幾何畫板實(shí)用范例教程(第3版)(21世紀(jì)師范院校計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)規(guī)劃教材)
定 價(jià):35 元
叢書名:21世紀(jì)師范院校計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)規(guī)劃教材
- 作者:陶維林 編著
- 出版時(shí)間:2013/9/1
- ISBN:9787302324393
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:O123-39
- 頁(yè)碼:266
- 紙張:膠版紙
- 版次:3
- 開本:大32開
幾何畫板是一個(gè)適合中學(xué)數(shù)學(xué)教師、物理教師開展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)以及學(xué)生學(xué)習(xí)的工具軟件平臺(tái)。本書總結(jié)編者近十幾年來(lái)對(duì)幾何畫板的研究,為滿足同行學(xué)習(xí)用幾何畫板開展輔助數(shù)學(xué)教學(xué)的需要而編寫,其最大特點(diǎn)是“實(shí)用”。全書共分為4章,除介紹新版(5.x版)幾何畫板的基本特色、操作約定及如何進(jìn)行幾何畫板的用戶參數(shù)設(shè)置外,主要以范例形式介紹如何用新版幾何畫板進(jìn)行制作。讀者只要認(rèn)真學(xué)習(xí)每一個(gè)范例就能熟練地掌握新版幾何畫板。
本書適用對(duì)象是師范院校數(shù)學(xué)系的學(xué)生、中學(xué)數(shù)學(xué)(物理)教師以及中學(xué)生。本書可作為師范院校數(shù)學(xué)專業(yè)的教育技術(shù)教材,或中學(xué)數(shù)學(xué)(物理)教師繼續(xù)教育的教材,也可以作為中學(xué)生的選修課、課外活動(dòng)、研究性課程的教材。
在網(wǎng)站http://www.tup.tsinghua.edu.cn可以免費(fèi)下載得到與本書配套的范例文件。
第3版前言
幾何畫板(The Geometer’s Sketchpad)是美國(guó)的優(yōu)秀教育軟件,由Nickolas Jackiw設(shè)計(jì),Nicholas Jackiw和Scott Steketee編制程序,Key Curriculum公司出版。它的3.05版由人民教育出版社于1995年曾引入我國(guó)并漢化。
幾何畫板于2001年6月推出4.0版,2006年9月推出4.07版。2012年推出5.05版。每一次版本的更新都使其功能更強(qiáng)大,使用更方便。4.x以上版本在畫函數(shù)圖像方面的改進(jìn)尤為突出。其他如分頁(yè)功能、自定義工具、文本的數(shù)學(xué)格式編輯、迭代、對(duì)象色彩的選擇等都顯示出新版的突出特點(diǎn)。5.x各版有了更多的改進(jìn),增加了通過(guò)熱鍵或者熱文本啟動(dòng)按鈕操作等。特別值得指出的是,可以直接作出兩個(gè)函數(shù)圖像之間的交點(diǎn),還可以作出歐幾里得幾何對(duì)象與由點(diǎn)產(chǎn)生的軌跡之間的交點(diǎn),這大大方便了解析幾何的研究和教學(xué)。
幾何畫板以其學(xué)習(xí)容易、操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、品質(zhì)優(yōu)秀成為廣大中學(xué)數(shù)學(xué)教師開展計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的首選軟件已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)。沒有一個(gè)人說(shuō)幾何畫板不優(yōu)秀。我相信,幾何畫板最終會(huì)被每一位中學(xué)數(shù)學(xué)教師所接受。十多年來(lái),幾何畫板的用戶群不斷擴(kuò)大,“發(fā)燒友”越來(lái)越多,開發(fā)出許多可能連幾何畫板設(shè)計(jì)者也沒有想到的應(yīng)用;許多師范院校數(shù)學(xué)教育專業(yè)也開始認(rèn)識(shí)到,幾何畫板是作為一名中學(xué)數(shù)學(xué)教師必須掌握的教育技術(shù),并把幾何畫板作為必修課進(jìn)行教學(xué);怎樣恰當(dāng)?shù)匕褞缀萎嫲逵糜跀?shù)學(xué)課堂教學(xué),教師們也有了更為清晰的認(rèn)識(shí)……這些都需要收集、整理、研究、總結(jié),以便不斷提高制作技術(shù)以 及與教學(xué)整合的水平。
