文档介绍：“几何画板”在物理教学中的应用
郑婉贞
(永春华侨中学福建 362600)
“几何画板”(The Geometer′s Sketchpad)作为主要用于中学平面几何教学的工具软件,其独特的“动态几何”功能把传统的几何教学带入了一个崭新的境界。但从物理学的角度来看很多的物理规律都有其数学模型,在这里就可利用《几何画板》来模拟物理实验。可以说该软件亦是中学物理教学的“模拟实验室”。它既能为物理教师备课,讲课提供方便,也能为学生学****物理知识提供支持,是一个提高中学物理教学效率和物理教学质量的有力工具。
一、“几何画板”是营造物理实验良好情景的辅助工具
建构主义学****理论认为:“知识不是通过教师传授得到的,而是学****者在一定的情景即社会背景下,借助其他人(包括教师和学****伙伴)的帮助,利用心要的学****资料,通过意义建构的方式获得者的。”而“情景”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学****环境的四大要素。在学****的方法上,建构主义学****理论“提倡在教师指导下的,以学****者为中心的学****如何营造一个合适优良的物理学****环境,让学生在其中主动地学****物理知识、探索物理规律是物理教学成败的关键。众所周知:观察和实验是物理学的两个基本研究方法,也是物理教学的重要教学方法。实验教学既是创设情景的手段又是学****的工具和材料。用演示实验创设情境引入新课题,研究物理规律;但受条件所限,演示实验往往以点代面,以特殊代替一般,学生仍是不情愿的被动接受;因而使物理实验教学所营造的学****环境大打折扣。而“几何画板”的“动态几何”功能可以较好地克服这些不足。
1、“几何画板”可以实现一般演示或实验无法实现的效果。
展示课堂实验无法演示的宏观、微观的、极快的、极慢的物理过程。如:宇宙中天体的运动过程及规律,反映分子运动的扩散过程及布朗运动,波的叠加,光的干涉与衍射,原子结构的组成,核反应过程等等。在以上几个方面,常规教学由于受时间、空间以及实验条件的限制难以向学生提供一个直观的实验,学****得不到感性认识,理解不深。但借助于计算机可突破时间以及空间的束缚,进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,将这些物理过程展现于学生眼前,使学生认识加强,理解透彻。
完成对可以实验演示但无法揭示其本质规律的物理过程的剖析。如电学中电流的形成及其流动路径的展示,带电粒子在电场磁场中加速、偏转、回旋时所受力的动态分析,刚体碰撞过程中微小形变的分析,电磁振荡中电流方向改变、电场有和磁场能的转化,电磁波的发送与接收过程,光电效应中光子与光电子的运动,电磁感应中磁通量的变化,透镜成像等等,这些物理过程包含了大量人眼看不见的变人因素,讲妥较为困难,运用多媒体计算机,则可将这些不可见因素通过形象化的仿真和模拟来展现,如将微小形变放大,用移动箭头代表电流,用有方向的直线或曲线分别代表光线,磁感规律呈现于学生面前,起到化无形为有形、化抽象为形象,转换思维模式,降低思维难度的作用,收到事半功倍的良好教学效果。
展现思维过程。有好多物理方法、物理思维存在于人的头脑之中,不能用实验演示,仅用语言又难以描述。我们就可以借助计算机来帮助表达,如恒定电流部分,借助于鼠标通过拖拉元件就可将貌似繁杂的电路进行化简,画出直观的等效电路,从而讲解化简电路的方法。在讲运动的合成与分解时,通过将平抛运动向水平方向和竖直方向投影可说明平抛运动等效于一