“ 简谐运动 ” 教学设计及点评.docx

“ 简谐运动 ” 教学设计及点评“ 简谐运动 ” 教学设计及点评 本文关键词：简谐运动，教学设计，点评“ 简谐运动 ” 教学设计及点评 本文简介：“简谐运动”教学设计及点评一、教学综述“简谐运动”是中学物理中重要的一种运动形式，也是最简洁的一种机械振动的形式。在通常的教学过程中，采纳的是试验引入分析的方法，演示弹簧振子，定性分析它在运动过程中的受力、加速度大小和方向、速度大小和方向、位移大小和方向的改变，然后定量分析弹簧振子受力与位移的关系，“ 简谐运动 ” 教学设计及点评 本文内容：“简谐运动”教学设计及点评一、教学综述“简谐运动”是中学物理中重要的一种运动形式，也是最简洁的一种机械振动的形式。在通常的教学过程中，采纳的是试验引入分析的方法，演示弹簧振子，定性分析它在运动过程中的受力、加速度大小和方向、速度大小和方向、位移大小和方向的改变，然后定量分析弹簧振子受力与位移的关系，从而得到了简谐运动的特点和定义。在此基础上定义简谐运动的周期、振幅等物理量。我们认为这样的教学过程虽然从试验的角度将简谐运动进行了演示，并从中得到了一些结论，但是整个教学过程是在行为主义教学理论指导下进行的，强调的是老师的讲解和学生的接受，忽视了学生的主动发觉过程。因此，我们将教学过程和内容支配做了一些调整，引导和指导学生通过自己的努力去发觉问题，并得到一些规律和概念性的学问。从对圆周运动的探讨起先，利用“几何画板”描绘做匀速圆周运动的质点在Y轴上投影点的“位置时间”关系图象，然后在虚拟试验软件上描绘出弹簧振子的“位置时间”关系图象，通过比较，找寻二者的关系，最终利用真实的演示试验验证所得结论。至于描述简谐运动的物理量-周期和振幅可以指导学生结合对匀速圆周运动的探讨进行独立探究式学习。在这个教学过程中充分利用“几何画板”供应的平台支持和前述学问，温故“问”新，试图努力提高学生的思维水平。二、教学过程1.简谐运动特点1.1.探讨匀速圆周运动演示做匀速圆周运动的质点在Y轴上的投影点运动轨迹，并描绘出该点位置随时间的改变关系图象，如图1所示。引导学生视察图象形式，并依据数学学问，初步揣测其对应的函数形式。评述从匀速圆周运动起先本节课，是一个很好的创意，对学生后面进行探究学习过程开了一个好头。假如这里一起先不显示“Y轴上的投影点与时间关系图象”，让学生想象探讨后，对学生的思维拓展及本节课后面学习会更有帮助。1.2.虚拟演示弹簧振子的运动运行利用几何画板制作的弹簧振子虚拟演示，描绘振子在振动过程中位置随时间的改变图象，如图2所示，与上述图象对比，揣测此图象的函数形式。1.3.真实演示弹簧振子的运动验证计算机演示的弹簧振子“位置时间”图象是否符合真实的物理过程。试验简介：将弹簧振子放在气垫导轨上，横向引出一条铁丝，铁丝的另一段固定一医用输液针头，针头和输液管相连，输液管上端（较高处）连接着装有墨水的输液瓶子。（将输液用的一套设备借用过来了）。针头下面平铺白纸，为了使白纸匀速运动，将其以电机带动最好。调整好初始状态，起先运动后就可以描述弹簧振子的“位置时间”关系图象了。当然，假如有比较好的试验条件，也可以在气垫导轨上安装传感器装置，利用计算机干脆将图象打印出来，效果更好。（这有点象心电图的实现过程了）。评述1.2与1.3这两个环节的教学设计是信息技术与课程整合的落例，让实物试验与虚拟试验优势互补，从而提高教学效益。不过，我个人认为假如能够把两节次序颠倒一下，会更能体现整合的优势，因为实物试验能够反映更多的信息，有更大的可信度，而虚拟试验能够更精确反映试验现象与规律。1.4.比较试验结果1.4.1比较“位置时间”图象引导学生比较1.1、1.2和1.3步骤中得到的图象，发觉它们都是正弦（余弦）函数关系，也就是，弹簧振子运动过程的规律与做圆周运动的质点在Y轴上的投影点运动规律一样。从图象的斜率可以推断速度的改变规律也一样。评述这一教学环节设计的特别好，引导学生比较前面教学中得到的图象，可以让学生在分析、比较、综合中得到抽象思维实力培育，在充分体验的基础上理解驾驭简谐振动的图象。