Word作图在大学物理教学中的应用*

吕 波 彭凤梅 饶黄云 徐小华

(东华理工大学抚州师范学院 江西 抚州 344000)

大学物理教学中，教师上课使用课件，课件里需要嵌入大量图形，教师课后给学生布置作业习题，习题也需要图形，课程结束后教师编制考试试卷，试卷也需要图形等等，此时教师往往遇到一些困惑，从教学资源(如网上下载的课件或教材配套的课件、教材习题解答等)中获取图形，要么不适合，要么没办法修改，要么没有，教师想自己绘制图形，但他们一般没有掌握专用的作图软件[1]，那真是“想图兴叹”.事实上，教师经常使用且较为熟悉的办公软件Word[2]，自带了强大的作图功能，使用Word作图工具绘制图形，比较容易掌握，通过Word作图生成的图形随时可以编辑修改，完全能满足教师所需.

1 Word2007作图工具简介

打开一个Word文档，点击“插入”，再点击“形状”,如图1所示，此时会弹出一个下拉菜单(图2)，点击最下面的“新建绘图画布”命令，就会出现绘图工具栏，整个绘图工具栏在本文中分成两部分如图3(a)，3(b)所示.

图1 菜单栏

图2 形状下拉菜单

(a)

图3 绘图工具栏

绘图工具栏中从左至右的功能区分别是“插入形状”“形状样式”“阴影效果”“三维效果”“排列”以及“大小”等功能.“插入形状”功能区包含了形状下拉菜单显示的各种功能，比如点击“基本形状”中的“长方形”，在画布中摁住鼠标左键并拖动就可以生成一个长方形图形.至于其他功能区，笔者会通过一个典型物理图形的绘制来加以介绍，此处不再赘述.

2 无限长直圆柱电缆图的绘制

一根无限长直圆柱电缆由两个同心的内外圆柱面组成，两圆柱面间充满某种均匀磁介质，如图4所示.这种图形在大学物理教学中是经常遇到的，接下来笔者详细介绍它的绘制过程.

图4 直圆柱电缆图

2.1 分析无限长直圆柱电缆图的构成

一根无限长直圆柱电缆图是由两组两个同心的椭圆，若干根竖线(有实线、虚线)，标识电流方向的4个箭头,标识横截面内外圆的2个半径箭头，表示内外半径,电流、磁导率的符号以及显示充有磁介质的阴影等组成.所以在接下来的工作中先将它们一一画出来，最后再组合成一个整体.

2.2 无限长直圆柱电缆图的绘制

新建一个Word文档，暂且命名“无限长直圆柱电缆图”，依次点击“插入”“形状”“新建绘图画布”,此时Word白色的文档区会出现一个矩形框.点击“插入形状”功能区中的“椭圆”,如图5所示.

图5 点击“椭圆”

然后左手摁住shift键，右手摁住鼠标左键，在画布中拖出一个圆(因为如果不摁住shift键，则会生成一个椭圆).同理用同样方法在画布中再生成另一个圆(图6).

图6 拖动生成两个圆

但是此时会发现两个圆不同心，那么可以摁住shift键，点击鼠标左键将两个圆同时选中(图7)，然后点击“排列”功能中的“对齐”命令(图8)，将会弹出一个菜单，选择其中的“左右居中”“上下居中”命令，那么两个圆就同心了(图9).

图7 同时选中两个圆

图8 点击“对齐”

图9 两个圆同心

如果觉得某个圆的大小需要改变，选中该圆，点击鼠标右键，弹出一个菜单，选中“改变自选图形格式”，弹出“改变自选图形格式”对话框，选择“大小”功能，输入参数(图10)，点击确定，变成相应图形(图11).

图10 输入参数

图11 满足输入参数的圆

点击选中大圆，点击鼠标左键，弹出“改变自选图形格式”对话框，选择“颜色与线条”功能，在“填充”功能的“颜色”框中选择“浅灰色”，在“线条”功能的“虚实”框中选择“长划线”(图12)，以同样方法，将小圆线条的虚实也设置成“长划线”，生成一个圆环带(图13).之所以要将内外圆的线条虚实设置成“长划线”，作用在于呈现出这是无限长的圆柱电缆.

图12 设置自选图形格式

图13 圆环带

左手摁住shift键，右手摁住鼠标左键依次点击大小圆，点击“排列”功能中的“组合”命令(图14)，在弹出的菜单中选择“组合”命令，则两圆组合成一个整体.然后移动鼠标，当鼠标箭头移至图形中间最上方变成上下箭头“”时，摁住鼠标左键往下拖动至合适时刻松手，生成一个椭圆环带(图15).

图14 组合

图15 椭圆环带

点击“插入形状”功能区中的“直线”，然后左手摁住shift键，右手摁住鼠标左键，在画布中拖出一条水平线，然后依次选中这条直线和椭圆环带，点击“排列”功能中的“左右居中”“上下居中”命令，使它们对齐，再点击“组合”命令，使它们成为一个整体(图16).

