返回湘西教育e网首页>>

博客博客天地
论坛教育论坛
日记学生日记

您现在位于:首页教育技术 → 学科整合 → 浏览:用《几何画板》改进高中物理难点的...
2018年02月22日星期四
 学科整合
 推荐文章
 热门文章
 信息技术
 学科整合
 远程教育
 课件制作
 本类热门文章
 湖南省中小学教师继...
 中小学电脑报征稿函
 2010年湖南省中...
 我国中小学Intern...
 2009年全省中小...
 关于组织参加2009...
 教育部要求中小学装...
 教师水平决定农村远...
 关于组织参加2011...
 面对网络游戏,教育...
 本类推荐文章
 多媒体文件的格式类...
 用《几何画板》改进...
 推行网络信息教学,...
 教师水平决定农村远...
 教育信息化时代教师...
 中美教育技术比较研...
 PowerPoint...
 用PowerPoint...
 信息技术与课程整合...
 试论信息技术与课程...
 文章浏览
用《几何画板》改进高中物理难点的教学
出处: 作者: 湘西教育教学信息网 2006年08月28日
  在探索如何用计算机辅助教学的热潮中,笔者与众多教师们一起,在全国中小学计算机教育研究中心的引导下,尝试了用《几何画板》制作高中物理教学课件。经过一段时间的实践,深深感到《几何画板》做出的课件很适合用于改进高中物理难点的教学。虽说《几何画板》也不是万能,但是它在由函数牵动动画的功能上独具一格,使做出来的物理课件既似模拟实验又可以量化地研究问题,源于实验而胜于实验。教师和学生可以在课件上进行物理实验的延伸,探索物理条件逐渐变化后的未知结果,用以探讨一定难度的练习题。充分体现了计算机在实验与理论之间搭桥的辅助教学作用。 

  由于《几何画板》课件在人机对话时只用鼠标操作,直接拖动表示某个量的点,而不需要掌握计算机专用术语和键盘操作,因此专心于物理知识而缺少计算机知识的师生也很容易操作。在使用《几何画板》辅助教学的课堂上,无论是学生还是来听课的老师,都感觉不到是为显示计算机而用计算机,而是在很容易理解的物理图景面前,大家都沉浸在思考的气氛之中。 

  计算机辅助教学的理论认为,由于教学过程不能缺少教师对学生的思想教育和情感作用,也就是教师的主导作用应与学生的主体作用并举。所以探讨多媒体教学并不是要用计算机完全取代教师,而是要利用计算机的优越功能,改进教学的模式,使教师和学生都能在课件平台上发挥作用。《几何画板》做出来的物理课件就是能起到这样的平台作用。下面举例说明这些功能。 

  首先,《几何画板》课件并不是简单地模拟物理现象,而是可以通过连续改变某些参量,量化地探讨问题的答案。 

  以受力分析为例。对于高中刚开始学习力学的学生来说,受力分析是第一个难点,演示实验可以使学生理解和接受各个力学的规律。但一遇到具体问题时,要把各条规律联系起来考虑,就不容易明白了。 

  例如:重100牛的物体置于水平面上,它与水平面间的滑动摩擦系数为 。使它沿水平面作匀速直线运动,至少加多大的力? 

  学生往往简单地认为沿水平拉,只要刚好克服最大静摩擦力就行了。这时打开用《几何画板》做的、名为“受力物1”的课件,按条件设定物体重力和摩擦系数的大小,再用鼠标改动拉力的大小和方向,即可发现,拉力与水平成300仰角时,使物体刚好开始产生加速度(例如a=0.01m/s2)所需的力是最小的。而沿其它方向拉物体时所用的力都要大些。为什么会有这个结果呢?学生看了在课件上的“试验”,不但看到准确结果,还同时看到随着拉力方向的改变,支持力是怎样变的,由此引起摩擦力是怎样变。这是真实实验中看不到的,因为在真实实验中很难准确控制摩擦系数的大小。学生看了课件上的“试验”后,就容易想出原因,因而激发出探索的积极性。随后,在老师的引导下,根据已学知识列出方程组,联立解得最小拉力为F=μGcos300/[cos(300-θ)]。从式子也看出当θ=300时,因分母最大,所以F有最小值。这样,学生就理解了理论推算的实际意义了。 