1.4.2.分析受力特点老师指导学生探讨弹簧振子和圆周运动的Y轴投影受力特点。2在探讨过程中首先明确“平衡位置”的概念，对于弹簧振子来讲，在其振动方向上有合外力为零的位置，这个位置我们叫做“平衡位置”，在1.2和1.3中所描绘的“位置时间”图象都是以“平衡位置”作为位置坐标的起点（位置坐标的原点），也以振子在此位置的时刻为时间计时起点（时间坐标的原点）。2学生独立分析弹簧振子的受力特点，得出F=-ky结论，其中k为弹簧的劲度系数，y为振子的位置坐标（等于相对平衡位置的位移），弹簧振子受所受力的大小与它相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反。评述在传统教学中，老师由于教学理念等诸多缘由，在此处总是老师实行灌的方式，老师讲的口干舌燥，学生学的云里雾里不得要领。而齐老师这篇教学设计，能够大胆地让学生在老师指导下进行探究学习，充分发挥了学生的主体作用。建构主义及脑科学的探讨已经告知了我们，只有学生觉得有意义及引起他们的认知冲突，才能促进他们主动学习，也只有这样才能真正培育他们的创新实力、分析解决问题的实力。1.4.3.得出结论从上面的分析可以得出，弹簧振子的运动和受力特点与做匀速圆周运动的质点在Y轴上投影的运动特点完全一样，或者说，匀速圆周运动的Y方向分运动与弹簧振子的运动一样。1.5.简谐运动我们将象弹簧振子那样的运动叫做简谐运动，所受的力符合F=-kx形式，这个力叫做回复力。依据上述分析过程，学生独立概括简谐运动的特点（可以分组探讨，然后小组代表发言），要求所概括的特点至少包含受力和运动两方面。通过上述分析也简单看出，匀速圆周运动的Y方向分运动就是简谐运动，同样道理，X方向的分运动也是简谐运动，或者可以将匀速圆周运动看成两个相互垂直的简谐运动的合运动。因此，我们可以通过探讨匀速圆周运动和它的一个分运动来探讨简谐运动的一些规律。评述此处的教学设计可以说是起到了承上启下、画龙点睛的作用，为学生的深化探讨起到很好的辅垫作用。2.深化探讨指导学生利用“几何画板”分学习小组对下述问题进行探讨探讨，并阐述本组的探讨结果?简谐运动周期。在前面的演示中可以发觉弹簧振子的运动具有周期性，通过阅读教材了解“周期”的定义，然后探讨简谐运动的周期与哪些因素有关。（提示：可以借助圆周运动的Y方向分运动，在学生发言时可以同时进行下述推导过程：）简谐运动振幅。阅读教材，了解简谐运动振幅的定义，然后在“几何画板”上构造一个简谐运动，视察振幅的特点和与哪些因素有关。利用软件中供应的虚拟试验探讨简谐运动的图象。从图象中我们能够得到哪些信息，例如图象能反映哪些物理量及其改变规律等。构造弹簧振子（任选）。在虚拟演示中运用的弹簧振子没有完全反映出各个变量改变（劲度系数、振子质量、振幅）对振动的影响，依据所学学问，你利用“几何画板”再构造一个虚拟的弹簧振子振动试验演示，要求能够全面的体现出各个变量对其振动影响。用“几何画板”构造两个垂直方向运动的简谐运动合运动，看看在什么条件下合运动轨迹是圆，改变各个参量，视察合运动轨迹。（任选）当然，假如学生有探讨问题要激励他们尝试。评述学生在用几何画板构造一个简谐运动的过程，也是一个建模过程，更是物理与数学的数学方法的结合，而建模实力与数法实力也是学生一个很重要的实力。综述基础教化课程改革纲要（试行）里提出：“大力推动信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、老师的教学方式和师生互助组动力方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展供应丰富多彩的教化环境和有力的学习工具。”本教学设计充分体现这种新的教学思想，给我更深的印象是，充分发挥学生的主体作用，很好地把实物试验与虚拟试验结合整合起来，充分发挥信息技术的优势，让学生在科学探究中体验学习探讨的方法并获得学问。第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页