GeoGebra軟件在一道物理習題上的簡單應(yīng)用

葉孝權(quán) 何鵬 羅鳳麗 張子艷

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

【關(guān)鍵詞】GeoGebra;物理模型;輔助教學;過程可視化

引言

與初中階段相比，高中物理的學習對學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)的教學手段，對抽象物理模型的教學在課堂上不能得到很好的實現(xiàn)。隨著計算機技術(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。其中，GeoGebra軟件作為一款功能強大、操作簡單、可視性強的免費的數(shù)學軟件，可以很好的利用到高中物理的教學中。本文以一道典型的物理習題為例進行簡單的開發(fā)和應(yīng)用，達到幫助師生“撥云見日”實現(xiàn)真正理解的目的。

1.一道習題

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與坐標原點O重合，今使A點單調(diào)地沿y軸負方向朝O點移動，B點單調(diào)地沿x軸正方向移動。A運動到原點O時，求C點通過的路程是多少？

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)學生的動手能力和空間思維能力。通過對筆者三個教學班得分情況的分析，此題得分率幾近為0。答題時學生沒有抽象出實際的物理過程，思維能力不足，也沒有利用三角板去模擬此題的運動情景，導致無法下筆解答或是憑空認為C點的軌跡是一段圓弧來進行計算導致結(jié)果差之千里。

2.過程可視化

在習題講解后，學生困惑于解答中的數(shù)學證明而忽略了對此題物理模型中運動過程的分析。許多學生在現(xiàn)有的思維理解能力的基礎(chǔ)上，對C點實際的運動軌跡仍有疑惑，而通過強行講授數(shù)學證明得到的結(jié)論不利于學生的理解和物理思維的培養(yǎng)。利用GeoGebra軟件，可以模擬題中的運動情景，將C點實際的運動情況動態(tài)的展示給學生，從而讓學生看的清楚、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)、作圖過程導航條以及命令輸入框。

通過對整個運動過程的動態(tài)模擬，可以清晰得到C點的運動軌跡并進行實時記錄。具體操作為：

演示時可以通過拖動三角形上的固定點A，觀察C點從①到④的實際軌跡，同時也可以用不同的線型、顏色來標記運動的軌跡。對整個過程，可以導出C點運動的慢放視頻來展示使得學生有更直觀的了解，從而使其從復(fù)雜的數(shù)學證明中轉(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，學生們更易于接受。

3.小結(jié)

對于高中物理的教學工作，首先值得關(guān)注的是學生對學習物理的興趣和對重難點知識的接受度。特別是對于部分高一的學生，其思維能力、理解力和想象力還達不到高中物理學習的要求，涉及較復(fù)雜的物理模型時，往往產(chǎn)生畏懼學習、難于接受的思想。利用現(xiàn)代化教學軟件的輔助教學可以幫助學生理解抽象的物理過程、鍛煉學生的物理思維，使教師的教學產(chǎn)生事半功倍的效果。更為重要的是，現(xiàn)代化教學軟件在物理中的使用，可以極大的增加學生學習物理的興趣、培養(yǎng)學生的物理內(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

[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)導體桿動生電動勢產(chǎn)生的幾種情況為例[J]. 物理教學探討， 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[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，研究方向為物理課程與教學;

通訊作者：何鵬（1992-），男，碩士，研究方向為物理教學與物理核心素養(yǎng)。