《光现象系列动画演示》课件制作综述

苏守峰

第十一届NOC活动 数字化学习工具评优 · 一等奖

特色与亮点

1.过程动态化

该课件采用几何画板作为制作平台，动态地展现出了光线的位置关系、物体和像的运行变化规律，形象直观，极大地提高了学生的学习兴趣。

2.模块化的设计

课件在设计之初就考虑到了可扩充性、可修改性和操控性，因此采用了模块化的设计。各个模块之间相互独立，修改其中任何一个模块的内容都不会对其他模块造成影响，各模块之间通过链接按钮可以非常方便地进行切换，并且每个模块都配有能够根据需要随时显示隐藏的操作说明，操控起来非常容易上手。

3.实时、精确的度量功能

利用几何画板的度量功能，使物体位置在变化时，可以实时、精确地显示出物距、像距和像的大小，使学生更容易进行比较，加深了对成像规律的理解。

4.使用方式灵活

本课件既可以作为教师的课堂展示工具，也可以作为学生一对一的自学学习工具，还可以作为学生探究物理现象的平台，使用方式非常灵活。

制作背景

《光现象系列动画演示》是根据人教版《初中物理》八年级上册《光现象》内容设计制作的。在日常的教学中，遇到了很多困难。例如，在探究凸透镜成像规律时，物体经过凸透镜成放大的像和缩小的像可以很容易比较出来，但在2倍焦距处成倒立等大实像的结论却很难通过实验得出，因为根据现有的实验器材，很难准确定位物体和像等大时的位置。又如，学生在理解凸透镜的汇聚作用和凹透镜的发散作用时，总是错误地以为使光线交于一点的才是汇聚作用。再如，让学生课下进行预习时由于缺乏实验器材，很难达到预期的实验效果。为了解决这些教学中的实际困难，我设计制作了这个课件。

设计思路及内容结构

1.平面镜成像动态演示

利用物体经过平面镜所成的像是物体发出（或反射）的光经过平面镜反射后的反射光线的反向延长线的交点这一严格的几何关系，通过几何画板方便的绘图功能，我做出了物体通过平面镜所成的像，再利用几何画板的度量功能，度量出物体和像的长度（如图1）。由于严格遵守了成像过程中的几何位置关系，在拖拽物体进行位置和大小变化时，像也随之发生变化，并通过度量结果实时地将物体的大小、像的大小、像距和物距显示出来，通过动态变化，形象直观地再现平面镜成像的过程和特点，加深了学生对平面镜成像规律的理解。

2.三棱镜对光的作用

利用几何画板构建一个可通过拖拽点来改变角度的圆心角作为光线在折射过程中的偏折角度，通过点的移动构建出入射光线和折射光线，从而实现通过拖拽改变折射率进而改变折射程度、动态演示光源发出光线进入三棱镜和从三棱镜进入空气的过程，还可以通过拖拽光源的位置使入射光线做出改变（如上页图2），整个折射过程形象直观，使学生更清晰地认识到三棱镜总是使光线向底部偏折。

3.凸透镜对光线的作用

在日常的教学中，学生总是错误地认为凸透镜对光线的会聚作用就是使光线交于一点。为了纠正学生的这一错误认识，我根据折射规律做出光线经过凸透镜后的折射光线，并做出能够通过按钮灵活显示或隐藏的光沿直线传播时的光路图（如图3）。通过拖动光源的位置，动态改变入射光线的方向，使学生通过对比意识到：不管是否相交，只要是与光沿直线传播时相比较彼此靠近了就是会聚作用。

4.凸透镜成像规律

在日常的教学中，由于受实验条件的限制，人眼很难准确定位物体与像等大的位置，因此学生在探究凸透镜成像实验时，想通过实验得出物体在2倍焦距处成倒立、等大的实像的结论有一定的难度。于是，我利用平行于主光轴的光线经过凸透镜后过焦点和过光心的光线传播方向不变的规律，通过几何画板的作图功能做出了物体经过凸透镜后所成的像；利用几何画板的度量功能实时显示物体的长度、像的长度、物距、像距；通过点到点的移动按钮，实现物体靠近凸透镜和远离凸透镜时物距、像距和像的动态变化，使学生不但能够借助度量显示精确定位物体经过凸透镜成倒立、等大的实像的位置，还使学生形象地感受到了物体靠近凸透镜和远离凸透镜时像的连续性的变化（如图4）。为了克服动画按钮控制时变化过快的不足，本模块还增加了拖动物体到任意位置，从而观察成像情况的功能。

