利用几何画板辅助物理教学的基本原则

赵文环 刘建民

［摘要］几何画板是辅助物理教学的应用软件良好平台。本文针对一线教师利用几何画板辅助物理教学存在的问题，提出解决问题过程中应遵循的科学性原则、适应性原则、主体参与原则、及时准确的反馈原则和有机结合的原则。

［关键词］几何画板物理教学基本原则

几何画板是一个通用的物理教学环境，提供丰富而方便的创造功能，使用户可以随心所欲地编写出自己需要的教学课件。与其它教学应用软件相比，几何画板具有独特的优势，具有丰富的图形绘制功能与方便的开放性自定义图形工具库，而且兼有良好的“动态性”，能够逼真地展示物理现象及其变化规律；具有强大的“度量”和“计算”功能，能“定量”地研究物理问题。由于其交互性好，可以用于在教师指导下或者在教师所创设的情景帮助下的发现式学习。

在实际的教学中，一线教师利用几何画板辅助物理教学存在一定的问题和困惑：课件制作有的太花哨、有的过于简单死板；教学观念中缺乏学生主体参与性，忽视师生间的情感交流，忽视教师的主导作用；没有准确选择教学内容作为切入点，具体的教学时呈现的时间顺序不对，没有给学生留出思考的空间。对此，笔者认为，在教学中利用几何画板应首先考虑选用的软件性能特征，其次要体现现代教学理论思想和实际的教学知识内容。结合几何画板性能特征，应该遵循以下教学原则：

1.科学性原则。科学性原则是指几何画板辅助物理教学目的明确，内容准确，表达规范，文本、图形、动画等使用合理，搭配得当，层次分明，屏幕设计清晰高雅，色调搭配适中，生动活泼而又不失严肃，注意引导式启发，防止简单的书本搬家和呆板的说教，充分利用几何画板的交互特性，不失时机地穿插学与教的信息交流。应用几何画板的强大的计算功能、图形显示功能、动画功能以及几何不变性，生动地反映物理图景，建立相关的数学、物理模型，培养学生的创新意识和实践能力。

2.适应性原则。学习者个别差异的存在是无法回避的事实。软件设计者应尽量让不同的学习者获得他们各自需要的学习方式。对有不同认知风格的学习者应提供不同的学习与操作方法。在教学中通过几何画板的动态演示，可以极大地提高学生的学习兴趣；通过对图形的准确表达，可以引导学生思考解决问题的途径；利用其实验功能，可以很好地引导学生进行物理探究，进而开展研究性学习。如果有条件，可以对学生进行培训，让他们掌握《几何画板》，并直接参与课堂教学活动，在动手操作中学习物理、钻研物理。根据新课标的教学理念，从学生的最近思维点人手组织教学活动，教学行为会更具有针对性。教学过程中要注重“问题引导学习”，在这种由问题引入进而实验探究的教学模式下，不再由教师直接给出结论，而是由师生共同观察现象、探究问题、度量数据、猜想验证、得到结论，形成“猜想”一“演示”一“探究”一“结论”的教学模式。使学生在课堂上始终保持浓厚的学习(研究)兴趣，不再把学习物理看成负担，增强信心，享受乐趣，动手操作。使实践能力、观察能力、抽象思维能力得到很好的锻炼，取得较好的教学效果。

3.主体参与原则。以建构主义学习理论为基础的教学，强调学生要在个体经验的基础上发挥主观能动性，通过教师创设的学习情境及其和物理学习共同体的对话、交流，积极主动地实现物理知识的意义建构。就几何画板辅助物理教学而言，一方面不仅要学生亲自参与教学，通过制作相对简单的几何画板课件去领悟物理思想方法，加深对物理概念的理解和运用，而且要善于动手、动脑及相互交流去验证物理猜想。探索发现物理规律；另一方面，学生应该以积极的态度参与教师创设的学习情境，自主建构物理知识，提高解题能力。应该指出，教学时如果教师、学生的角色定位不当，容易落入“满堂灌”的窠臼中。为此，教师角色应从传统的布道者、训令者、管理者切换为组织、指导者，甘当配角，起穿插作用。教师应利用几何画板创造生动有趣的教学情境，以推销员式的热情，煽动学生的求知欲望，激发他们思维创新的火花，鼓励他们主动参与；应当设计多层次情境目标，积极引发学生思考，激化课堂气氛，适当提出问题，激发学生辩论的欲望，逐渐培养学生敏锐地、新颖地、多角度地发现问题的习惯，变教师发问为学生提问；应当对不同的做法(观点)等给出示范，让学生自己去评价，给他们以充分犯错的机会和思维实验的空间；学生争论过后，教师审视各方观点，以顾问的身份给出鼓励，正确地判断和引导，学生的角色也因此随之切换过来。而几何画板及其课件(电子教案)乃至计算机自始至终都是学生学习的认知工具，是起辅助作用的脚手架，既不能替代学生的思考和自主建构，也不能替代起主导作用的教师。

4.及时、准确的反馈原则。几何画板辅助物理教学，可利用反馈以实现有效的调控。反馈是指从教育、教学对象处获得信息，作为调控教育、教学过程的依据。学习者对教育者的教育、教学做出反应是反馈；教育者对学习者的反馈作出评价，也是一种反馈，有人称之为再反馈或反馈的反馈。无论是学习者的反馈还是教育者的反馈，都要及时、准确，才能起到调控教育、教学过程的作用。需要说明的是，在教育者与学习者之间不能形成现场反馈时，可以通过电子邮件、纸质材料和预测反馈等方式来建立反馈联系。

5.有机结合的原则。科学性是根本，是基础，教育性渗透在科学性的教学之中，艺术性是使科学性的教学达到最优效果的途径、方法和技巧，三者相辅相成，构成统一的有机体。所以，应用几何画板辅助物理教学时，要注意使科学性、教育性和艺术性有机地结合起来。