《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》也指出:強(qiáng)化信息技術(shù)應(yīng)用。提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平,更新教學(xué)觀念,改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)效果。鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí),增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問(wèn)題能力。加快全民信息技術(shù)普及和應(yīng)用。
教育部頒布的《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》指出:現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用正在對(duì)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容、數(shù)學(xué)教學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)等產(chǎn)生深刻的影響!稑(biāo)準(zhǔn)》提倡實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程內(nèi)容的有機(jī)整合,注意把算法融入數(shù)學(xué)課程的各個(gè)相關(guān)部分。提倡利用信息技術(shù)來(lái)呈現(xiàn)以往教學(xué)中難以呈現(xiàn)的課程內(nèi)容,盡可能使用科學(xué)型計(jì)算器、各種數(shù)學(xué)教育技術(shù)平臺(tái),加強(qiáng)數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合。鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)、計(jì)算器等進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)。
教師掌握信息技術(shù),并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)際是時(shí)代的要求,勢(shì)在必行。
幾何畫板的最大特色是動(dòng)態(tài)性,能在變動(dòng)狀態(tài)下保持不變的幾何關(guān)系。
幾何畫板是一個(gè)適合于教學(xué)和學(xué)習(xí)的工具軟件平臺(tái),既可用于平面幾何、平面解析幾何、代數(shù)、三角、立體幾何等學(xué)科的教學(xué)或?qū)W習(xí)中,也可用于物理、化學(xué)、機(jī)電等課程的教學(xué)中。
教師使用幾何畫板,使靜態(tài)的圖形變動(dòng)態(tài),抽象的概念變形象,枯燥的內(nèi)容變有趣,使課堂教學(xué)生動(dòng)起來(lái)。利用幾何畫板,可以暴露知識(shí)發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程,揭示知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系。利用幾何畫板,可以創(chuàng)設(shè)情境,引起認(rèn)知沖突,引發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。利用幾何畫板,可以把原先講不清楚的問(wèn)題講清楚。利用幾何畫板,在教師的指導(dǎo)下,有些教學(xué)內(nèi)容可以讓學(xué)生親自操作、觀察、分析,探究、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律,而不必再用“教師講學(xué)生聽”的教學(xué)方式進(jìn)行。
越來(lái)越多的學(xué)生也喜歡上了幾何畫板。同學(xué)們用幾何畫板去探索、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)結(jié)論,儼然成為一個(gè)“研究者”。他們用幾何畫板做“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”,發(fā)現(xiàn)了令老師也吃驚的新結(jié)論。他們?cè)谶@里找到了成功,找到了自信,找到了樂(lè)趣。幾何畫板的運(yùn)用正在使學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程中來(lái),改變著學(xué)習(xí)方式,同時(shí)開發(fā)了他們的智力,促進(jìn)了素質(zhì)教育。
幾何畫板進(jìn)入課堂改變了教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式,改變了教師的教法與學(xué)生的學(xué)法,使數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程發(fā)生了深刻變化——新的教學(xué)模式出現(xiàn)。幾何畫板促使數(shù)學(xué)課程、教材發(fā)生改變,促進(jìn)教育觀念更新,數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的改革進(jìn)入了一個(gè)新階段。