图16 直线与椭圆环带组合

然后点击上述整体，点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“复制”命令，生成一个同样图形，摁住鼠标左键并拖动，将一个图形和另一个图形上下分开一些，然后选中它们，点击“排列”功能，使它们左右居中，上下居中(图17).

图17 “复制”并“排列”

点击“插入形状”功能区中的“直线”，然后左手摁住shift键，右手摁住鼠标左键，在画布中的两条水平线间拖出一条竖直线，并复制3条同样的竖线，然后使这4条竖线和上下两个椭圆环带对齐，并依次选中中间的两根竖线，将其线条的虚实都设置为“长划线”(图18).

图18 插入竖直线

点击“插入形状”功能区中的“矩形”，摁住鼠标左键在画布中拖动生成一个矩形，点击鼠标右键，在弹出菜单中选择“设置自选图形格式”，设置矩形的高与圆柱高一致，宽度与内外圆柱面间距离一致，设置填充颜色与圆环带一样的灰色，设置线条颜色为“无色”，生成一个无线条、填充色为灰色的矩形，接着再复制一个这样的矩形(图19).

图19 绘制灰色矩形

将图19中的那两个矩形移至相邻两虚实竖线之间，点击鼠标右键，在弹出菜单中选择“叠放次序”中的“置于底层”命令，生成相应图形(图20).

图20 移动两矩形至相应区域

摁住shift键，摁住鼠标左键拖动，将图20中所有物体用虚线框框住，松开左键则所有物体被选中，然后点击右键，选择“组合”命令，将图20全部组合在一起.然后点击“插入形状”功能区中的“直线”，在画布中画出一条稍长的竖线，设置为较粗的虚线，选中该粗虚线和图20所示的图形组合，点击“对齐”命令，将它们排列成左右居中，上下居中(图21).

图21 插入竖直轴线并组合

点击“插入形状”功能区中的“箭头”，在画布中画出6个箭头，其中2个表示两圆的半径，另外4个表示电流方向，摁住鼠标将这6个箭头拖动到合适位置.为区分半径箭头和电流方向箭头，可以将它们的箭头式样设置成不同(图22).然后全选图22中所有图形，点击“取消组合”命令，再分别单击那两条水平横线，将它们删除(图23).

图22 插入箭头表示半径和电流方向

图23 删除水平横线

最后就剩下标识半径符号R1和R2，4个电流符号I以及磁导率符号μr.现在以标识出外圆半径R2为例.点击“插入形状”功能区中的“文本框”,如图24(a)所示，在画布中摁住并拖动鼠标左键，生成一个可以输入文字符号的矩形框，在其里面输入R2，然后选中该矩形框，单击鼠标右键，在弹出菜单中选择“设置文本框格式”，弹出“设置文本框格式”对话框如图24(b)所示，分别设置填充颜色透明度为100%，线条颜色为无颜色，然后将新生成的矩形框移至标识大圆半径的箭头附近.其他符号标识方法和R2标识方法完全一样，在此不赘述.然后全选所有图形，点击“组合”命令，生成最终图形(图25).

图24 文本框

图25 最终图形

3 大学物理图形素材库的建立

大学物理教学中所需的各种图形，都是由一些基本的图形素材单元(如圆、四边形、箭头线等等)构成，笔者借助Word2007作图工具，绘制了大量图形素材，专门存放在一个文件名为“大学物理图形素材库”的Word文档里，该图形素材库分设基本图形素材、力学图形素材、热学图形素材、光学图形素材、电磁学图形素材、近代物理学图形素材，这样可以避免重复性劳动，作图需要时就可以通过从该图形素材库复制相应图形素材来调用，由于保存的图形素材是矢量图形，调用来之后可以再编辑，所以说非常方便快捷.笔者建立的图形素材库的素材数量在不断增加，限于篇幅，以下呈现的只是笔者绘制的一部分物理图形素材(图26～图31).

图26 基本图形素材

图27 力学图形素材

图28 热学图形素材

图29 光学图形素材

图30 电磁学图形素材

图31 近代物理学图形素材

4 结论

大学物理教学中，物理图形对物理知识的呈现是必不可少的，因而物理图形的绘制就很重要了.掌握专门的作图软件对普通物理教师来说可能是困难的，但是Word作图对他们来说应该是比较容易的，当然要真正掌握Word作图法还需要教师平时不断的训练，掌握一些作图技巧，随着教师作图经验的积累，是可以做出令人满意的物理图形的，教师教育水平会更上一层楼[3].事实上，Word作图不仅对物理教学有用，对其他学科(如数学、化学等)的教学[1,4,5]也同样如此.

参 考 文 献

1 田素诚.Word2003自选图形在绘制警物图中的应用.警察技术，2009(1)：68～71

2 吴华，贺小霞.Office 2007实用办公技巧.北京：清华大学出版社，2010

3 员贵云.Word2003绘图工具栏绘制物理图形技巧指南.物理通报，2012(9)：118～120

4 郭随兰，杨卫社.Word中快速创建数学图形的方法.杨凌职业技术学院学报，2000， 4(3)：26～28

5 沈明祥.运用Word自带工具绘制化学图形的实践.化学教育，2015(19)：55～59