摘要：在新课程标准改革过程中，信息技术与教育的融合优化教学环境，丰富教学手段，为课堂教学质量的提升提供技术支持。高中物理习题作为课堂教学组成之一，学生往往因对习题概念、情境、过程等的不理解导致解题速度慢，效率低。GeoGeBra 软件技术的应用将高中物理习题可视化，帮助学生构建物理模型，在动态演示中分析条件，解决问题。本文基于 GeoGeBra 软件技术分析高中物理习题可视化教学策略，为教师提供参考。

关键词：高中物理；习题教学；可视化教学；GeoGeBra 软件技术

引言

新时期教育现代化发展目标促使教育转向信息化、智能化，建设立体化智能教育与管理平台，利用现代信息技术培养优质人才。在此背景下，高中物理新课程标准改革提出核心素养培养目标，重视习题教学优化与改革。通过习题教学巩固基础知识，提升关键能力，促进学生个性化发展。但是长期受到应试思想影响，高中物理习题教学存在“套公式”死板解题问题，违背素质教育理念。基于当前高中物理习题教学中存在的问题，教师尝试引入GeoGeBra 软件技术，构建可视化习题情境，演示物理过程，在直观的情境中降低学生理解难度，提高解题效率与准确率，促进学生核心素养发展。

一、基于GeoGeBra 软件技术的高中物理习题可视化教学原则

（一）以学生为中心原则

在高中物理习题可视化教学中，教师发挥引导作用，运用GeoGebra 软件技术为学生直观展示动态过程，降低理解难度。想要提升教学效果，教师必须要从学生主体出发，充分了解学生的认知水平、学习能力分析习题中学生难以理解的内容，然后针对疑难点设计可视化教学方案，循序渐进攻破难点，提升解题效率。

（二）必要性原则

现代化技术手段作为辅助教学的有效方式，在高中物理习题教学中的应用激发学生探究欲望。但是在实际应用的过程中教师要注意时机和方法，将无法用传统教学解释清楚的概念、过程等直观展示给学生，从而提高学生理解效率与解题能力。而不是让信息技术占用较多时间，喧宾夺主[1]。

二、基于GeoGeBra 软件技术的高中物理习题可视化教学策略

（一）基于模型构建的物理习题可视化教学

物理习题往往涉及复杂的动态过程，例如力学系统中的物体运动、电场分布或波动传播。学生在解决问题的过程中存在不理解题目表述过程问题，无法在头脑中构建对应物理模型，受与问题无关的变量影响。因此教师构建习题可视化教学模式，应用 GeoGebra 软件创建动态几何模型，帮助学生直观理解习题条件。将公式与物理情景结合，深化对运动规律的理解，提升学生的建模能力与科学推理素养。

比如在鲁科版高中物理必修第二册第 4 章第 3 节《人类对太空的不懈探索》教学中，教师设计天体追及相遇问题习题，将习题呈现给学生：“轨道平面和地球赤道平面重合的卫星称为赤道卫星……某时刻该卫星位于地球 0^∘ 经线上方，每 3 天通过东 8 区赤道上某一建筑 6 次，并且每 3 天都刚好回到 0^∘ °经线上方。该卫星绕地球运行的周期是？”学生在解题过程中因为无法在脑海中构建赤道卫星的运动过程，遇到较多困难。教师利用GeoGebra 软件技术将赤道卫星的运动过程进行直观展示，标注出地球 0^∘ 经线、卫星运动轨迹、旋转角度等。学生在观看可视化动画的过程中看到卫星运动中旋转角度的增加，看到天体运动的整个过程，直观构建天体追及相遇模型，分析题目条件解决问题。

