葉孝權(quán) 何鵬 羅鳳麗 張子艷

【摘? 要】基于GeoGebra軟件分析了一道習(xí)題中的運(yùn)動情況，實(shí)現(xiàn)了物理情景的動態(tài)可視化。以此輔助教師進(jìn)行課堂教學(xué)，幫助學(xué)生接受、理解。為高中物理教師進(jìn)行知識點(diǎn)、習(xí)題講解提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】GeoGebra;物理模型;輔助教學(xué);過程可視化

引言

與初中階段相比，高中物理的學(xué)習(xí)對學(xué)生思維能力和探究問題能力的要求變高。一方面，對于部分理解力和想象力較弱的學(xué)生，其對較為抽象的物理模型往往難以接受。另一方面，限于傳統(tǒng)的教學(xué)手段，對抽象物理模型的教學(xué)在課堂上不能得到很好的實(shí)現(xiàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)、共享資源越來越多的用于課堂輔助教學(xué)。其中，GeoGebra軟件作為一款功能強(qiáng)大、操作簡單、可視性強(qiáng)的免費(fèi)的數(shù)學(xué)軟件，可以很好的利用到高中物理的教學(xué)中。本文以一道典型的物理習(xí)題為例進(jìn)行簡單的開發(fā)和應(yīng)用，達(dá)到幫助師生“撥云見日”實(shí)現(xiàn)真正理解的目的。

1.一道習(xí)題

直角三角板ABC的邊長BC=a，AC=b，開始時，斜邊AB靠在y軸上，B與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合，今使A點(diǎn)單調(diào)地沿y軸負(fù)方向朝O點(diǎn)移動，B點(diǎn)單調(diào)地沿x軸正方向移動。A運(yùn)動到原點(diǎn)O時，求C點(diǎn)通過的路程是多少？

幾乎所有參考書上的解法分析如下：

此題考查了相似三角形的性質(zhì)和判定以及勾股定理等知識，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和空間思維能力。通過對筆者三個教學(xué)班得分情況的分析，此題得分率幾近為0。答題時學(xué)生沒有抽象出實(shí)際的物理過程，思維能力不足，也沒有利用三角板去模擬此題的運(yùn)動情景，導(dǎo)致無法下筆解答或是憑空認(rèn)為C點(diǎn)的軌跡是一段圓弧來進(jìn)行計(jì)算導(dǎo)致結(jié)果差之千里。

2.過程可視化

在習(xí)題講解后，學(xué)生困惑于解答中的數(shù)學(xué)證明而忽略了對此題物理模型中運(yùn)動過程的分析。許多學(xué)生在現(xiàn)有的思維理解能力的基礎(chǔ)上，對C點(diǎn)實(shí)際的運(yùn)動軌跡仍有疑惑，而通過強(qiáng)行講授數(shù)學(xué)證明得到的結(jié)論不利于學(xué)生的理解和物理思維的培養(yǎng)。利用GeoGebra軟件，可以模擬題中的運(yùn)動情景，將C點(diǎn)實(shí)際的運(yùn)動情況動態(tài)的展示給學(xué)生，從而讓學(xué)生看的清楚、想的明白。

GeoGebra的用戶界面主要包含菜單欄、工具欄、代數(shù)區(qū)、作圖區(qū)、作圖過程導(dǎo)航條以及命令輸入框。

通過對整個運(yùn)動過程的動態(tài)模擬，可以清晰得到C點(diǎn)的運(yùn)動軌跡并進(jìn)行實(shí)時記錄。具體操作為：

演示時可以通過拖動三角形上的固定點(diǎn)A，觀察C點(diǎn)從①到④的實(shí)際軌跡，同時也可以用不同的線型、顏色來標(biāo)記運(yùn)動的軌跡。對整個過程，可以導(dǎo)出C點(diǎn)運(yùn)動的慢放視頻來展示使得學(xué)生有更直觀的了解，從而使其從復(fù)雜的數(shù)學(xué)證明中轉(zhuǎn)移到題中考查的物理思維上來。以此為前提，教師在講解上會更加自然，學(xué)生們更易于接受。

3.小結(jié)

對于高中物理的教學(xué)工作，首先值得關(guān)注的是學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的興趣和對重難點(diǎn)知識的接受度。特別是對于部分高一的學(xué)生，其思維能力、理解力和想象力還達(dá)不到高中物理學(xué)習(xí)的要求，涉及較復(fù)雜的物理模型時，往往產(chǎn)生畏懼學(xué)習(xí)、難于接受的思想。利用現(xiàn)代化教學(xué)軟件的輔助教學(xué)可以幫助學(xué)生理解抽象的物理過程、鍛煉學(xué)生的物理思維，使教師的教學(xué)產(chǎn)生事半功倍的效果。更為重要的是，現(xiàn)代化教學(xué)軟件在物理中的使用，可以極大的增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、培養(yǎng)學(xué)生的物理內(nèi)涵。本文的工作僅僅是現(xiàn)代化教育技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的一瞥，值得我們?nèi)ド钊胩剿鞯目臻g還十分巨大！

參考文獻(xiàn)

[1]張子艷， 葉孝權(quán)， 何鵬. 基于Mathematical的可視化應(yīng)用研究—以勻質(zhì)導(dǎo)體桿動生電動勢產(chǎn)生的幾種情況為例[J]. 物理教學(xué)探討， 2018， 36 （10）： 45-47.

[2]黃北京， 劉毓球. 用GeoGebra輔助高中物理微元思想的教學(xué)[J]. 物理教師， 2013， 34 （4）： 58-59.

作者簡介：葉孝權(quán)（1972-），男，本科，中教一級，研究方向?yàn)槲锢碚n程與教學(xué);

通訊作者：何鵬（1992-），男，碩士，研究方向?yàn)槲锢斫虒W(xué)與物理核心素養(yǎng)。