几何画板、Excel与Word作图比较

几何画板、Ｅｘｃｅｌ与Ｗｏｒｄ作图比较作者：孙孜
来源：《中学数学杂志(高中版)》2009年第02期
图形在数学中占有十分重要的地位，作图在数学教学中很普遍. 目前数学教学中常用的作图工具有3种，即几何画板、Excel和 word. 其中，又以几何画板和Excel的使用较为普遍. 本文拟对三者进行比较，并介绍一些实用的作图技巧.
1 三者的主要功能与特点
1.1 几何画板简介及其作图特点
“几何画板”是美国软件The Geometer's Sketchpad的汉化版，它非常适合于立体几何、解析几何的教学. 它是为数学教学研制的专业软件，以其入门容易和操作简单的优点及其强大的图形和图像功能、方便的动画功能被许多数学教师看好，自引入中学教学以来，已为广大教师所熟悉与喜爱.
以前，教师通常是用直尺和圆规进行几何图形的教学. “几何画板”则是以点、线、圆作为基本元素(类似于圆规、直尺等工具)来绘制图形，从某种意义上讲用几何画板绘图是“尺规作图”的现代延伸.
几何画板主要有下列特点：
(1)独特的变换功能. “几何画板”提供了平移、旋转、缩放等多种变换图形的功能.
(2)独特的描绘轨迹功能. “几何画板”能对动态的对象进行追综，显示其“轨迹”，并能展示轨迹的形成过程. 教学中，可以借助这一功能让学生预先猜测轨迹的形状，进行必要的猜想.
(3)变动的情况下保持已设定的几何关系不变. 比如，中点、平行、垂直等关系，无论图形怎么拖动，相对关系都不变. 这样有利于学生从变化的图形中发现不变的规律.
1.2 Excel简介及其作图特点
Excel内置11类300多个函数，功能十分强大，它被广泛地用于财政、金融、统计等领域，但在数学教学中的应用却鲜为人知. 将Excel引入数学教学，苏州大学的徐稼红老师做出
了重要贡献，其著作《Excel、word与数学教学》独树一帜，堪称经典. 目前，“苏教版”高中教材中涉及到的图形都采用Excel作图，这对Excel的推广起着不可替代的作用.
Excel作图的基本思想就是“描点”，即“列表、描点、连线”. 它能使作图的数据与图表并存. 通过Excel可以方便地作出各种函数图像，也可以分析、处理数据：通过Excel图表可以方便地查看数据的差异、预测趋势等. Excel提供了计算机与数学课程整合的新途径，是开展数学建模、数学探究活动的理想计算工具.
Excel作图最大的优点是：通过Excel作图能使学生在正确、迅速、形象地获得图像的过程中，加深对图像及其性质的理解. Excel作图的独特之处在于，它能使学生清晰地看到图像的来源(一个个点是如何绘制而成的，每个点的坐标都能清楚地出现在Excel工作表中). 清楚地再现图像的产生过程，这样可以使学生更加相信图形的真实性与科学性.
1.3 Word简介及其作图特点
Word是十分普及的文字处理软件，它同时也提供了一套绘制图形的工具，可以借助它创建各类几何图形或曲线，功能十分强大. Word“绘图”工具栏中有“直线”、“箭头”、“矩形”、“椭圆”四个按钮，可以直接绘制简单的图形. “自选图形”按钮下还有130多种自选图形，包括若干基本的几何图形. Word的主要优点在于：它使得图形更加规范与精美.
1.4 三种作图方式的比较
*演示动态图像选择几何画板效果更好，作静态图像用word显得更美观. 尽管Excel和Word也能演示动态的图形，然而，与几何画板相比，借助它们作动态图像需要一定的编程知识，相对繁琐.
*画条形图用Excel和word比较方便. 立体几何用几何画板，函数图像用Excel较好.
*Word“绘图”工具中，提供了多种变换——垂直，水平，旋转，即画出的图形可以变换，而且效果好，尺寸小.
*Excel的图表类型众多. 有面积图、柱形图、条形图、折线图、饼图、散点图、气泡图、雷达图、曲面图、圆锥图、圆柱图和棱锥图等.
*几何画板运动灵活，便于现场演示，使得师生互动交流不受限制. 它特别适合立体几何教学，借助它能够较好地培养学生的空间想象能力.
2 常用的作图技巧
2.1 几何画板作图技巧
*用几何画板绘制几何图形时，需要考虑各个对象之间的几何关系，而不是基本元素(点、线、圆)的简单堆积.
*若几个对象有重叠或者部分重叠，选择时可以观察屏幕左下方“提示栏”的提示.
*对于绘制图形的辅助线，一般情况下不能删除，否则相关对象也会随之消失，因此只能隐藏.
2.2 word作图技巧
*word作图时往往会发现它会自动插入画布把所画的图形限定在其中. 实际画图时是用不到的，通过选择“工具→选项→常规”清除“插入‘自选图形’时自动创建绘图画布”的复选框.
*打开绘图工具栏上的“绘图”菜单，单击“绘图网格”，在“绘图网格”对话框的“对齐”选项中去掉默认的“对象与网格对齐”复选框(去掉对勾“√”). 这样设置的好处是：设置后可以在平面中的任意位置绘图，且能自由移动图形.
*使用word作图时常常发现图形移动总不能满足自己的要求. 这是有技巧的：选中图形，并按住【Ctrl】键，这样就能实现一点点地移动，直到满意为止. 此外，运用“编辑定点”功能，也能很好的调节图形.
*用“矩形”、“椭圆”按钮画图时，按住【Shift】键可以画出标准的正方形和圆. 通过按住【Shift】键，可以画出水平线或者15°倍数的线.
2.3 Excel作图技巧
文献[1]对Excel作图技巧有详细论述，本文不再赘述.
几何画板、Excel与word三者各有所长，分别能画出各种图形. 他们互为补充，共同服务于数学教学，并不是非此即彼，水火不容. 至于如何选择，这与教师的喜好、教学实际需要等因素有关，不必强求用某种统一的方式. 无论使用什么方式都以最大限度提高教学效率为最高目标与标准.
参考文献
[1] 徐稼红.Excel、word与数学教学[M].南京：江苏教育出版社.2006.
[2] 陶维林.几何画板实用范例教程[M].北京：清华大学出版社，2001.
[3] 金伯林.巧改设置，让Word图形精确定位[J].电脑迷，2006，19.
[4] 朱永金.Word中巧绘图[J].四川职业技术学院学报，2003，2.
作者简介孙孜，南京师范大学数学与计算机科学学院硕士研究生.主要研究方向：数学课程与教学论.发表文章数篇.。