施金妹

為提高教學(xué)績(jī)效，將知識(shí)點(diǎn)化難為簡(jiǎn)，引導(dǎo)學(xué)生更好更快更直觀的認(rèn)識(shí)光的折射過程等抽象實(shí)驗(yàn)，除了有堅(jiān)實(shí)的教學(xué)知識(shí)外，巧妙的運(yùn)用信息技術(shù)制作相對(duì)應(yīng)的課件已經(jīng)成為當(dāng)代教師迫切要解決的問題。

【關(guān)鍵詞】幾何畫板 理念 流程

《幾何畫板》軟件是由美國(guó)Key Curriculum Press公司制作并出版的優(yōu)秀教育軟件。適用于數(shù)學(xué)、平面幾何、物理的矢量分析、作圖，函數(shù)作圖。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，是教師制作課件的“利劍”。

1 設(shè)計(jì)理念

幾何畫板具備了當(dāng)代課程設(shè)計(jì)理念所要求的“具有現(xiàn)實(shí)性、趣味性、富有挑戰(zhàn)性”。而且可以演示給學(xué)生看光學(xué)中各種現(xiàn)象的形成過程，所以采用幾何畫板來設(shè)計(jì)光學(xué)課件，可以提高學(xué)生的視覺沖擊，達(dá)到更加直觀的效果；并且將光學(xué)的教學(xué)內(nèi)容一步步加深的，更適合把題目和內(nèi)容由實(shí)物投影逐層展示給學(xué)生，讓學(xué)生的思維一步一步的到提升和鍛煉，讓學(xué)生有“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”的感覺，本文基于該設(shè)計(jì)理念下，為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生在問題的啟發(fā)誘導(dǎo)下完成相對(duì)應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，打破傳統(tǒng)教學(xué)課件模式，突出生動(dòng)、形象、活躍課堂氛圍。

2 設(shè)計(jì)流程

運(yùn)用該軟件設(shè)計(jì)制作課件，如“折射光線”制作過程一般如下：

（1）新建畫板，在畫板中間畫一條直線，代表介質(zhì)分界面。

（2）選擇菜單【圖表】-【新建參數(shù)】，建立兩個(gè)折射率的參數(shù)n1、n2。注意單位設(shè)定為“無”。

（3）在直線上適當(dāng)位置取一點(diǎn)，記做O，作為光線的入射點(diǎn)。計(jì)算n1×1厘米，n2×1厘米。

（4）以O(shè)點(diǎn)為圓心，分別以兩個(gè)計(jì)算結(jié)果為半徑做圓。方法是：選中O點(diǎn)和計(jì)算結(jié)果n1×1厘米，選擇菜單【構(gòu)造】【以圓心和半徑繪圓】，然后再繪以n2×1厘米為半徑的圓。

（5）以O(shè)為一端點(diǎn)，作射線OB，如圖1所示。這樣我們就規(guī)定了光線是由直線上面的介質(zhì)射入下面的介質(zhì)，上面的介質(zhì)折射率為n1，下面的介質(zhì)折射率為n2。

（6）用“選擇”工具選中O、B兩點(diǎn)，選擇菜單【構(gòu)造】-【直線】，以O(shè)B兩點(diǎn)構(gòu)造一條直線，并顯示為虛線。用鼠標(biāo)單擊虛線與半徑為n1×1厘米的圓的相交處，確定兩者的交點(diǎn)。

（7）選中6中得到的交點(diǎn)和表示界面的直線，選擇菜單【構(gòu)造】-【垂線】，作過交點(diǎn)垂直界面的直線，并確定該直線與半徑為n2×1厘米的圓的交點(diǎn)，記做C點(diǎn)。

（8）選中O、C兩點(diǎn)，構(gòu)造以O(shè)為端點(diǎn)的射線。

（9）隱藏虛線，并將入射光線和折射光線標(biāo)上箭頭，即完成基本作圖，如圖2所示?？梢酝蟿?dòng)B點(diǎn)，任意改變?nèi)肷涔饩€的角度，也可以任意輸入兩個(gè)折射率值，觀察折射光線的變化。