（二）基于由浅入深的物理习题可视化教学

高中物理习题牵涉概念众多，这些抽象的概念无法从具体生活中感知，增加学生理解难度。因此在高中物理习题教学中，教师将复杂习题拆解为多个难度递进的子问题，并借助可视化演示逐一突破。教师先为学生演示与习题有关的简单概念，在学生理解后循序渐进，演示与习题有关的物理概念，建立起物理模型，提升理解效果[2]。此外，教师还可以设计阶梯式练习，引导学生从基础情境出发，逐步拓展至综合应用。由浅入深巩固基础知识，培养学生逻辑思维与迁移能力。

比如在鲁科版必修第三册第2 章第3 节《电势差与电场强度的关系》教学中，习题条件为：“两个同量同种正电荷位于 x 轴上，相对原点对称分布”，需要学生找出正确描述电场强度与电势随 x 变化规律的图像。教师引导学生分析习题条件，对习题中的基础概念进行回顾和理解。习题中提到了电场、电势概念，教师利用 GeoGebra 软件技术直观呈现单个电荷的电势分布三维图。学生从可视图中看到代表等势面的圆圈，理解电势和电荷。然后教师再次展示两个等量正电荷的电场线分布、两个等量正电荷电势分布三维图，学生从电场线疏密程度判断电场强度，构建抽象概念模型，然后将图式迁移解决问题。

（三）基于变易理论的物理习题可视化教学

高中物理中的力学动态平衡、电学恒定电流等动态类知识对学生抽象思维、推理能力提出较高要求。凭借口头讲解与板书难以将其动态转化，不易理解。因此教师应用 GeoGebra 软件技术， 动态对比突出问题的本质属性 [3]。变易理论指的是在变与不变中对比、分析、归纳总结方法，掌握规律。教师将变式习题归纳整合，保持核心物理规律不变，仅调整个别条件，利用 GeoGebra 同步呈现多种情形的可视化结果，引导学生归纳、共性规律与差异特征。通过反复观察变量控制下的现象变化，学生更清晰地把握物理概念的内在关联，形成结构化知识网络，提升解决变式问题的能力。

比如在鲁科版高中物理必修第一册第4 章第3 节《共点力的平衡》教学中，教师布置习题为：“在光滑的圆弧上放置静止小球，球的左端放置一个竖直挡板。在竖直挡板缓慢向右移动的过程中，小球被推着沿圆弧向上运动。在挡板移动过程中，小球受到的力发生了什么变化？”学生在解答这个问题时因为不理解小球运动中的动态平衡，小球受到力如何改变，解答思路受阻。因此教师利用 GeoGebra 软件技术进行可视化演示，动态演示小球运动过程中的受力变化情况。学生在直观的动画演示中看到小球运动每个时刻受到的力，通过分析发现合力为 0，处于动态平衡状态。在运动过程中，小球受到的重力是不变的，挡板的支持力和圆弧的支持力作为变量，在小球运动过程中逐渐增大。

结束语

综上所述，基于 GeoGeBra 软件技术的高中物理习题可视化教学贴合学生认知水平与学习方式，对提高学生解题能力、思维能力等关键能力起到促进作用。教师打破常规习题教学思维，将习题以可视化方式展示，借助真实情境与过程演示构建物理模型，深化学生对物理概念、方法的理解，培养学生高阶思维，提升学生解题质量。在未来，教师应继续探索 GeoGeBra 软件技术在高中物理教学中的更多应用策略，为培养全面发展的人才奠定良好基础。

参考文献

[1] 何建华 . 高中物理习题教学的策略与方法探讨 [J]. 数理天地( 高中版 ),2025,(20):110-112.

[2] 王丹 . 如何在高中物理教学中应用好 GeoGebra 软件 [J]. 课堂内外 ( 高中版 ),2024,(03):50-51.

[3] 相钢军 . 基于 GeoGebra 软件的高中物理可视化教学探讨 [J].中学科技 ,2024,(01):21-23.

本文系：福建省三明市基础教育科学研究 2025 年度课题“基于GeoGebra 的高中物理可视化教学资源开发及教学融合研究” （课题编号为JYKT-25111）阶段性研究成果。