《光現象系列動畫演示》課件制作綜述

蘇守峰

第十一屆NOC活動 數字化學習工具評優 · 一等獎

特色與亮點

1.過程動態化

該課件采用幾何畫板作為制作平臺，動態地展現出了光線的位置關系、物體和像的運行變化規律，形象直觀，極大地提高了學生的學習興趣。

2.模塊化的設計

課件在設計之初就考慮到了可擴充性、可修改性和操控性，因此采用了模塊化的設計。各個模塊之間相互獨立，修改其中任何一個模塊的內容都不會對其他模塊造成影響，各模塊之間通過鏈接按鈕可以非常方便地進行切換，并且每個模塊都配有能夠根據需要隨時顯示隱藏的操作說明，操控起來非常容易上手。

3.實時、精確的度量功能

利用幾何畫板的度量功能，使物體位置在變化時，可以實時、精確地顯示出物距、像距和像的大小，使學生更容易進行比較，加深了對成像規律的理解。

4.使用方式靈活

本課件既可以作為教師的課堂展示工具，也可以作為學生一對一的自學學習工具，還可以作為學生探究物理現象的平臺，使用方式非常靈活。

制作背景

《光現象系列動畫演示》是根據人教版《初中物理》八年級上冊《光現象》內容設計制作的。在日常的教學中，遇到了很多困難。例如，在探究凸透鏡成像規律時，物體經過凸透鏡成放大的像和縮小的像可以很容易比較出來，但在2倍焦距處成倒立等大實像的結論卻很難通過實驗得出，因為根據現有的實驗器材，很難準確定位物體和像等大時的位置。又如，學生在理解凸透鏡的匯聚作用和凹透鏡的發散作用時，總是錯誤地以為使光線交于一點的才是匯聚作用。再如，讓學生課下進行預習時由于缺乏實驗器材，很難達到預期的實驗效果。為了解決這些教學中的實際困難，我設計制作了這個課件。

設計思路及內容結構

1.平面鏡成像動態演示

利用物體經過平面鏡所成的像是物體發出（或反射）的光經過平面鏡反射后的反射光線的反向延長線的交點這一嚴格的幾何關系，通過幾何畫板方便的繪圖功能，我做出了物體通過平面鏡所成的像，再利用幾何畫板的度量功能，度量出物體和像的長度（如圖1）。由于嚴格遵守了成像過程中的幾何位置關系，在拖拽物體進行位置和大小變化時，像也隨之發生變化，并通過度量結果實時地將物體的大小、像的大小、像距和物距顯示出來，通過動態變化，形象直觀地再現平面鏡成像的過程和特點，加深了學生對平面鏡成像規律的理解。

2.三棱鏡對光的作用

利用幾何畫板構建一個可通過拖拽點來改變角度的圓心角作為光線在折射過程中的偏折角度，通過點的移動構建出入射光線和折射光線，從而實現通過拖拽改變折射率進而改變折射程度、動態演示光源發出光線進入三棱鏡和從三棱鏡進入空氣的過程，還可以通過拖拽光源的位置使入射光線做出改變（如上頁圖2），整個折射過程形象直觀，使學生更清晰地認識到三棱鏡總是使光線向底部偏折。

3.凸透鏡對光線的作用

在日常的教學中，學生總是錯誤地認為凸透鏡對光線的會聚作用就是使光線交于一點。為了糾正學生的這一錯誤認識，我根據折射規律做出光線經過凸透鏡后的折射光線，并做出能夠通過按鈕靈活顯示或隱藏的光沿直線傳播時的光路圖（如圖3）。通過拖動光源的位置，動態改變入射光線的方向，使學生通過對比意識到：不管是否相交，只要是與光沿直線傳播時相比較彼此靠近了就是會聚作用。

4.凸透鏡成像規律

在日常的教學中，由于受實驗條件的限制，人眼很難準確定位物體與像等大的位置，因此學生在探究凸透鏡成像實驗時，想通過實驗得出物體在2倍焦距處成倒立、等大的實像的結論有一定的難度。于是，我利用平行于主光軸的光線經過凸透鏡后過焦點和過光心的光線傳播方向不變的規律，通過幾何畫板的作圖功能做出了物體經過凸透鏡后所成的像；利用幾何畫板的度量功能實時顯示物體的長度、像的長度、物距、像距；通過點到點的移動按鈕，實現物體靠近凸透鏡和遠離凸透鏡時物距、像距和像的動態變化，使學生不但能夠借助度量顯示精確定位物體經過凸透鏡成倒立、等大的實像的位置，還使學生形象地感受到了物體靠近凸透鏡和遠離凸透鏡時像的連續性的變化（如圖4）。為了克服動畫按鈕控制時變化過快的不足，本模塊還增加了拖動物體到任意位置，從而觀察成像情況的功能。

