让“几何画板”成为探究性学习的有力工具——如何应用“几何画板”课件系列专题讲座之三，本文主要内容关键词为：画板论文,几何论文,之三论文,课件论文,专题讲座论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
普通高中物理课程标准中提出了5个方面的基本理念，其中之一就是倡导教学方式的多样化。“让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”。在课程具体目标的“过程与方法”中第一条就是“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究方法研究物理问题、验证物理规律”。从中不难看出，探究性学习必将成为一种新型的学习方式出现在新一轮的教学改革中。
正是在这样的理念支配下，我在教学实践过程中一直在寻找一种支持科学探究过程展开的工具软件，实践证明“几何画板”是其中一个较好的选择。它以动态的几何关系直观地反映现象背后的数学规律，不需任何编程就可以实现复杂的数形结合过程。开发者更多关注的是物理模型的构造方法，让构造的“情境”具有“可探究性”是展开探究性学习活动的关键。下面以高中物理中的“单摆”为例，说明怎样让“几何画板”成为探究性学习活动的有力工具。教学过程设计如下：
“单摆”是简谐运动中的典型例子，回复力和周期的教学在传统教学中一直是不易突破的难点。本次学习活动方案的设计是以网络为支撑，发挥网络在收集信息、分析信息、共享信息、反馈信息、评价信息上的独特优势，充分发挥学生在学习活动中的主观能动性，以探究性的方式完成学习任务。整个学习活动主要包括以下几个环节：
第一环节：学习活动的导入
一首名为《单摆》的小诗，在给学生一个“意外”的同时，激发出他们对“物理单摆”的兴趣；然后自然地过渡到“自学导航”栏目，引入本次学习活动的正题。
第二环节：单摆的物理基础知识
1.单摆模型：结合实物装置介绍，突出理想化的模型方法。
2.回复力分析：结合实物及一个用“几何画板”自主开发的积件来分析回复力的特点，并进一步证明单摆的运动是一个简谐运动的条件。
“单摆”的“几何画板”积件界面如下（图1）：
在上述积件中突出了以下几点：
（1）设置了“振幅调节”、“摆长调节”，供对比研究。
（2）将偏角和其正弦值同屏对比，两者在小角度时近似相等的结果一目了然。
（3）设置了名为“振动”的动画按钮，动画演示过程中回复力的动态变化过程可清晰地表现在屏幕上。
3.实验研究：教师演示以下两个实验。
（1）周期与振幅的关系：无关。
（2）周期与摆球质量的关系：无关。
第三环节：探究周期与摆长的关系
教师为这个环节开发了一个网络化的课件，以下的探究活动全部在这个网络化的课件内完成（网络课件的开发使用了我校与苏州瑞博网络科技公司联合开发的“学教平台3.0版”，人性化的设计使其成为为中学课堂量身定做的一个通用型平台，很好地解决了一线教师进行网络化教学探索时遇到的技术瓶颈）。课件中的栏目设计界面如下（图2）：
1.学生实验
（1）每两人一组，至少测出一组周期与摆长的实验数据。由于时间上的限制，每个学生不可能在课堂上测量很多组数据，但是全班分为了二三十个小组，这样可以有多组数据供大家共享，这里网络共享的功能就得到了充分的发挥。
（2）将数据发布在课件中“数据处理”栏目中。
2.学生处理数据
（1）收集网络课件上其他同学的实验数据，并用从网络课件上下载的“几何画板”积件处理这些数据。具体处理时的操作方法在积件界面中有相关说明。
（2）将处理好后的“几何画板”积件再发布到课件上的“成果展示”栏目中。
3.教师总结，得出结果
教师分析学生作品，突出蕴含在其中的物理科学方法，得出单摆的周期公式。下面是一个学生分析数据后上传的作品（图3）：
分析过程：
（1）界面中预先构造好了一个L=T[h]/k的函数，坐标系中的曲线就是对应的图像。
（2）调节界面上的参数更改点“n值调节”“k值调节”，屏幕上的图像会发生同步改变，直到图像与描绘的数据点拟合得最好。
（3）结论：此时k值在4左右、n值在2左右，说明L=T[2]/4（g/4π[2]≈4），即周期T的平方与摆长L成正比。
（4）界面中的Y点明显偏离了拟合的曲线，通过测量其坐标查找出了这组数据为（0.72，1.47），分析中应将该组实验数据剔除。
第四环节：答疑、总结
1.学生利用设置的交互栏目“你问我答”，交流学习体会，提出疑问，帮助其他同学解答问题……
2.在线测试：完成6道测试题，提交后通过反馈信息了解自己的完成情况。
3.学生自己总结本次学习活动的主要知识，要求用Word文档或者PowerPoint演示报告展示自己的作品。
本次实践课在以下几点深有体会：
1.基于网络化的探究性学习活动，目前正在成为信息技术与课程整合研究中的一个热点问题。主要有以下原因：
（1）新的课程改革将学习方式的变化放到了首位，特别提倡探究性学习方式。
（2）如何营造网络化的学习环境来支撑探究性的学习过程，技术瓶颈亟待解决。
（3）已形成的一些实践方式，像“剪切+粘贴”“浏览+回车”等，缺乏对网络探究性学习的深入研究。
2.整个教学设计以“学生学习活动”为中心，突出学生的主体地位。学习活动中涉及的重点内容——单摆的周期与摆长的定量关系，是通过一个精心设计的“几何画板”积件，由学生自主完成的。
3.坚持了物理作为实验性学科的基本要求，探究的基础是真实实验中获得的数据，同时利用了网络在共享信息、搜集信息、处理信息方面的优越性。
4.“单摆”诗和《生命的单摆》短文等巧妙、有机的融合，给这次以理性思维为主的学习活动带来了一股清新的人文气息。
5.探究活动方案中熏陶了物理学中一种基本的科学方法：实验—数据—描点—连线—拟合—结论。
6.基于以下的考虑，我们要建立一个适合学生自主学习的网络化探究性学教平台：
（1）为了教师能够最大限度地摆脱制作网络课件的技术瓶颈。
（2）更好地整合学校业已建立的各学科多媒体素材库。
（3）探索网络自主学习的教学设计规范。
（4）探索网络环境下的教务管理。
（5）新型教学方式和学习方式的建立。