利用幾何畫板輔助物理教學的基本原則

趙文環 劉建民

［摘要］幾何畫板是輔助物理教學的應用軟件良好平臺。本文針對一線教師利用幾何畫板輔助物理教學存在的問題，提出解決問題過程中應遵循的科學性原則、適應性原則、主體參與原則、及時準確的反饋原則和有機結合的原則。

［關鍵詞］幾何畫板物理教學基本原則

幾何畫板是一個通用的物理教學環境，提供豐富而方便的創造功能，使用戶可以隨心所欲地編寫出自己需要的教學課件。與其它教學應用軟件相比，幾何畫板具有獨特的優勢，具有豐富的圖形繪制功能與方便的開放性自定義圖形工具庫，而且兼有良好的“動態性”，能夠逼真地展示物理現象及其變化規律；具有強大的“度量”和“計算”功能，能“定量”地研究物理問題。由于其交互性好，可以用于在教師指導下或者在教師所創設的情景幫助下的發現式學習。

在實際的教學中，一線教師利用幾何畫板輔助物理教學存在一定的問題和困惑：課件制作有的太花哨、有的過于簡單死板；教學觀念中缺乏學生主體參與性，忽視師生間的情感交流，忽視教師的主導作用；沒有準確選擇教學內容作為切入點，具體的教學時呈現的時間順序不對，沒有給學生留出思考的空間。對此，筆者認為，在教學中利用幾何畫板應首先考慮選用的軟件性能特征，其次要體現現代教學理論思想和實際的教學知識內容。結合幾何畫板性能特征，應該遵循以下教學原則：

1.科學性原則?？茖W性原則是指幾何畫板輔助物理教學目的明確，內容準確，表達規范，文本、圖形、動畫等使用合理，搭配得當，層次分明，屏幕設計清晰高雅，色調搭配適中，生動活潑而又不失嚴肅，注意引導式啟發，防止簡單的書本搬家和呆板的說教，充分利用幾何畫板的交互特性，不失時機地穿插學與教的信息交流。應用幾何畫板的強大的計算功能、圖形顯示功能、動畫功能以及幾何不變性，生動地反映物理圖景，建立相關的數學、物理模型，培養學生的創新意識和實踐能力。

2.適應性原則。學習者個別差異的存在是無法回避的事實。軟件設計者應盡量讓不同的學習者獲得他們各自需要的學習方式。對有不同認知風格的學習者應提供不同的學習與操作方法。在教學中通過幾何畫板的動態演示，可以極大地提高學生的學習興趣；通過對圖形的準確表達，可以引導學生思考解決問題的途徑；利用其實驗功能，可以很好地引導學生進行物理探究，進而開展研究性學習。如果有條件，可以對學生進行培訓，讓他們掌握《幾何畫板》，并直接參與課堂教學活動，在動手操作中學習物理、鉆研物理。根據新課標的教學理念，從學生的最近思維點人手組織教學活動，教學行為會更具有針對性。教學過程中要注重“問題引導學習”，在這種由問題引入進而實驗探究的教學模式下，不再由教師直接給出結論，而是由師生共同觀察現象、探究問題、度量數據、猜想驗證、得到結論，形成“猜想”一“演示”一“探究”一“結論”的教學模式。使學生在課堂上始終保持濃厚的學習(研究)興趣，不再把學習物理看成負擔，增強信心，享受樂趣，動手操作。使實踐能力、觀察能力、抽象思維能力得到很好的鍛煉，取得較好的教學效果。

3.主體參與原則。以建構主義學習理論為基礎的教學，強調學生要在個體經驗的基礎上發揮主觀能動性，通過教師創設的學習情境及其和物理學習共同體的對話、交流，積極主動地實現物理知識的意義建構。就幾何畫板輔助物理教學而言，一方面不僅要學生親自參與教學，通過制作相對簡單的幾何畫板課件去領悟物理思想方法，加深對物理概念的理解和運用，而且要善于動手、動腦及相互交流去驗證物理猜想。探索發現物理規律；另一方面，學生應該以積極的態度參與教師創設的學習情境，自主建構物理知識，提高解題能力。應該指出，教學時如果教師、學生的角色定位不當，容易落入“滿堂灌”的窠臼中。為此，教師角色應從傳統的布道者、訓令者、管理者切換為組織、指導者，甘當配角，起穿插作用。教師應利用幾何畫板創造生動有趣的教學情境，以推銷員式的熱情，煽動學生的求知欲望，激發他們思維創新的火花，鼓勵他們主動參與；應當設計多層次情境目標，積極引發學生思考，激化課堂氣氛，適當提出問題，激發學生辯論的欲望，逐漸培養學生敏銳地、新穎地、多角度地發現問題的習慣，變教師發問為學生提問；應當對不同的做法(觀點)等給出示范，讓學生自己去評價，給他們以充分犯錯的機會和思維實驗的空間；學生爭論過后，教師審視各方觀點，以顧問的身份給出鼓勵，正確地判斷和引導，學生的角色也因此隨之切換過來。而幾何畫板及其課件(電子教案)乃至計算機自始至終都是學生學習的認知工具，是起輔助作用的腳手架，既不能替代學生的思考和自主建構，也不能替代起主導作用的教師。

4.及時、準確的反饋原則。幾何畫板輔助物理教學，可利用反饋以實現有效的調控。反饋是指從教育、教學對象處獲得信息，作為調控教育、教學過程的依據。學習者對教育者的教育、教學做出反應是反饋；教育者對學習者的反饋作出評價，也是一種反饋，有人稱之為再反饋或反饋的反饋。無論是學習者的反饋還是教育者的反饋，都要及時、準確，才能起到調控教育、教學過程的作用。需要說明的是，在教育者與學習者之間不能形成現場反饋時，可以通過電子郵件、紙質材料和預測反饋等方式來建立反饋聯系。

5.有機結合的原則?？茖W性是根本，是基礎，教育性滲透在科學性的教學之中，藝術性是使科學性的教學達到最優效果的途徑、方法和技巧，三者相輔相成，構成統一的有機體。所以，應用幾何畫板輔助物理教學時，要注意使科學性、教育性和藝術性有機地結合起來。