5.凹透鏡對光線的作用

在日常的教學中，學生對凹透鏡的發散作用理解不透徹，總是錯誤地認為只要使光線透過透鏡后交于一點的就不可能是凹透鏡。鑒于學生的這種錯誤認識，我根據折射規律做出光線經過凹透鏡后的折射光線，并做出能夠通過顯示、隱藏按鈕靈活顯示沒有凹透鏡時光沿直線傳播的光路圖，通過拖動光源的位置，動態改變入射光線的方向（如圖5），使學生通過對比意識到：不管是否相交，只要是與沒有凹透鏡光沿直線傳播時相比較彼此遠離了就是發散作用。

6.水中物體折射成虛像

在日常教學中，有些學生對看到的水中的物體不是物體的本身而是由于折射而形成的物體的虛像不理解，所以我利用幾何畫板的作圖功能做出水中物體發出（或反射）的光線進入空氣中發生折射，人眼沿折射光線成虛像的過程。再通過點的移動動畫把這一過程動態化，使其更形象、直觀，從而更好地幫助學生理解了這一過程（如圖6）。

7.水位報警器

本模塊是由一個光學題目演化而來的，我在日常教學中發現，學生在做這個題目時很難想象出報警器報警時的情形。為了幫助學生理解題目，我利用矩形的內部模擬液體，通過點的移動來控制水面的漲落，根據光的反射定律做出從光源發出的光線經過水面的反射后射到光電屏的過程，從而實現了用按鈕控制的漲水、落水時光束的動態變化過程，形象直觀，會收到意想不到的教學效果。

評價與反思

本課件在模塊化設計和變化過程動態化方面做了大膽的探索，較好地利用了幾何畫板制作平臺的特點，將光線變化過程中嚴格的幾何關系動態化地展現給了學生，形象直觀，極大地調動了學生學習的積極性，無論是作為教師的課堂展示工具還是作為學生一對一的自主學習的工具都取得了良好的效果。

反思整個課件，在一些細節處理方面還有待于進一步完善，如點擊按鈕后，按鈕會反色顯示影響整體的美觀，另外內容模塊還有待于擴展。

幕前幕后

一個偶然的機會，我接觸到了幾何畫板，從一開始比對著教程一步步地練習到嘗試著構思、制作自己的課件，再到完美地展示我的課件、得到評委的認可，在每一次驚喜、進步中收獲著喜悅。

2013年，我的《光現象系列動畫演示》課件，經過淄川區和淄博市的層層選拔，一路過關斬將，有幸參加了第十一屆全國中小學信息技術創新與實踐活動的數字化學習工具評優的賽項。在現場答辯前，我非常緊張，但當我看著評委們自然、平和地與選手們進行交流和探討，聽著評委老師對前面參賽選手平易近人的點評后，才發現評委老師們并不是我想象的那樣高高在上。輪到我答辯時，我甚至沒有任何緊張的感覺，就順利地完成了課件的展示。在提問階段，專家評委們還給我提出了許多專業性較強的中肯意見，為我進一步修改、制作課件指明了方向。

活動期間，通過與評委老師、參賽選手的交流，使我認識到，一個多媒體學習工具的優秀與否，不在于運用的技術有多高超、視覺效果多么華麗，而在于有沒有更好地貼近課堂、貼近學生，能不能更好地為教學服務、為學生的學習服務。

真誠地感謝活動組織者給我這樣一次機會，使我的教育生涯中多了一次收獲頗豐的人生經歷。

評委印象

《光現象》在新課程標準中屬于“運動及其相互作用”方面的內容，這節部分內容的重、難點是要求學生通過實驗了解和掌握光學知識。在實際教學中，由于缺乏實驗器材等方面的原因，很難達到預期的實驗效果。蘇老師所制作的《光現象系列動畫演示》課件，很好地突破了這個難點。該課件有以下的一些優點：

印象一：動態效果好。該工具能動態地展現出光線的位置關系、物體和像的運行變化規律。一個優秀的課件首先就要能引起學生的學習興趣，課件中生動形象的動態效果極大地調動了學生學習的積極性、能動性和創造性，激發了學生的學習興趣。

印象二：可擴展性強。它具有可擴充性、可修改性和易操控性的特點。課件的可擴展性設計非常重要，它會直接影響課件的生命力，一個好的課件應該是能讓每位使用者能在課件中加入自己的東西或除去自己不喜歡的內容，該課件在這方面就做得很好。

印象三：課件使用方便靈活。該課件既可以作為教師的課堂展示工具，也可以作為學生一對一的自學學習工具，還可以作為學生探究物理現象的平臺，使用方式非常靈活。

當然也有需改進的地方，在一些細節方面做得不是很好。例如，課件的美觀性不夠，課件模塊不夠豐富；另外，作為一個幾何畫板課件來說，課件制作技術方面還有待提高。但總的來說，無論是對教師還是對學生，《光現象》學習工具不失為一個優秀的教與學的工具。

（盤俊春 NOC活動評委/廣西賀州高級中學）