GeoGebra在高中物理教學中的應用

張巧麗

摘? 要：物理學識具有較強的邏輯性、推理性，需要學生站在實際的角度上思考問題，掌握物理研究的技巧和思維，具有較高的學習難度。結合高中物理的特點和現階段學生的主要技能，借助現代化工具幫助學生理解教材中較為抽象的知識和模式，如GeoGebra，將靜態的要點通過軟件轉變為動態的過程。本文結合GeoGebra軟件在教學中的優勢，淺談當前高中物理教育的現狀，提出相關的優化方案，以供各位教師參考。

關鍵詞：GeoGebra；高中物理；應用策略

引言

在新時代的背景下，改變了常規的教育形式，改革和優化教育的各個方面，如輔導方法、課堂活動、評價內容等。在新課程改革中，注重學生的綜合發展，合理利用多種現代化教育工具，開展豐富多彩的實踐活動，鍛煉學生的學習技能和解決問題的技能，逐漸形成學生主動索取的教育局面，轉變過去“你說我聽”的課堂景象，增強學生的核心素養，鍛提升學生的創新精神。在GeoGebra軟件中，將教材中地還原出來，彌補傳統教育思維不足，讓學生直觀地觀察無慮規律，幫助學生理解知識難點。

1小船過河

小船過河是運動過程中的經典模型，主要考察“最短時間”和“最短距離”兩方面。“最短時間”需要學生根據題目中小船實際運行的速度和水流運行的速度進行分類討論，不同的情況運用不同的知識，靈活使用知識要點，如果船速小于水速的時候，求解小船運行的最短距離，具有一定的難度，是很多學生比較頭疼的問題。應用GeoGebra軟件，輸入動態數據，讓學生直觀地看到小船在不同情況中的運行狀況，改變不同的運行角度引導學生探索深層次的知識。當小船的速度大于水流的速度時，小船行駛的最短距離為河面的寬度；當小船的速度小于水流的速度時，小船與河岸的角度為v船/v水的時候行駛距離最短[1]。

在GeoGebra軟件中使用交點工具，繪制x軸、y軸為小船運行的軌跡，初始點為（0，0），假設y=10為河面的寬度，建立小船過河模型。運用滑動條工具，建立三條動態數據，即“水速”“船在靜水中的速度”“船頭與河岸角度α”[2]。在指定的位置上輸入水速（B，0），組建初始點和水速之間的向量，用V水表示。發送運行指令為（水速，小船在靜水中的運行速度），以水速為圓心，制作小船在靜水中勻速為半徑的圓形圖案，運用交點功能，觀察圓形與河岸的交點。發送旋轉指令，找到旋轉點，連接水速和旋轉點，以V船為代表，建立平行四邊形。連接初始點和旋轉點，以V實代表。使用射線功能，使初始點和旋轉點的向量相交于河岸，即為河岸交點，連接初始點與河岸交點，這條線就代表小船的實際位移[3]。運用距離工具，衡量初始點與河岸交點的長度，使用角工具，計算初始點、旋轉點、水速之間的角度，讓學生觀察三者之間的關系。再次輸入指令t=d/（v船sin（α）），引導學生利用極端公式計算小船過河的時間，拖動角度α，改變小船與河岸的角度，較為真實地展現出小船過河的各種情況。

2皮帶傳送

線速度和角速度的關系是圓周運動的重點內容，需要掌握軸轉動物體、皮帶傳動物體、齒輪傳送物體的主要特征，靈活運用知識點同軸轉動物體、角速度大小相等、線速度大小相等等知識要點。單獨學習線速度和角速度的知識時較為容易，但是組合模型讓很多學生望而卻步，導致很多學生無法掌握線速度和角速度之間的關系。運用GeoGebra軟件模擬出同軸轉動和皮帶轉型的過程，將教材中的案例還原出來，使學生直觀地觀察物品的運動情況，提高學生的學習興致。在軟件中制作傳動模型，采取兩個同心圓的主動輪和一個相離圓地從動輪，采取線段工具連接兩個輪子的切點，模式出皮帶運行的形式，應用皮帶勻速傳統的特點，使用度量工具測量出主動輪的運行軌跡，運用弧度轉化公式，求出另一個輪旋轉的角度，繪制出動輪上的運動點。

使用滑動條工具，應用三條不同的滑動條，即r1、r2、r3，表示出不同皮帶輪的大小和弧度。應用圓心與半徑工具，繪制出半徑為r1、r2、r3的圓形，帶邊三個不同的皮帶輪，其中r1、r3為同心圓，r2為相離圓。使用單切工具，連接半徑為r1、r2圓形的四條切點，利用交點工具做出兩個圓形的切點，然后使用線段工具連接多線段，表示皮帶。在主動輪上任意去一點A，連接A與同心圓的圓心，相較于同心圓上的一點B。使用圓弧工具，以同心圓的圓心、主動輪與皮帶切點、A為三點，繪制出圓弧。使用距離模型，測量圓弧長度，用a表示，使用公式α=（180a/πr2）°，計算出主動輪轉動的軌跡長度與從動輪轉動的角度關系。使用旋轉功能，選取從動輪上任意一點，以從動輪的圓心逆時針旋轉為β度，形成C點。最后開啟GeoGebra軟件中動畫效果，模擬出A、B、C的運動情況。

結語

綜上所述，GeoGebra軟件有效彌補傳統課堂教育的不足，增加學生實際操作的空間，在實踐中探索物理知識的規律，落實可視化的教育理念，逐漸消除學生的理解障礙，引導學生對深層次的知識進行探索，慢慢形成較為系統的知識脈絡，找到物理學習的極強，從而增強學社鞥的核心素養。在課堂中利用信息技術的優勢，創建趣味教育情境，激發學生的好奇心和探索欲，引導學生運用已學習的知識解決生活中的物理問題，提高學生的自信心，擴大物理教育的影響力。

參考文獻：

[1]陶善良.智能設備助力現代化課堂——探析智能手機在高中物理教學中的應用[J].數理化解題研究，2023（03）：68-70.

[2]王偉朋.GeoGebra軟件在高中物理教學中的應用——以動態演示帶電粒子在速度選擇器中的偏轉為例[J].物理通報，2022（06）：142-146.

[3]明翔宇，陳俊.在“雙新”背景下，例談Geogebra軟件在高中物理教學中的應用[J].物理教學，2022，44（04）：22-26.