GeoGebra軟件在一道物理習題上的簡單應用

葉孝權 何鵬 羅鳳麗 張子艷

【摘? 要】基于GeoGebra軟件分析了一道習題中的運動情況，實現了物理情景的動態可視化。以此輔助教師進行課堂教學，幫助學生接受、理解。為高中物理教師進行知識點、習題講解提供借鑒和參考。

【關鍵詞】GeoGebra;物理模型;輔助教學;過程可視化

引言

與初中階段相比，高中物理的學習對學生思維能力和探究問題能力的要求變高。一方面，對于部分理解力和想象力較弱的學生，其對較為抽象的物理模型往往難以接受。另一方面，限于傳統的教學手段，對抽象物理模型的教學在課堂上不能得到很好的實現。隨著計算機技術的發展，多媒體技術、共享資源越來越多的用于課堂輔助教學。其中，GeoGebra軟件作為一款功能強大、操作簡單、可視性強的免費的數學軟件，可以很好的利用到高中物理的教學中。本文以一道典型的物理習題為例進行簡單的開發和應用，達到幫助師生“撥云見日”實現真正理解的目的。

1.一道習題

直角三角板ABC的邊長BC=a，AC=b，開始時，斜邊AB靠在y軸上，B與坐標原點O重合，今使A點單調地沿y軸負方向朝O點移動，B點單調地沿x軸正方向移動。A運動到原點O時，求C點通過的路程是多少？

幾乎所有參考書上的解法分析如下：

此題考查了相似三角形的性質和判定以及勾股定理等知識，有利于培養學生的動手能力和空間思維能力。通過對筆者三個教學班得分情況的分析，此題得分率幾近為0。答題時學生沒有抽象出實際的物理過程，思維能力不足，也沒有利用三角板去模擬此題的運動情景，導致無法下筆解答或是憑空認為C點的軌跡是一段圓弧來進行計算導致結果差之千里。

2.過程可視化

在習題講解后，學生困惑于解答中的數學證明而忽略了對此題物理模型中運動過程的分析。許多學生在現有的思維理解能力的基礎上，對C點實際的運動軌跡仍有疑惑，而通過強行講授數學證明得到的結論不利于學生的理解和物理思維的培養。利用GeoGebra軟件，可以模擬題中的運動情景，將C點實際的運動情況動態的展示給學生，從而讓學生看的清楚、想的明白。

GeoGebra的用戶界面主要包含菜單欄、工具欄、代數區、作圖區、作圖過程導航條以及命令輸入框。

通過對整個運動過程的動態模擬，可以清晰得到C點的運動軌跡并進行實時記錄。具體操作為：

演示時可以通過拖動三角形上的固定點A，觀察C點從①到④的實際軌跡，同時也可以用不同的線型、顏色來標記運動的軌跡。對整個過程，可以導出C點運動的慢放視頻來展示使得學生有更直觀的了解，從而使其從復雜的數學證明中轉移到題中考查的物理思維上來。以此為前提，教師在講解上會更加自然，學生們更易于接受。

3.小結

對于高中物理的教學工作，首先值得關注的是學生對學習物理的興趣和對重難點知識的接受度。特別是對于部分高一的學生，其思維能力、理解力和想象力還達不到高中物理學習的要求，涉及較復雜的物理模型時，往往產生畏懼學習、難于接受的思想。利用現代化教學軟件的輔助教學可以幫助學生理解抽象的物理過程、鍛煉學生的物理思維，使教師的教學產生事半功倍的效果。更為重要的是，現代化教學軟件在物理中的使用，可以極大的增加學生學習物理的興趣、培養學生的物理內涵。本文的工作僅僅是現代化教育技術在教學中應用的一瞥，值得我們去深入探索的空間還十分巨大！

參考文獻

[1]張子艷， 葉孝權， 何鵬. 基于Mathematical的可視化應用研究—以勻質導體桿動生電動勢產生的幾種情況為例[J]. 物理教學探討， 2018， 36 （10）： 45-47.

[2]黃北京， 劉毓球. 用GeoGebra輔助高中物理微元思想的教學[J]. 物理教師， 2013， 34 （4）： 58-59.

作者簡介：葉孝權（1972-），男，本科，中教一級，研究方向為物理課程與教學;

通訊作者：何鵬（1992-），男，碩士，研究方向為物理教學與物理核心素養。