  可见《几何画板》课件并不是简单地显示物体的受力情况,而是可以象做真实验那样,把受力条件改来改去,量化地探索问题的答案。笔者曾在一节习题课上用这一课件连续地探索了六道习题,把本来很抽象的问题显示为很简单直观。教学过程老师的语言不多,学生很容易看到答案,因此思路很明确,课堂气氛平静而令人深思。学生们在教研座谈会上都说这种教法很好,希望多用这种教法。 

  其次,《几何画板》课件可以按照物理公式来设定动画,所以演示的结果比真实实验还要准确,因此教师无需以“误差影响”来修饰实验结果。 

  以匀变速运动的教学为例,两个质点作同向或相向运动。当两质点的初速度、加速度有什么关系时,两质点会在什么时间、什么位置相遇?相遇的次数是多少?打开“变速追赶”课件,按题目条件设定初速度和加速度的大小和方向,双击“运动”框,两质点就严格按照匀变速运动规律运动起来,相遇时间和地点都丝毫不差。也可以慢慢改变运动时间,逐秒观察质点的位移和瞬时速度,比看真实实验还清楚。 

  由于在真实实验中很难控制速度和加速度的大小,也就无法用真实实验来演示这类问题,使这类问题显得比较抽象。现在用《几何画板》课件演示这类问题,由抽象变为直观,教学就不那么难了。 

  再以动量的教学为例,两个球相碰,若动能没有损失,应该是完全弹性碰撞。那么两球的末速度如何?在什么条件下会出现反弹?在什么条件下会出现交换速度?大球撞小球是怎样的?小球撞大球又是怎样的?若动能损失最大,应该是完全非弹性碰撞,那么碰后两球是否必定会粘在一起?若动能损失不多不少,介于两种极端情形之间,两球的末速度是怎样的呢?在做完真实的完全弹性和非弹性碰撞的演示实验后,打开“两球碰撞”课件,在重演实验的基础上延伸实验,动画和测量值完全符合公式计算结果,不用修饰误差,很容易说明结论。然后让学生分析具体题目,就不用再作很多的推论分析和提示,学生就能找出正确答案。这样的教学,效率显然比常规教学法要高得多。 

  第三,《几何画板》描绘轨迹的功能很强。在高中物理教学中,是经常要描绘质点的运动轨迹,但却无法做演示实验。这时若用《几何画板》课件模拟实验,以弥补演示实验的不足,显然是最好的了。例如在运动学中有这样一个无法用实验来演示的题目:两个互成角度为θ(θ≠00和1800)的初速不为零的匀加速直线运动,其合运动可能是:( ) 

A,匀变速曲线运动 B,匀变速直线运动 

C,非匀变速曲线运动 D,非匀变速直线运动 

  回答这一题的关键,是要理解产生直线运动与产生曲线运动的条件:物体初速度的方向与加速度的方向如果在同一直线上,物体就作直线运动;不在同一直线上,物体就作曲线运动。还要理解两个恒定加速度合成后仍是恒定的加速度。老师要全面讲清楚这题,就要列举各种情况,逐个作图分析,判断运动轨迹是否是曲线?由于学生看不到演示实验,所以感觉此题有一定的难度。这时可以打开“运动合成”课件,分别设定两个分运动的初速度和加速度,再改变两个分运动方向之间的夹角,就可以看到各种形状的轨迹了。当慢慢改变某一个量时,轨迹形状是逐渐演变的,因此很容易理解。 

