妙用幾何畫板，探究物理實(shí)驗(yàn)

代賽瑾

幾何畫板（The Geometer's Sketchpad）軟件是由美國(guó)Key Curriculum Press公司制作并出版的一款優(yōu)秀教育軟件，它的全名是“幾何畫板-21世紀(jì)的動(dòng)態(tài)幾何”。它能夠動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)出幾何對(duì)象的位置關(guān)系、運(yùn)行變化規(guī)律。

“幾何畫板”窗口由題標(biāo)欄、菜單欄、工具欄、繪圖窗口等組成，工具欄組成依次是選擇工具、畫點(diǎn)工具、畫線工具、畫圓工具、文本工具和對(duì)象信息工具。它操作簡(jiǎn)單，與用word制作物理畫板相比，其特殊性還在于這些圖形是“靈活的”，可以任意組合、調(diào)節(jié)。教師只要發(fā)揮自己的聰明才智，將幾何畫板的使用技巧與物理學(xué)科結(jié)合起來(lái)，就能夠創(chuàng)造性地開發(fā)出具有獨(dú)特功能的優(yōu)秀課件。

初中物理教學(xué)中幾何畫板在模擬力學(xué)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)態(tài)演示光路傳播和凸透鏡成像等方面的使用，改變了我們傳統(tǒng)的一些教學(xué)方法，通過(guò)運(yùn)用幾何畫板可以使學(xué)生能夠迅速有效地掌握相關(guān)知識(shí)，從而使傳統(tǒng)的教學(xué)方法發(fā)生根本性變革。教師可以充分利用它豐富而方便的創(chuàng)造功能編寫出自己需要的教學(xué)課件。比如，初中物理凸透鏡成像規(guī)律是學(xué)生感到難學(xué)的內(nèi)容之一。

按照新課標(biāo)要求，《凸透鏡成像的規(guī)律》的教學(xué)主要是通過(guò)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)“探究”得到凸透鏡成像的規(guī)律，探究的結(jié)果一般分五種情況：u>2f時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像；u=2f時(shí)，成等大倒立的實(shí)像；2f>u>f時(shí)，成倒立放大的實(shí)像；u=f時(shí)，不能成像；u

教師可通過(guò)手動(dòng)畫板模擬實(shí)驗(yàn)效果：先制作可調(diào)焦距的凸透鏡，然后制作實(shí)物、實(shí)光線及實(shí)像，最后制作虛光線和虛像，如下圖。教師演示該課件時(shí)，可以用手動(dòng)控制物體在光軸上的移動(dòng)，動(dòng)態(tài)演示出不同時(shí)候成像光路圖，有物距、像距、焦距三者的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，從而給學(xué)生直觀的動(dòng)態(tài)感受。

幾何畫板以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)特別是動(dòng)態(tài)性使其在物理教學(xué)中發(fā)揮了重大的作用，它作為教學(xué)的一個(gè)輔助教學(xué)手段營(yíng)造了良好的物理環(huán)境，通過(guò)一個(gè)個(gè)動(dòng)態(tài)課件向?qū)W生展現(xiàn)了物理量變化過(guò)程和規(guī)律，培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，使得教師的課程內(nèi)容更加生動(dòng)，更具感染力。

當(dāng)然，任何軟件都不是完美的，幾何畫板也不例外。幾何畫板雖然能夠非常準(zhǔn)確地模擬物理現(xiàn)象，但一般課堂上能做的物理實(shí)驗(yàn)不應(yīng)直接用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)代替。在教學(xué)條件不允許，實(shí)驗(yàn)無(wú)法做出或者效果不明顯的情況下，教師可以借用幾何畫板與其他教學(xué)媒體設(shè)計(jì)軟件結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，從而使教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。

（作者單位：云夢(mèng)縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)）

責(zé)任編輯 嚴(yán) 芳