（10）將O點(diǎn)水平方向移動(dòng)4厘米到O點(diǎn)。以O(shè)為圓心，O點(diǎn)為圓周上一點(diǎn)做圓，方法是：將O點(diǎn)確定為中心，選中O、O兩點(diǎn)，選擇菜單“構(gòu)造-以圓和圓周上點(diǎn)繪圓”。

（11）在新構(gòu)造的圓和界面線的另一個(gè)交點(diǎn)處單擊鼠標(biāo)，以確定交點(diǎn)，記做E。依次選中點(diǎn)E、圓周和點(diǎn)O，選擇菜單【構(gòu)造】-【圓上的弧】，構(gòu)造出一個(gè)半圓，隱藏整圓。

（12）選中圓弧，并選擇菜單【構(gòu)造】-【弧內(nèi)部】-【扇形內(nèi)部】，填充半圓的內(nèi)部，通過顯示菜單設(shè)定適當(dāng)?shù)念伾?。隱藏不必要的顯示。

（13）利用角度標(biāo)記工具分別標(biāo)記初入射角和折射角（方法類似于箭頭工具的應(yīng)用），角度標(biāo)記工具的制作可以參見前面的工具制作方法或者教程的基本制作部分。最終形成如圖所示的界面。

3 運(yùn)用情況

利用幾何畫板的基本功能來動(dòng)態(tài)展示教學(xué)內(nèi)容，能夠化抽象為具體，化具體為形象，因而，使教學(xué)更加直觀、生動(dòng)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效加深學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解和認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)教學(xué)的趣味性，避免或減少學(xué)生因圖形的問題而出現(xiàn)錯(cuò)誤。幾何畫板制作的光學(xué)課件在應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)是：

3.1 形象直觀

《幾何畫板》制作的課件彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)缺陷，它把實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)在屏幕上，十分方便地進(jìn)行動(dòng)態(tài)操作，最后得出透鏡成像的規(guī)律，加深了學(xué)生的印象，降低了教與學(xué)難度。

3.2 界面清爽干凈

對(duì)問題的反映直接而清楚，使課件本身對(duì)問題的闡述、剖析及對(duì)難點(diǎn)的突破顯得有效而又有針對(duì)性，使課件的作用發(fā)揮到了極限。

3.3 計(jì)算功能

由于它的強(qiáng)大計(jì)算功能，使有些數(shù)值的變化不再是原來的一些特殊值，而是變成連續(xù)值，使問題變得清楚。

3.4 控制性能好

運(yùn)算結(jié)果與動(dòng)畫控制完美結(jié)合。即可以由運(yùn)算結(jié)果來控制圖形（圖象）變化，又可以適時(shí)控制“物體”的運(yùn)動(dòng)。

3.5 交互性強(qiáng)

可以隨時(shí)調(diào)整各種參數(shù)，使物體在不同狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)以便于比較，還可以隨意控制顯示結(jié)果等，便于學(xué)生觀察不同的參數(shù)時(shí)產(chǎn)生的變化。

綜上所述，幾何畫板打破了傳統(tǒng)的用標(biāo)尺教學(xué)的方法，具有動(dòng)態(tài)直觀、數(shù)形結(jié)合、變化無窮的特點(diǎn)，為我們創(chuàng)設(shè)了一個(gè)生動(dòng)形象的實(shí)驗(yàn)室，提供了一個(gè)理想“做光”的物理環(huán)境。學(xué)生可以從“聽”進(jìn)入“看”再轉(zhuǎn)變成“做”的過程，充分體驗(yàn)以研究者的方式，參與發(fā)現(xiàn)、探索在內(nèi)的獲得知識(shí)的全過程，從而使得學(xué)生更好更快地更新鞏固自己學(xué)習(xí)的知識(shí)體系，進(jìn)而提高教學(xué)效果，優(yōu)化教學(xué)績(jī)效。

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作者單位

海南科技職業(yè)學(xué)院 海南省?？谑?571126