  也可以利用这一课件研究小船渡河运动问题。设一个分运动是沿水平向右匀速的,表示河水的运动。另一个分运动是指向画面上方,表示小船向着对岸行驶。若小船是匀速的,可以从显示的测量值对比发现:小船垂直指向对岸行驶时所用时间最短,但路程不是最短。若小船是匀加速的,可以看到小船的轨迹呈抛物线。 

  还可以利用这一课件研究斜抛运动。设一个分运动是水平向右匀速的,另一个分运动是竖直向上匀减速的,就可以看到斜抛运动的轨迹。如果改设一个分运动是斜向上的匀速运动,另一个分运动是初速为零的匀加速竖直下落运动,也同样可以看到斜抛运动的轨迹。可见斜抛运动可以有两种分解方法。 

  又例如电磁学中的速度选择器,带电粒子垂直射入复合的匀强电场和匀强磁场中。电场和磁场的方向是互相垂直的,电场力是恒定的,但磁场力是随速度大小和方向而改变,因此受力情况很复杂,使得带电粒子运动轨迹的形状也很复杂。在中学,这也是无法做实验来演示的。这时打开“电磁偏转”课件,任意改变带电粒子的质量、电量和初速度,改变电场强度的大小和方向,改变磁感应强度的大小和方向,就可以看到各种条件下的运动轨迹了。有时是直线的,有时是抛物线的,有时是圆形的,有时是摆线形的,有时是叶形的。再双击“显示力”和“显示速度”框,就可以看到带电粒子在各时刻的速度和受力。逐秒改变飞行时间,还可以看到磁场力是怎样随速度大小和方向而改变。虽然这不是真实的实验,但它显示的轨迹是严格符合物理规律的,而且比真实实验还细致清楚。在没有条件做真实实验的情况下,最好以此代替真实实验,这给教学带来极大的方便。 

  在同一课件上研究不同的问题,通过某些量的逐渐改变,看着轨迹形状的变化,就能把复杂问题简单化了。 

  此外,利用《几何画板》的函数功能,很容易制作出各种关于波动的课件,可以解决有关波动难点的教学。利用《几何画板》的作图功能,很容易作出各种光路图和透镜的课件,解决光学难点的教学。这里就不一一谈了。 

  由于物理教学有着独特的特点:通过简化了条件的物理实验,单独理解某一定律是不难的。但实际上常常要综合应用几个规律来理解某一现象,使得推论比较困难,学生往往不能只通过看物理演示实验(或从网上看模拟实验)就能解决问题。因此还需要有一些可以研究问题的平台式课件,让师生在与计算机对话中深入了解现象的延伸变化。用《几何画板》制作的物理教学课件,就相当于在物理实验与理论推想之间搭桥,或者说是演示实验的延续和补充。 

  从现有的《几何画板》物理课件来看,已经可以感觉到对高中物理难点的教学是有很大的帮助。只要更广泛地开展研究,可以相信,丰富多彩的《几何画板》物理课件将会改进高中物理难点的教学模式,使以后的学生学习高中物理不再那么难了。 
(本文已被浏览 3488 次)
上篇文章:推行网络信息教学,提高学校办学水平 〖文章打印〗
下篇文章:课件制作的常用工具 〖关闭窗口〗
→ 推荐给我的好友 → 报告错误链接 发布人:技术所
 文章评论
  ◎ 查看评论    共0条评论,每页显示5条评论   浏览所有评论
(没有相关评论)
  ◎ 发表评论
您还没有 注册登陆 本站!
关于我们 网站留言 友情链接 与我在线 管理中心 加入收藏 设为首页
湘西教育教学信息网http://info.exxedu.cn
Processed in 0.063 s, 13 queries, 22 Cache, 1 Online
湘西州教育科学研究院 版权所有: Copyright © 2005 All Rights Reserved
电子邮箱:xxeduinfo@126.com 备案序号:湘ICP备06010990号