信息技术计划总结之几何画板——比较好用的数学画图小软件

信息技术计划总结之几何画板——比较好用的数学画图小软件

信息技术计划总结之几何画板——比较好用的数学画图小软件 ‎ ‎　　数学学习中常遇到一些作图制图的问题，在电脑中作图用它相当好用，一些物理画图用它也挺好用，现在将它推荐给大家。‎ ‎　　几何画板软件可以在网上搜得下载。现将它的用法作以描述，以供大家使用：‎ ‎　　一、几何画板简介 ‎　　《几何画板》软件是由美国Key Curriculum Press公司制作并出版的优秀教育软件，1996年该公司授权人民教育出版社在中国发行该软件的中文版。正如其名“21世纪动态几何”，它能够动态地展现出几何对象的位置关系、运行变化规律，是数学与物理教师制作课件的“利剑”！‎ ‎　　1.窗口组成 ‎　　由题标栏、菜单栏、工具栏、状态栏、绘图窗口和记录窗口等组成。‎ ‎　　2.工具栏组成 ‎　　工具栏依次是选择工具（实现选择，及对象的平移、旋转、缩放功能）、画点工具、画线工具、画圆工具、文本工具和对象信息工具。在选择工具和画线工具按钮上按住鼠标左键停留片刻，会弹出更多的类型工具；选择对象的方法可以选择点按、按Shift点按或拖动等方式选中对象。‎ ‎　　3.对象之间的关系 ‎　　几何画板中对象之间的关系如同生活中父母与子女关系。如果改变“父母”的位置或大小，为了保持与父母的几何关系，作为“子女”对象也随之变化。例如，我们 先作出两个点，再作线段，那么作出的线段就是那两个点的“子女”。又如，先作一个几何对象，再基于这个对象用某种几何关系（平行、垂直等）或变换（旋转、 平移等）作出另一个对象，那么后面作出的几何图形就是前面的“子女”。‎ ‎　　4.了解对象信息 ‎　　选择“信息工具”，然后在某个对象上单击或双击，即可显示有关信息或弹出该对象信息对话框。‎ ‎　　二、基本操作 ‎　　1.点的生成与作用 ‎　　例1 画三角形 ‎　　先画三个点（可按住Shift键连续画点）；然后利用“作图”菜单中的“线段”命令画出三角形。‎ ‎　　注：用按住Shift键的方法，最大的好处是三个顶点都被选中。‎ ‎　　例2 画多边形 ‎　　先画多个点（可按住Shift键连续画点）；然后利用“作图”‎ 菜单中的“线段”命令（或直接按CtrL+L）画出多边形。‎ ‎　　注：选取顶点的顺序是十分重要的，不同的顺序会得出不同的多边形。‎ ‎　　2.线的作法 ‎　　“画线工具”有三种线段、直线和射线，选中后在绘图窗口中进行画图即。‎ ‎　　例3 制作验证三角形的三边的垂直平分线相交于一点的课件（初步进行作图练习）‎ ‎　　3.画圆的方法 ‎　　画圆有3种方法 ‎　　用画圆工具作圆；通过两点作圆；用圆心与半径画圆（这种方法作的圆定长不变，除非改变定长时，否则半径不变）‎ ‎　　4.画圆弧的方法 ‎　　画圆弧也有3种方法 ‎　　按一定顺序选定三点然后作弧（按逆时针方向从起点到终点画弧）；选取圆及圆上2点作弧（从第一点逆时针方向到第二点之间的一段弧）；选取圆上三点作弧（与法2相似，只是无需选中圆，作完弧后，可以隐藏原来的圆，可见新作的弧）‎ ‎　　5.扇形和弓形 ‎　　与三角形内部相似（先选中三个顶点），扇形和弓形含有 ‎“面”，而不仅仅只有“边界”。扇形和弓形的画法类似：‎ ‎　　用上述方法作圆弧，选择该弧，用“作图”菜单中的“扇形内部”（或“弓形内部”）命令作出扇形或弓形（阴影部分）。‎ ‎　　6.度量、计算与制表 ‎　　[度量] 选中三角形内部后，在“度量”菜单中“面积”和“周长”命令，度量三角形面积与周长。利用“显示”菜单中“参数选择”命令，可以进行“对象参数”设置。‎ ‎　　[计算] “度量”菜单的“计算”命令可以对对象的值进行运算，求得所需要的结果，我们以“相交弦定理”验证为例进行说明。‎ ‎　　①画一个圆及两条相交的弦；②度量出四条线段的长度（距离）；③分别选择同一直线上的两条线段的距离值，利用“度量”菜单中的计算命令，依次计算出两者之积④拖动动点，观察规律：相交弦定理。‎ ‎　　[制表] 在“度量”菜单中“制表”命令。选择上例中“四条线段的长度”，利用“制表”命令，制出表格。