GeoGebra软件在一道物理习题上的简单应用

叶孝权 何鹏 罗凤丽 张子艳

【摘  要】基于GeoGebra软件分析了一道习题中的运动情况，实现了物理情景的动态可视化。以此辅助教师进行课堂教学，帮助学生接受、理解。为高中物理教师进行知识点、习题讲解提供借鉴和参考。

【关键词】GeoGebra;物理模型;辅助教学;过程可视化

引言

与初中阶段相比，高中物理的学习对学生思维能力和探究问题能力的要求变高。一方面，对于部分理解力和想象力较弱的学生，其对较为抽象的物理模型往往难以接受。另一方面，限于传统的教学手段，对抽象物理模型的教学在课堂上不能得到很好的实现。随着计算机技术的发展，多媒体技术、共享资源越来越多的用于课堂辅助教学。其中，GeoGebra软件作为一款功能强大、操作简单、可视性强的免费的数学软件，可以很好的利用到高中物理的教学中。本文以一道典型的物理习题为例进行简单的开发和应用，达到帮助师生“拨云见日”实现真正理解的目的。

1.一道习题

直角三角板ABC的边长BC=a，AC=b，开始时，斜边AB靠在y轴上，B与坐标原点O重合，今使A点单调地沿y轴负方向朝O点移动，B点单调地沿x轴正方向移动。A运动到原点O时，求C点通过的路程是多少？

几乎所有参考书上的解法分析如下：

此题考查了相似三角形的性质和判定以及勾股定理等知识，有利于培养学生的动手能力和空间思维能力。通过对笔者三个教学班得分情况的分析，此题得分率几近为0。答题时学生没有抽象出实际的物理过程，思维能力不足，也没有利用三角板去模拟此题的运动情景，导致无法下笔解答或是凭空认为C点的轨迹是一段圆弧来进行计算导致结果差之千里。

2.过程可视化

在习题讲解后，学生困惑于解答中的数学证明而忽略了对此题物理模型中运动过程的分析。许多学生在现有的思维理解能力的基础上，对C点实际的运动轨迹仍有疑惑，而通过强行讲授数学证明得到的结论不利于学生的理解和物理思维的培养。利用GeoGebra软件，可以模拟题中的运动情景，将C点实际的运动情况动态的展示给学生，从而让学生看的清楚、想的明白。

GeoGebra的用户界面主要包含菜单栏、工具栏、代数区、作图区、作图过程导航条以及命令输入框。

通过对整个运动过程的动态模拟，可以清晰得到C点的运动轨迹并进行实时记录。具体操作为：

演示时可以通过拖动三角形上的固定点A，观察C点从①到④的实际轨迹，同时也可以用不同的线型、颜色来标记运动的轨迹。对整个过程，可以导出C点运动的慢放视频来展示使得学生有更直观的了解，从而使其从复杂的数学证明中转移到题中考查的物理思维上来。以此为前提，教师在讲解上会更加自然，学生们更易于接受。

3.小结

对于高中物理的教学工作，首先值得关注的是学生对学习物理的兴趣和对重难点知识的接受度。特別是对于部分高一的学生，其思维能力、理解力和想象力还达不到高中物理学习的要求，涉及较复杂的物理模型时，往往产生畏惧学习、难于接受的思想。利用现代化教学软件的辅助教学可以帮助学生理解抽象的物理过程、锻炼学生的物理思维，使教师的教学产生事半功倍的效果。更为重要的是，现代化教学软件在物理中的使用，可以极大的增加学生学习物理的兴趣、培养学生的物理内涵。本文的工作仅仅是现代化教育技术在教学中应用的一瞥，值得我们去深入探索的空间还十分巨大！

参考文献

[1]张子艳， 叶孝权， 何鹏. 基于Mathematical的可视化应用研究—以匀质导体杆动生电动势产生的几种情况为例[J]. 物理教学探讨， 2018， 36 （10）： 45-47.

[2]黄北京， 刘毓球. 用GeoGebra辅助高中物理微元思想的教学[J]. 物理教师， 2013， 34 （4）： 58-59.

作者简介：叶孝权（1972-），男，本科，中教一级，研究方向为物理课程与教学;

通讯作者：何鹏（1992-），男，硕士，研究方向为物理教学与物理核心素养。