《機(jī)械振動(dòng)“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”》教學(xué)設(shè)計(jì)與反思_第1頁(yè)
《機(jī)械振動(dòng)“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”》教學(xué)設(shè)計(jì)與反思_第2頁(yè)
《機(jī)械振動(dòng)“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”》教學(xué)設(shè)計(jì)與反思_第3頁(yè)
《機(jī)械振動(dòng)“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”》教學(xué)設(shè)計(jì)與反思_第4頁(yè)
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1、機(jī)械振動(dòng) “簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”教學(xué)設(shè)計(jì)與反思劉志堅(jiān)一、教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目的:1、知道機(jī)械振動(dòng)是物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的另一種形式,知道機(jī)械振動(dòng)的概念;2、知道什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力的特點(diǎn);3、理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化情況;教學(xué)重點(diǎn):1、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義,2、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、邏輯思維能力和實(shí)踐能力。教學(xué)難點(diǎn):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力特征。教學(xué)用具:彈簧振子、單擺、擺鐘、一端夾緊的鋼條、音叉課件:PPt文稿(帶Flash動(dòng)畫(huà))教學(xué)過(guò)程:1、提問(wèn):到目前為止,大家所了解的機(jī)械運(yùn)動(dòng)有哪幾種?(勻速直線運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng))。2、學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫(huà)。并說(shuō)說(shuō)是什么樣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。演示:?jiǎn)螖[、豎直

2、彈簧下的鉤碼的振動(dòng)。動(dòng)畫(huà):鐘擺,蕩秋千,思考:這些運(yùn)動(dòng)與我們以前了解的運(yùn)動(dòng)相比有什么區(qū)別?往復(fù)運(yùn)動(dòng)引出“機(jī)械振動(dòng)”概念。動(dòng)畫(huà)舉例:衣物在微風(fēng)中的搖擺,木板的顫動(dòng)、人走路時(shí)手臂的擺動(dòng),地震。3、思考:物體為什么會(huì)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)呢?物理學(xué)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的研究:(1)受力特征;(2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí),受力有何特征?運(yùn)動(dòng)規(guī)律怎樣?學(xué)生繼續(xù)觀察演示和動(dòng)畫(huà),然后討論機(jī)械振動(dòng)的受力特征明確:物體一旦離開(kāi)平衡位置,就會(huì)受到一個(gè)指向平衡位置的力的作用。引出“回復(fù)力”概念:4、教師講述:從今天開(kāi)始,我們來(lái)了解機(jī)械振動(dòng)的一些最基本的知識(shí)。研究振動(dòng)也從最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)著手,這種振動(dòng)叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。演示:氣墊彈簧振子

3、的運(yùn)動(dòng)。引出理想模型:彈簧振子:在忽略摩擦和空氣阻力以及彈簧質(zhì)量的情況下,小球和彈簧組成的系統(tǒng)。5、彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng),必定受到回復(fù)力作用。請(qǐng)注意觀察振子的運(yùn)動(dòng),思考:是什么力在充當(dāng)回復(fù)力呢?這個(gè)力的大小和方向有什么特點(diǎn)呢?請(qǐng)大家分組討論,填寫(xiě)思考題。思考題:振子由A向O運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧彈力的方向指向_O_點(diǎn);振子由O向A 運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧彈力的方向指向 O 點(diǎn);振子由A 向O運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧彈力的方向指向 O 點(diǎn);振子由O向A運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧彈力的方向指向 O 點(diǎn);根據(jù)胡克定律,彈簧彈力的大小F= kx 。是 彈 力充當(dāng)回復(fù)力。思考提示:動(dòng)畫(huà)歸納:彈簧振子所受彈力是使振子振動(dòng)的回復(fù)力方向:總是指向平衡

4、位置,大?。篎=kx (填表)式中:k為常數(shù),叫勁度系數(shù),簡(jiǎn)稱勁度; x為彈簧的形變量6、請(qǐng)仔細(xì)觀察,看看在振動(dòng)過(guò)程中振子到平衡位置的距離跟彈簧的形變量x有怎樣的關(guān)系,(動(dòng)畫(huà)) 振動(dòng)物體總在平衡位置附近作往復(fù)運(yùn)動(dòng),根據(jù)這個(gè)特點(diǎn),我們對(duì)振動(dòng)的位移作規(guī)定:振子的位移:以平衡位置為起點(diǎn),叫做偏離平衡位置O的位移。提問(wèn):這樣規(guī)定位移后,振子振動(dòng)過(guò)程中,位移的大小與彈簧的伸長(zhǎng)量或縮短量有怎樣關(guān)系?位移的方向有什么特點(diǎn)?(動(dòng)畫(huà)) (填表)7、提問(wèn):彈簧振子的回復(fù)力的大小、方向與振動(dòng)的位移大小、方向有怎樣的關(guān)系?(動(dòng)畫(huà))引出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)概念。8、教師:當(dāng)振動(dòng)物體所受回復(fù)力滿足F=-kx時(shí),物體的振動(dòng)就叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

