的情境以及使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)外化的情境，而這一切都是為了使學(xué)生能夠主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)實(shí)現(xiàn)意義的建構(gòu)。

教師利用《幾何畫板》輔助數(shù)學(xué)教學(xué)已經(jīng)比較普及，但把《幾何畫板》作為工具軟件應(yīng)用于高職物理教學(xué)還是很少見的，它不僅是將《幾何畫板》使用方法教給學(xué)生，更重要的是培養(yǎng)生積極探索的意識(shí)，必將對(duì)高職物理教學(xué)改革起到一定的推動(dòng)作用。

總之，《幾何畫板》軟件可以提供充分的輔助教學(xué)的手段來幫助教師更好地完成教學(xué)任務(wù)，使教師可以隨心所欲地編寫需要的教學(xué)課件，并且，課件所體現(xiàn)的并不是教師的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)水平，而是教學(xué)思想和教學(xué)水平?！稁缀萎嫲濉窇?yīng)用于高職物理教學(xué)，不僅是物理教學(xué)手段的改變，更是物理教學(xué)思維上的一次飛躍。

參考文獻(xiàn)：

【1】《用幾何畫板教物理》楊樹崤 清華大學(xué)出版社

【2】《幾何畫板》在物理教學(xué)中的應(yīng)用 鄭婉真 網(wǎng)絡(luò)文章

作者簡介：趙志宏（1963-），女，遼寧營口人，教授，主要從事物理教育的研究。

房成敏（1963-），女，遼寧營口人，教授，主要從事物理教育的研究。

韓福強(qiáng)（1971-），男，遼寧營口人，高級(jí)講師，主要從事物理教育的研究。