在編寫教案和試卷的過程中,老師們最怕的就是繪制圖形和輸入公式。繪圖工具有很多,如Word、Windows自帶的畫圖工具及一些如Photoshop等專業繪圖軟件,但這些工具不是功能簡單就是操作復雜,筆者也曾嘗試過各種各樣的繪圖軟件,結果都以失望而告終,直到ScienceWord的出現,這些問題才迎刃而解。ScienceWord軟件提供了大量的數學、物理和化學常用的圖形,能快速創建各種數學圖形(如平面幾何、函數曲線等)、物理圖形(如光學圖、電路圖、力學示意圖等)和化學圖形(如各種分子結構等),下面筆者將通過一些具體的實例來說明它的使用方法及在教學中的應用。
● ScienceWord的主要功能及特點
ScienceWord是專業級科技文檔處理軟件。它以復雜的科技文檔為主要的處理對象,獨有的非線性編輯技術將文字、公式、圖形、曲線、曲面、邏輯圖形和空間三維圖形結合在一起,可一次性完成對文字、公式、圖形的所有編排,徹底解決了非線性文檔和線性文檔混合編輯的難題。其最大的特點就是編輯公式、圖形,就如同處理文字一樣容易。
下載并安裝好軟件(官方下載地址:http://www.novoasoft.com/),打開軟件,乍一看還以為是Word,它的界面和Word幾乎是一樣的。所以大家對它會感到特別的親切,界面如圖1所示。功能與操作上和Word差不多,這里就不再多說了。
● 利用ScienceWord繪制常用圖形
ScienceWord的功能十分強大,它能做大多數Word軟件做的工作。但這這并沒有體現出它自己的優勢,它的優勢在繪圖方面。下面將介紹它在繪圖方面獨有的功能。
1.利用ScienceWord繪制數學圖形
利用ScienceWord能夠輕松繪制平面幾何、立體幾何、解析幾何和三維曲面圖形。
案例1:繪制平面幾何圖形
ScienceWord提供的基本幾何圖形包括點、直線、橢圓、圓、三角形、矩形、圓角矩形、多邊形、手畫曲線、箭頭曲線等,這些幾何圖形在平面幾何的工具欄上可以找到,如圖2所示。ScienceWord的繪圖功能比Word要強大很多:一是它的圖形很多。二是它有與“幾何畫板”一樣的一些功能,如它能對所選中的圖形進行下一步繪圖。例如,先繪制一條線段,選中線段后就可以繪制線段的中點、線上的點、等分線段和作線段的延長線等操作。三是它能自動保持這種幾何關系,如改變三角形的形狀后,原來的中點還是中點,角平分線仍是角平分線。
案例2:繪制函數曲線
ScienceWord可以通過方程創建包括直線、三角函數曲線、二次曲線、指數/對數曲線、極坐標曲線、參數方程曲線及任意方程曲線。曲線是建立在坐標系上的,建立曲線必須先建立一個坐標系,然后通過選擇曲線方程,并在提供的參數區內鍵入參數值才能創建相關曲線。下面以繪制一個函數f(x)=cos(x)2+cos(x)為例進行講解。
首先,點擊“直角坐標系”按鈕,在正文區畫出坐標系;接著,在幾何曲線工具欄上選擇繪制任意函數模板;最后,在彈出的對話框中設定好參數,確認即可在坐標系上畫出所需曲線(如圖3)。
利用ScienceWord還可以輕松繪制立體幾何圖形、三維曲面圖形和參數方程圖形,這些功能比“幾何畫板”更強大,限于篇幅,這里就不再舉例,大家自己可以試試去繪圖。
2.利用ScienceWord繪制理化圖形
ScienceWord提供了大量物理電路、光學儀器、化學分子式和化學器件等圖形。它能幫助我們輕松地繪制出想要的圖形。下面舉兩個例子說明。
案例3:繪制物理圖形
物理圖形是由各個物理元器件及各種連接線組合連接而成的。其中,物理元器件包括力學、電磁學、光學等。單擊“繪圖”按鈕會彈出圖形選項框,如圖4所示。
如果打算繪制一個光學圖,首先,在繪圖工具中選擇好“光源”、“凸透鏡”,把它們拉到正文區,雙擊圖形可以設置相關的屬性,如設置太陽為紅色等;接著,單擊“連續操作開關”,在繪圖工具中選擇“光線”,開啟連續操作,繪制出光線;最后,調整好各圖形的位置即可(如圖5)。整個過程不到一分鐘,十分快捷和方便。
案例4:繪制化學圖形
ScienceWord提供了繪制化學實驗裝置所需要的幾乎所有的化學元器件圖形和化學分子模型,如圖6所示。
如果想繪制一個化學實驗圖(以生成乙酸乙酯的反應為例)。首先,從化學器件庫中拉出我們要的圖形;接著,設置好每個圖形的屬性,如酒精燈的液體顏色等屬性,試管的屬性等;最后調整好各圖形的位置即可,圖7為完成的效果圖。
值得一提的是,每個圖形都有相應的屬性設置。例如,像試管就有“輪廓”、“填充”、“旋轉”等屬性,“填充”又包括背景、液體和塞子的填充,填充的類型又有多種樣式可以選擇,極大地豐富了圖形的種類。
● 利用ScienceWord制作動畫課件
大家可能想不到,ScienceWord也可以像“幾何畫板”一樣做動畫,它可以將方程表達式中的系數和常數用參數變量來替代,繪制相應的函數曲線。當這些參數變量發生變化時,函數曲線隨之變化,從而直觀地展現出曲線的動態變化效果,反映出各參數與函數曲線的關系,能夠讓學生加深對各種函數曲線的理解。
案例5:制作動態函數課件
在ScienceWord中可以建立自變量和函數變量,我們可以通過繪制一個“變點”的方法,使函數動態化,這與“幾何畫板”類似。
首先,繪制一個直角坐標系,并新建一個自變量和一個函數變量,分別命名為“自變量1”和“變量2”,其中在函數變量“變量2”中的函數設置為f(x)=x*sin(x),自變量“x”設置為“自變量1”,如圖8所示;接著,單擊“由變量決定坐標的點”按鈕,選擇“自變量1”為橫坐標、“變量2”為縱坐標,完成后會產生一個變點;最后,選中“自變量1”,執行“插入控制按鈕運動按鈕”,此時會產生一個動畫按鈕,調整各圖形的位置即可。最終效果如圖9所示。當單擊動畫按鈕時,變點就會隨著變量的改變而改變,變點的運動軌跡就是函數的圖像。
限于篇幅,其他如度量、變換等更多的功能的應用就不再贅述,總而言之,ScienceWord是一個非常好且功能強大的數理化繪圖工具,也是一個不錯的動態曲線演示工具。