变化图形，增加表格项的方法有3种：选中表格菜单中“加项”命令；选中表格利用CtrL+E快捷键；双击表格。‎ ‎　　7.变换 ‎　　“变换”‎ 包括平移、旋转、缩放、反射等命令。各标记命令允许指定决定变换的几何对象、几何关系，或度量值。也可以通过组合平移、旋转、缩放、反射等变换定义自己的变换。‎ ‎　　标记中心和标记镜面命令确定了几何变换的类型。旋转和缩放需要一个中心点，所以在实施这两种变换前要先确定一个中心点。同样，反射需要一个镜面，在反射前要先确定一个镜面。‎ ‎　　8.标签 ‎　　所谓标签，也就是给作出的点、线、圆、圆弧等几何图形起个名字。用几何画板作出的几何对象，一般都由系统自动配置好标签。利用“标签”工具双击标签文本可以进行重命名操作。‎ ‎　　三、提高操作 ‎　　1.如何快速完成几何图形的绘制 ‎　　①利用快捷键 ‎　　如绘制多边形时，可先利用画点工具，画若干个点（顶点）。画点时按住Shift键，使之均处于选中状态，然后利用作线段快捷键命令CtrL+L，来快速完成多边形的绘制。‎ ‎　　②直接使用键盘命令创建图形对象 ‎　　其实《几何画板》中提供了通过键盘命令（几个标点符号键）直接输入几何图形的方法。‎ ‎　　句号（ · ） —— 绘制点 ‎　　逗号（ ， ） —— 绘制圆 ‎　　斜杠（ / ） ——‎ ‎ 绘制线（包括线段、射线和直线，它们各类型之间可通过重复点击来切换）‎ ‎　　分号（ ；） —— 绘制圆弧 ‎　　撇号（ ‘） —— 绘制多边形 ‎　　下面以绘制多边形（4边形）为例来说明：‎ ‎　　按下撇号（ '’）键，此时位于《几何画板》窗口左下角的工具状态框中，显示“绘出多边形”；‎ ‎　　输入“A B C D”，每个字母间加入一个空格，状态框中显示“绘出多边形A，B，C，D”；最后回车，多边形（四边形）绘制完毕。可以拖动各顶点，进行调整。‎ ‎　　2.如何导入外部图片 ‎　　制作课件时，往往需要导入《几何画板》以外的美丽图片，来提高课件的质量。下面介绍两种导入外部图片的方法。‎ ‎　　①插入的方法 ‎　　“编辑”菜单中“插入对象”命令 —>选中“BMP图象”类型—> 自动启动《画图》程序—>利用《画图》程序“编辑”菜单中的“粘贴自”命令，读入所需图片文件，最后利用“文件”菜单中的“退出并返回……”命令，回到《几何画板》编辑窗口。‎ ‎　　②粘贴的方法 ‎　　把所需的图片复制到Windows的“剪贴板”上，再利用《几何画板》中的“粘贴”‎ 命令直接导入一幅图片到课件中。这种方法看来比较简单，但制作课件中若用到多个图片时，此方法的优势就显现不出来了。‎ ‎　　注：若要使导入的图片参与动画运动，可以先选中一点，然后利用上述方法导入图片。这样导入的图片就被固定在指定点的位置，该点运行轨迹就是此图片的运动路径。‎ ‎　　3.如何输入数学符号或数学公式 ‎　　①导入法 ‎　　象导入外部图片一样，将Word或WPS中的数学公式或符号，导入到《几何画板》课件中。‎ ‎　　②“编辑数学格式文本”法 ‎　　其实《几何画板》中提供了输入常用数学公式或符号命令（参见下表1），只是初学者不大会用。这里以一个具体的例子来说明这些命令的使用方法。‎ ‎　　四、对象的移动与动画 ‎　　几何画板画出的各类对象可以运动，这是它之所以称为“动态几何”的原因。几何画板中的对象“动”的方法有3种，前面学习过一种是：拖动对象的某一部分（或一点、一线），使得由于各种几何关系连接起来的图形整体一起变化。还有两种就是对象的移动与动画。‎ ‎　　1.对象的移动 ‎　　[例]制作“两圆的位置关系”演示课件 ‎　　制作两个圆，一个运动的圆，一个静止的圆，在静止的圆的外部和内部各画一个，让运动的圆的圆心分别向这两个点移动，达到两圆相切和相交的效果（当然两圆的内含、内切也可同样作出。只是要特别注意：选择顺序，先选运动的点，再选目标点）。具体操作如下：‎ ‎　　①用“以圆心与半径作圆”的方法作两个相离的圆，可以给它们设置不同的颜色；‎ ‎　　②在静止圆的外部适当位置画一个点A，在其内部适当位置画一个点B；‎ ‎　　③先运动圆的圆心，再选A点，选择“编辑”菜单的“操作类按钮”项的“移动”命令，并选择“慢速”，然后确定。