為了適應(yīng)幾何畫板版本的升級(jí)更新,特編寫本書第3版。本書第3版與前兩個(gè)版本的結(jié)構(gòu)基本相同,添加了新版本增加的功能的介紹與應(yīng)用范例。這也是因?yàn)榍皟蓚(gè)版本得到了讀者的喜愛,已經(jīng)連續(xù)印刷十多次,累計(jì)超過(guò)2萬(wàn)余冊(cè)。
本書的最大特點(diǎn)是“實(shí)用”。所選擇的例子大多直接與中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)際相聯(lián)系,積極配合當(dāng)前進(jìn)行的新課程改革以及新教材的使用。
本書所涉及課件全部以幾何畫板5.05最強(qiáng)中文版作為制作平臺(tái)。
全書共由4章和5個(gè)附錄組成。
第1章“新版幾何畫板簡(jiǎn)介”,介紹幾何畫板5.05最強(qiáng)中文版軟件窗口特點(diǎn);如何進(jìn)行幾何畫板的用戶參數(shù)設(shè)置;介紹幾何畫板的工具箱的作用;把菜單的主要功能列成“菜單功能列表”,便于學(xué)習(xí)與查詢;介紹幾何畫板的功能在數(shù)學(xué)教學(xué)中的一些應(yīng)用,使讀者對(duì)幾何畫板有一個(gè)大概的了解;提醒讀者在理解中學(xué)習(xí),以便更快地掌握它。這些都是為后面學(xué)習(xí)所做的必要準(zhǔn)備。這一章還介紹了筆者使用幾何畫板輔助教學(xué)的一些做法及體會(huì),供一線教師參考。
第2章“基本功能學(xué)習(xí)范例”是本書的主要章節(jié),是必須學(xué)習(xí)的。由22節(jié)(50個(gè)范例)組成,通過(guò)這些范例的學(xué)習(xí)可以掌握幾何畫板的基本功能。對(duì)于初次接觸幾何畫板的讀者可以先學(xué)習(xí)這一章,這樣也能基本滿足教學(xué)課件制作的需要。
為使讀者學(xué)會(huì)使用幾何畫板,采用了任務(wù)驅(qū)動(dòng)的“問(wèn)題教學(xué)法”,通過(guò)一個(gè)個(gè)范例的學(xué)習(xí)掌握它。這些范例制作過(guò)程的總和幾乎涵蓋了幾何畫板的所有操作功能,讀者只要認(rèn)真學(xué)習(xí)每一個(gè)范例就能比較熟練地掌握幾何畫板。
第3章“制作技巧提高范例”也是本書的主要章節(jié),由18節(jié)(42個(gè)范例)組成。這些范例是對(duì)幾何畫板功能的靈活運(yùn)用,可供對(duì)幾何畫板有興趣的讀者學(xué)習(xí)與研究,以提高制作技巧。有些范例制作過(guò)程雖然稍復(fù)雜,但由于與教學(xué)緊密配合,學(xué)習(xí)它也是必需的。
第2章和第3章的每一個(gè)范例由【學(xué)習(xí)目的】、【操作步驟】、【經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)撥】組成,每一節(jié)都有【請(qǐng)你試試】,請(qǐng)讀者練習(xí)。另外,還有一個(gè)依【操作步驟】同步制作出的幾何畫板文件(這些范例可以在網(wǎng)站http://www.tup.tsinghua.edu.cn上免費(fèi)下載得到)。編者是一邊制作,一邊寫出操作步驟的。在相應(yīng)的幾何畫板文件中未做修飾,保留了作圖的痕跡。讀者可以按【操作步驟】提供的步驟一步一步照著做,同時(shí)可以與范例文件進(jìn)行比照(包括點(diǎn)、直線等對(duì)象的標(biāo)簽)。為方便閱讀,【操作步驟】中還插入了大量的圖片!窘(jīng)驗(yàn)點(diǎn)撥】主要點(diǎn)明該范例制作過(guò)程中的關(guān)鍵之處或要注意的問(wèn)題,介紹與該范例相關(guān)而其他范例又不能覆蓋的幾何畫板的功能或者制作方法,讀者也不必要求一次弄清楚。考慮到一些讀者不必掌握幾何畫板的所有功能,各范例【操作步驟】之間基本是獨(dú)立的,可以直接學(xué)習(xí)自己認(rèn)為需要的某個(gè)范例。
第4章“精彩應(yīng)用范例”介紹編者用幾何畫板研究一些數(shù)學(xué)問(wèn)題得到的有趣結(jié)果。希望對(duì)讀者能有所啟發(fā),也用幾何畫板作出一些創(chuàng)新成果。其中的不當(dāng)之處還請(qǐng)批評(píng)指正。
附錄A簡(jiǎn)要介紹每一個(gè)范例所涉及的主要內(nèi)容,以及所承載的菜單功能。讀者可以根據(jù)需要先查詢一下,以便更快地找到自己需要學(xué)習(xí)的范例或者菜單功能。
附錄B以菜單功能為線索,簡(jiǎn)要介紹主要菜單功能分布在哪些范例當(dāng)中。若要了解某個(gè)菜單功能的實(shí)現(xiàn)方法,可以先查詢一下,以便更快地找到自己需要的菜單功能實(shí)現(xiàn)的 方法。
附錄C是快捷鍵列表,介紹各種功能的快捷鍵實(shí)現(xiàn)方法,提高制作速度。
附錄D介紹可以通過(guò)鍵盤實(shí)現(xiàn)的功能,也是為了提高制作速度與技巧。
