◆張曉良

作者：張曉良，北京電子科技職業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)部數(shù)學(xué)教師，研究方向?yàn)閹缀萎?huà)板與數(shù)學(xué)教學(xué)（100176）。

幾何畫(huà)板軟件是由美國(guó)Key Curriculum Press公司制作并出版的一款優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教學(xué)及學(xué)習(xí)軟件。它的全名是“幾何畫(huà)板——21世紀(jì)的動(dòng)態(tài)幾何”。

自從1996年傳入中國(guó)以來(lái)，幾何畫(huà)板深受廣大數(shù)學(xué)教師的歡迎與喜愛(ài)。應(yīng)用幾何畫(huà)板軟件可以很好地解決數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)形結(jié)合的問(wèn)題。由于當(dāng)時(shí)條件的限制，幾何畫(huà)板沒(méi)有在職業(yè)院校得到普及。隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，如今多媒體技術(shù)非常普及，在職業(yè)院校的每個(gè)教室里都配備了電腦及投影設(shè)備，使得幾何畫(huà)板在數(shù)學(xué)教學(xué)中有了用武之地。

幾何畫(huà)板是一款集繪制幾何圖形、編輯圖形的動(dòng)畫(huà)軌跡于一身的軟件，其使用之方便、功能之強(qiáng)大超出使用者的想象。很多人因?yàn)樗加秒娔X空間很小，就稱其為小軟件，甚至輕視了它的功能。當(dāng)真正了解幾何畫(huà)板之后，一定會(huì)為其強(qiáng)大的功能而驚嘆的。

筆者是在2000年開(kāi)始學(xué)習(xí)、研究幾何畫(huà)板及其使用技巧的，經(jīng)過(guò)10多年的學(xué)習(xí)與使用，積累了不少的經(jīng)驗(yàn)。下面就向大家介紹一下在教學(xué)中使用過(guò)的幾何畫(huà)板課件“正弦型函數(shù)”。

正弦型函數(shù)是職業(yè)院校5年制數(shù)學(xué)教學(xué)的必修內(nèi)容，這部分內(nèi)容是學(xué)習(xí)電工電子技術(shù)的基礎(chǔ)。講解這部分內(nèi)容時(shí)，重點(diǎn)是要講解清楚正弦型函數(shù)與正弦函數(shù)圖象的關(guān)系，以及其中的參數(shù)A、ω、φ的作用。過(guò)去講這部分內(nèi)容時(shí)，教師要在課前準(zhǔn)備好多張繪制好的正弦型函數(shù)與正弦函數(shù)比較的圖象，在課上展示給學(xué)生看。這樣教學(xué)雖然也能幫助學(xué)生理解，但是不足之處是展示這些圖象時(shí)很麻煩、不便修改，而且無(wú)法看到由正弦函數(shù)變化到正弦型函數(shù)的過(guò)程。如今，利用幾何畫(huà)板制作的課件就很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。

首先，講解正弦型函數(shù)中A的作用。如圖1所示，圖1（1）顯示的是正弦型函數(shù)在A=1，ω=1，φ=0時(shí)的情形，此時(shí)的正弦型函數(shù)的圖象與正弦函數(shù)的圖象是重合的。

圖1

然后，用鼠標(biāo)單擊按鈕A=1至A=0.3，可以實(shí)現(xiàn)A取值1、2、4、0.5、0.3時(shí)正弦型函數(shù)的圖象；也可以用鼠標(biāo)拖動(dòng)圖中的A點(diǎn)自由地選擇A的取值。這樣就把正弦型函數(shù)圖象隨著A的變化而變化的過(guò)程動(dòng)態(tài)地表現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)圖1的演示，學(xué)生已經(jīng)可以歸納出正弦型函數(shù)中A的作用了。

其次，講解ω在函數(shù)中起的作用。如圖2所示，圖中虛線為正弦函數(shù)，實(shí)線為正弦型函數(shù)。在研究ω的作用時(shí)，先令A(yù)=1，ω=1，φ=0。在保持A=1，φ=0不變的情況下，通過(guò)ω取不同的數(shù)值，如ω=0.5，ω=1，ω=2，ω=3，觀察并比較它們的周期，學(xué)生很快就可以得出結(jié)論：正弦型函數(shù)在ω增大時(shí)，函數(shù)周期變小了；反之，ω減小時(shí)，函數(shù)的周期變大了。經(jīng)過(guò)教師的引導(dǎo)，學(xué)生又可以得出正弦型函數(shù)的周期與正弦函數(shù)的周期2π的關(guān)系。此時(shí)給予學(xué)生印象最為深刻的是：正弦型函數(shù)的圖象隨著ω增大或減小，是橫向的壓縮或拉長(zhǎng)的變化過(guò)程。這個(gè)演示過(guò)程只需要幾分鐘的時(shí)間，難點(diǎn)就被輕松地跨越。

圖2

圖3

最后，講解φ在函數(shù)中起的作用。在研究φ的作用時(shí)，還是先令A(yù)=1，ω=1，φ=0。此時(shí)正弦型函數(shù)與正弦函數(shù)圖象是重合的。在保持A=1不變的情況下，先演示ω=1時(shí)，正弦型函數(shù)隨著φ的變化而變化的情況；再演示ω=2的情況。如圖3所示，圖中虛線為正弦函數(shù)，實(shí)線為正弦型函數(shù)。

教師演示時(shí)，可以拖動(dòng)圖象中的φ點(diǎn)，使φ的數(shù)值由正變負(fù)，再由負(fù)變正。學(xué)生很快就發(fā)現(xiàn)“φ由0開(kāi)始增大時(shí)，圖象向左邊移動(dòng)；φ由0開(kāi)始減小時(shí)，函數(shù)圖象向右邊移動(dòng)”的規(guī)律。如果只觀看圖3（1），得出的結(jié)論是函數(shù)圖象左右移動(dòng)的距離就是|φ|；而觀察了圖3（2）后，學(xué)生才會(huì)發(fā)現(xiàn)，函數(shù)圖象向左右移動(dòng)，不但與φ有關(guān)，而且移動(dòng)的距離還與ω的大小有關(guān)。教師可以再演示一下ω=3的情形，然后學(xué)生就能發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律了。

實(shí)踐中我利用這個(gè)課件上課，學(xué)生很快就理解并掌握了正弦形函數(shù)，并且對(duì)其中的參數(shù)A、ω、φ的作用印象深刻。因?yàn)檫@些規(guī)律都是他們自己“發(fā)現(xiàn)”的。

利用幾何畫(huà)板制作的課件，能夠幫助學(xué)生理解跟多高職數(shù)學(xué)中的問(wèn)題。如函數(shù)、解析幾何、三角、向量、微積分中的很多問(wèn)題。我也制作了很多課件，希望能與大家交流。

[1]劉勝利.幾何畫(huà)板與微型課件制作[M].北京:科學(xué)出版社,2001.

[2]潘天士.中學(xué)數(shù)學(xué)課件制作與技巧[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.