这时《几何画板》窗口出现“移动”按钮，可以用“标签”工具把文字改为“外切”；‎ ‎　　④同样方法可以作出“相切”运动效果，双击按钮可以播放动画，按CtrL+Z使得圆回到原来位置。‎ ‎　　注：双击某个按钮，就会产生相应的运动。如果动圆所到的位置不够准确，可以调整目标点的位置。为了避免使用时误操作，可以适当隐藏若干对象。‎ ‎　　如果用其他两种画圆的方法，圆心运动时会改变圆半径的大小。此法所作的圆的大小，只有作为半径的线段改变时，圆的大小才会改变。‎ ‎　　2.动画 ‎　　移动虽有比较好的运动效果，但移动一次后便需恢复到原位，而《几何画板》中的动画功能却能很生动地连续表现运动效果。用动画可以非常方便地描画出运动物体的运动轨迹，而且轨迹的生成是动态的、逐步的，表现出轨迹产生的全过程。‎ ‎　　[例]制作“同底等高的三角形面积相等”课件 ‎　　①作一个三角形ABC；‎ ‎　　②依次选中A、B、C三点，利用“作图”菜单中的“多边形内部”命令，选择三角形内部；‎ ‎　　③选择“度量”菜单中的“面积”命令，度量出三角形的面积；‎ ‎　　④过顶点A作BC的平行线，再在该直线上取一点D，作三角形DBC；‎ ‎　　⑤选中点D和BC的平行线，作D点在该线上运动动画。‎ ‎　　五、记录 ‎　　“记录”可以把你做的每一步记录在一个文件里，以后如果需要就可以调出相应的记录文件，自动做出以前的工作。记录的最大好处也许是可以合给人看到作图的每 一步过程，这不但对不了解作图过程的人是一个启示，而且对作者本人，在时间长久遗忘的情况下也好比救命的菩萨。一般来说，启用一个记录必须有前提高条件。‎ ‎　　1.用已存在的作图生成记录 ‎　　在上例“同底等高的三角形面积相等”课件中，进行了一系列的作图操作，如果需要把它记录下来，也是完全可以的。‎ ‎　　①选中所有对象；用“工作”菜单的“生成记录”命令，生成记录；‎ ‎　　②新建一个绘图窗口，绘出三个点（满足前提条件），执行“播放”命令，在新的绘图窗口中，便会依次重复我们以往的操作。‎ ‎　　注：如果选择记录窗口中的“快进”按钮，所作图形会一步作出，而不是逐步作出。如果记录文件需要保存，可按一般的文件存盘方法进行。记录文件的扩展名是。gss；绘图文件的扩展名是。gsp。‎ ‎　　2.先打开记录再作图 ‎　　利用“文件”菜单的“新记录”命令，出现“记录”窗口，点击“记录”窗口中的“录制”按钮，然后按部就班作图，作图结束，按“记录”窗口中的“停止”按钮停止录制，可以将记录文件存盘。‎ ‎　　3.循环记录 ‎　　《几何画板》中的“循环”概念与数学里的极限是非常类似的，而且它完全可以用来演示数学里的极限问题，比如记录得出三角形里的三角形，再选定小三角形，再用一次记录……‎ ‎　　简言之，《几何画板》的循环就是“图画”中的“图画”，循环记录可以用无限循环来定义，但是当你播放这些记录时，先要指定循环的深度，以确定有多少次重复，否则，记录文件的播放将不会停止。‎ ‎　　[例]作“以三角形三边中点为顶点的三角形”的课件 ‎　　新建“记录”与“绘图”——录制记录——‎ 画三点，并组成三角形，作三边的中点，连接三边顶点成新三角形——此时（“记录”窗口中多出一个“循环”按钮）——先选中新三角形三个顶点再按“循环”按钮——结束录制。‎ ‎　　播放时，前提是绘制三个点；给定“深度”——循环次数。《几何画板》将按指定的次数循环地画出“以三角形三边中点为顶点的三角形”的图形。‎ ‎　　六、坐标与函数 ‎　　作为一个有力的几何作图工具，自然要有坐标和坐标系，自然也就可以把各类函数的图形在坐标系中准确地描画出来。《几何画板》中的常用函数在用“度量”菜单的“计算”命令打开的“计算器”中。‎ ‎　　[例]作一个反比例函数Y=2/X 的图像 ‎　　①在“图表”菜单中利用“建立坐标轴”命令建立坐标系；‎ ‎　　②在横轴上任取一点，“度量”出它的“坐标”，“计算”出它的横坐标；‎ ‎　　③先选中该点的横坐标，利用“计算”命令输入解析式2/X ，计算出它对应的纵坐标；‎ ‎　　④选中横纵坐标值，利用“图表”菜单中“绘出（x,y）”命令，绘出该；‎ ‎　　⑤选中X轴上的点与刚绘出的点，利用“作图”中的“轨迹”命令作出所求作的反比例函数图像——双曲线。‎