5.凹透镜对光线的作用

在日常的教学中，学生对凹透镜的发散作用理解不透彻，总是错误地认为只要使光线透过透镜后交于一点的就不可能是凹透镜。鉴于学生的这种错误认识，我根据折射规律做出光线经过凹透镜后的折射光线，并做出能够通过显示、隐藏按钮灵活显示没有凹透镜时光沿直线传播的光路图，通过拖动光源的位置，动态改变入射光线的方向（如图5），使学生通过对比意识到：不管是否相交，只要是与没有凹透镜光沿直线传播时相比较彼此远离了就是发散作用。

6.水中物体折射成虚像

在日常教学中，有些学生对看到的水中的物体不是物体的本身而是由于折射而形成的物体的虚像不理解，所以我利用几何画板的作图功能做出水中物体发出（或反射）的光线进入空气中发生折射，人眼沿折射光线成虚像的过程。再通过点的移动动画把这一过程动态化，使其更形象、直观，从而更好地帮助学生理解了这一过程（如图6）。

7.水位报警器

本模块是由一个光学题目演化而来的，我在日常教学中发现，学生在做这个题目时很难想象出报警器报警时的情形。为了帮助学生理解题目，我利用矩形的内部模拟液体，通过点的移动来控制水面的涨落，根据光的反射定律做出从光源发出的光线经过水面的反射后射到光电屏的过程，从而实现了用按钮控制的涨水、落水时光束的动态变化过程，形象直观，会收到意想不到的教学效果。

评价与反思

本课件在模块化设计和变化过程动态化方面做了大胆的探索，较好地利用了几何画板制作平台的特点，将光线变化过程中严格的几何关系动态化地展现给了学生，形象直观，极大地调动了学生学习的积极性，无论是作为教师的课堂展示工具还是作为学生一对一的自主学习的工具都取得了良好的效果。

反思整个课件，在一些细节处理方面还有待于进一步完善，如点击按钮后，按钮会反色显示影响整体的美观，另外内容模块还有待于扩展。

幕前幕后

一个偶然的机会，我接触到了几何画板，从一开始比对着教程一步步地练习到尝试着构思、制作自己的课件，再到完美地展示我的课件、得到评委的认可，在每一次惊喜、进步中收获着喜悦。

2013年，我的《光现象系列动画演示》课件，经过淄川区和淄博市的层层选拔，一路过关斩将，有幸参加了第十一届全国中小学信息技术创新与实践活动的数字化学习工具评优的赛项。在现场答辩前，我非常紧张，但当我看着评委们自然、平和地与选手们进行交流和探讨，听着评委老师对前面参赛选手平易近人的点评后，才发现评委老师们并不是我想象的那样高高在上。轮到我答辩时，我甚至没有任何紧张的感觉，就顺利地完成了课件的展示。在提问阶段，专家评委们还给我提出了许多专业性较强的中肯意见，为我进一步修改、制作课件指明了方向。

活动期间，通过与评委老师、参赛选手的交流，使我认识到，一个多媒体学习工具的优秀与否，不在于运用的技术有多高超、视觉效果多么华丽，而在于有没有更好地贴近课堂、贴近学生，能不能更好地为教学服务、为学生的学习服务。

真诚地感谢活动组织者给我这样一次机会，使我的教育生涯中多了一次收获颇丰的人生经历。

评委印象

《光现象》在新课程标准中属于“运动及其相互作用”方面的内容，这节部分内容的重、难点是要求学生通过实验了解和掌握光学知识。在实际教学中，由于缺乏实验器材等方面的原因，很难达到预期的实验效果。苏老师所制作的《光现象系列动画演示》课件，很好地突破了这个难点。该课件有以下的一些优点：

印象一：动态效果好。该工具能动态地展现出光线的位置关系、物体和像的运行变化规律。一个优秀的课件首先就要能引起学生的学习兴趣，课件中生动形象的动态效果极大地调动了学生学习的积极性、能动性和创造性，激发了学生的学习兴趣。

印象二：可扩展性强。它具有可扩充性、可修改性和易操控性的特点。课件的可扩展性设计非常重要，它会直接影响课件的生命力，一个好的课件应该是能让每位使用者能在课件中加入自己的东西或除去自己不喜欢的内容，该课件在这方面就做得很好。

印象三：课件使用方便灵活。该课件既可以作为教师的课堂展示工具，也可以作为学生一对一的自学学习工具，还可以作为学生探究物理现象的平台，使用方式非常灵活。

当然也有需改进的地方，在一些细节方面做得不是很好。例如，课件的美观性不够，课件模块不够丰富；另外，作为一个几何画板课件来说，课件制作技术方面还有待提高。但总的来说，无论是对教师还是对学生，《光现象》学习工具不失为一个优秀的教与学的工具。

（盘俊春 NOC活动评委/广西贺州高级中学）