采用文献研究法和调查法,分析几何画板在中学物理教学中的应用情况,发现它的应用主要局限在针对单一知识点的课件制作,尽管这些课件形象直观,交互性强,具有教学实效性,但它们所属的物理知识点系统性不强,许多教师针对同一知识点重复开发课件,不利于几何画板在中学物理教学中的应用推广。本研究以现代教学设计理论为指导,以动态交互性、作图及计算功能强的几何画板为平台,选择人教版高中物理必修1中《第三章相互作用》为单元教学课题,对其进行系统的教学设计。按照现代教学设计的模式,在对该单元教学课题进行系统的教材分析及学情分析的基础上,开发了相关的实验资源和几何画板资源。将单元教学课题进行分解,单元课题视为一级教学课题,分解成6个二级教学课题,它们又被分解成27个三级教学课题,对这些子课题进行系统的教学设计。通过调查研究发现,尽管几何画板应用于物理教学具有许多优点,但很少有中学物理教师将其用于课堂教学。通过对单元课题《相互作用》进行系统的教学设计研究,进一步证实了:第一,几何画板的动态交互性特点运用于物理教学设计,有利于增强课堂教学的形象性及互动性。第二,利用几何画板的参数作图功能和函数作图功能,可以将物理量的变化动态地展示出来,有利于突破高中物理教学重点和教学难点。第三,以简易实验为中心的高中物理教学设计具有实效性,能提高课堂教学效率,与当今新课改的要求一致。除了证实上述已有研究结论外,本研究还发现:第一,综合运用几何画板的构造、变换、度量、数据及绘图功能,能解决高中物理教学中《力的合成》实验数据处理的难题,使该实验数据处理便捷化和形象化。第二,几何画板的隐藏/显示功能、链接功能利于图示策略的运用,使教师、学生能便捷地绘制高中物理概念图,促进学生构建良好的知识结构。第三,运用几何画板计算功能和文本功能,可以将动态变化的物理量的单位显示出来,解决了物理量单位与表示物理量大小的线段的单位混淆问题。第四,以几何画板为平台,对高中物理教学进行单元设计及课堂教学设计均具有可行性。通过本研究取得的实践成果有:第一,主要利用人体的组成部分及生活中的废旧材料作实验器具,设计简易实验23个;第二,开发了相关的几何画板课件6个,将它们分别命名为“力的合成实验数据处理器”、“合力演示器”、“合力计算器”、“斜面上重力分解动态演示器”、“支架受力分解动态演示器”及“力的分解疑难问题助力器”;第三,设计了基于几何画板平台的单元教学课件“人教版高中物理必修1《第三章相互作用》教学设计.gsp”。