附錄E收集了一些常用的幾何畫板網(wǎng)站,并做了簡(jiǎn)單介紹,以便讀者可以從網(wǎng)上獲得更多的幾何畫板資源,滿足需要。尤其是利用Baidu或者Google等搜索引擎,可以很快地尋找到自己需要的資源,這是獲得幾何畫板資源最好的方式之一。
總之,這些附錄都是為了方便讀者掌握幾何畫板、用好幾何畫板而準(zhǔn)備的。
筆者是長(zhǎng)期從事中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的一線教師。本書是急一線教師所急,為同行提高教育技術(shù)水平、開展輔助教學(xué)而編寫的。本書已經(jīng)被列為“21世紀(jì)師范院校計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)規(guī)劃教材”,可作為師范院校數(shù)學(xué)教育專業(yè)的教育技術(shù)教材;也可作為在職數(shù)學(xué)、物理教師的教育技術(shù)培訓(xùn)教材;還可以作為中學(xué)生選修課、研究性課程的參考資料,或者作為中學(xué)生的課外讀物。
在編寫過(guò)程中,筆者認(rèn)真學(xué)習(xí)幾何畫板愛好者的制作經(jīng)驗(yàn),并努力吸收進(jìn)來(lái),在此對(duì)這些幾何畫板愛好者表示感謝。
感謝全國(guó)中小學(xué)計(jì)算機(jī)教育研究中心潘懋德教授一直以來(lái)對(duì)作者的熱情幫助,以及對(duì)出版本書的大力支持。
感謝清華大學(xué)出版社,特別感謝鄭寅堃先生的大力支持。
由于作者水平有限,缺點(diǎn)錯(cuò)誤在所難免,懇請(qǐng)讀者不吝指正,以便再版時(shí)糾正。
如有其他需求,請(qǐng)與編者聯(lián)系。
E-mail:taoweilin1947@126.com。
陶維林
2013年7月
第1章 新版幾何畫板簡(jiǎn)介
1.1 幾何畫板窗口簡(jiǎn)介
1.2 幾何畫板操作約定
1.3 幾何畫板用戶參數(shù)設(shè)置
1.4 幾何畫板工具箱
1.5 幾何畫板菜單功能列表
1.6 幾何畫板功能簡(jiǎn)介
1.7 在理解中學(xué)習(xí)幾何畫板
1.8 用幾何面板輔助數(shù)學(xué)教學(xué)
第2章 基本功能學(xué)習(xí)范例
2.1 三角形的垂心等基本作圖
2.2 動(dòng)畫及動(dòng)畫按鈕
2.3 軌跡的形成
2.4 平移及其控制
2.5 旋轉(zhuǎn)及其控制
第1章 新版幾何畫板簡(jiǎn)介
1.1 幾何畫板窗口簡(jiǎn)介
1.2 幾何畫板操作約定
1.3 幾何畫板用戶參數(shù)設(shè)置
1.4 幾何畫板工具箱
1.5 幾何畫板菜單功能列表
1.6 幾何畫板功能簡(jiǎn)介
1.7 在理解中學(xué)習(xí)幾何畫板
1.8 用幾何面板輔助數(shù)學(xué)教學(xué)
第2章 基本功能學(xué)習(xí)范例
2.1 三角形的垂心等基本作圖
2.2 動(dòng)畫及動(dòng)畫按鈕
2.3 軌跡的形成
2.4 平移及其控制
2.5 旋轉(zhuǎn)及其控制
2.6 圓的水平放置與幾何體的轉(zhuǎn)動(dòng)
2.7 函數(shù)圖像及其變換
2.8 根據(jù)定義畫圓錐曲線
2.9 文檔分頁(yè)與管理
2.10 自定義工具的運(yùn)用與管理
2.11 對(duì)象的分離與合并
2.12 系列按鈕與動(dòng)作延時(shí)
2.13 聲音按鈕的產(chǎn)生
2.14 剪裁圖片到多邊形
2.15 自定義變換
2.16 制表與根據(jù)表格數(shù)據(jù)畫點(diǎn)
2.17 多個(gè)坐標(biāo)系與自定義坐標(biāo)系
2.18 繪圖函數(shù)及其圖像
2.19 正多邊形與迭代
2.20 數(shù)列的圖像、前n項(xiàng)和
2.21 極坐標(biāo)系與參數(shù)方程
2.22 圓的滾動(dòng)、擺線與漸開線
第3章 制作技巧提高范例
3.1 一組有趣的制作技巧
3.2 橢圓規(guī)及有關(guān)問(wèn)題
3.3 用平面截圓錐側(cè)面
3.4 長(zhǎng)方體表面的展開
3.5 畫正方體的截面
3.6 正多面體與C60分子模型
3.7 定積分的幾何意義
3.8 對(duì)象顏色與數(shù)字的關(guān)聯(lián)
3.9 分形幾何
3.10 差分方程
3.11 用二分法找方程解的近似值
3.12 擲硬幣與隨機(jī)模擬
3.13 轉(zhuǎn)動(dòng)幾何體中虛線
3.14 正多邊形的滾動(dòng)
3.15 三維曲面
3.16 制作一個(gè)秒表
3.17 鏈接
3.18 文件的網(wǎng)上發(fā)布
第4章 精彩應(yīng)用范例
4.1 圓錐曲線的有趣演變
4.2 兩條拋物線焦參數(shù)間的關(guān)系
4.3 三角形外心軌跡的探求
4.4 圓錐曲線的又一種統(tǒng)一方式
4.5 一道高考題的探究
附錄A 范例索引
附錄B 主要菜單功能范例查詢
附錄C 快捷鍵列表
附錄D 通過(guò)鍵盤實(shí)現(xiàn)的功能
附錄E 常用幾何畫板網(wǎng)站簡(jiǎn)介