5、。那么,做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律又是怎樣的呢?我們已經(jīng)知道了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力情況?,F(xiàn)在,先請(qǐng)證明:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度a=-kx/m9、接下來(lái),請(qǐng)同學(xué)們思考并填寫(xiě)下面的表格填表(大小填“增大”或“減小”或“不變”等;方向填“指向O”或“指向A”或“指向A”等):振子運(yùn)動(dòng)AOOA AOOAX大小方向F大小方向a大小方向v大小方向動(dòng)能EK勢(shì)能Ep機(jī)械能E10、小結(jié)并布置作業(yè):練習(xí)一(2)、(3)、(4)二、教學(xué)反思(一)信息技術(shù)與課程整合的設(shè)想1、“機(jī)械振動(dòng)”概念的引入:(1)演示單擺的運(yùn)動(dòng),豎直彈簧振子的運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用媒體:?jiǎn)螖[;彈簧、重錘。(2)演示秋千和鐘擺的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)(文稿“秋千”頁(yè))。應(yīng)用媒體:用

6、“控件工具”插入PPt文稿的Flash動(dòng)畫(huà)(以下簡(jiǎn)稱“動(dòng)畫(huà)”)。讓學(xué)生觀察得出運(yùn)動(dòng)的共同點(diǎn):“往復(fù)運(yùn)動(dòng)”2、“機(jī)械振動(dòng)”概念學(xué)習(xí)的反饋:(學(xué)生舉出一些其它的振動(dòng)實(shí)例)應(yīng)用媒體:動(dòng)畫(huà):衣物在微風(fēng)中的搖擺,木板的顫動(dòng)、人走路時(shí)手臂的擺動(dòng),地震。(文稿“地震”頁(yè))。3、“回復(fù)力”概念的引入:(1)演示氣墊彈簧振子的運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用媒體:氣墊彈簧振子。(2)動(dòng)畫(huà)模擬,顯示振子的受力。應(yīng)用媒體:動(dòng)畫(huà)(文稿“動(dòng)畫(huà)”頁(yè))。4、研究“彈簧振子”的運(yùn)動(dòng)(1)觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng),重點(diǎn):振子的運(yùn)動(dòng)快慢變化。應(yīng)用媒體:氣墊彈簧振子。(2)動(dòng)畫(huà)模擬彈簧振子的運(yùn)動(dòng),學(xué)生觀察振子的運(yùn)動(dòng),分組討論,填寫(xiě)思考題,歸納出振子所受回復(fù)力

7、的大小、方向特征。應(yīng)用媒體:動(dòng)畫(huà)(文稿中的“動(dòng)畫(huà)”、“思考”頁(yè))。5、引入“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”概念:(1)觀察動(dòng)畫(huà),看看在振動(dòng)過(guò)程中振子到平衡位置的距離跟彈簧的形變量x有怎樣的關(guān)系。應(yīng)用媒體:動(dòng)畫(huà)(文稿中的“動(dòng)畫(huà)”頁(yè))(2)引入“對(duì)平衡位置的位移”概念。應(yīng)用媒體:動(dòng)畫(huà)(文稿中的“彈簧”頁(yè))。(3)繼續(xù)觀察動(dòng)畫(huà),看振子振動(dòng)過(guò)程中,位移的大小與彈簧的伸長(zhǎng)量或縮短量有怎樣關(guān)系?位移的方向有什么特點(diǎn)?應(yīng)用媒體:動(dòng)畫(huà)(文稿中的“動(dòng)畫(huà)”頁(yè))(4)引入“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”概念6、“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”學(xué)習(xí)反饋:觀察彈簧振子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà),填寫(xiě)表格。應(yīng)用媒體:動(dòng)畫(huà)(文稿“動(dòng)畫(huà)”、“表格”頁(yè))7、整合教學(xué)過(guò)程結(jié)構(gòu):演示:?jiǎn)螖[和豎直彈簧振子的

8、運(yùn)動(dòng)秋千和鐘擺動(dòng)畫(huà)學(xué)生舉例“衣物擺”等動(dòng)畫(huà)演示:氣墊彈簧振子的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)模擬振子的運(yùn)動(dòng)觀察思考討論動(dòng)畫(huà)模擬彈簧振子的運(yùn)動(dòng)觀察思考位移概念簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)概念簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的討論(二)信息技術(shù)與課程整合的反思“媒體”這一概念,從教學(xué)的角度來(lái)說(shuō),是聯(lián)系學(xué)生與他們所學(xué)知識(shí)以及教師與他所傳授知識(shí)的媒介。在物理教學(xué)中,在計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)得以應(yīng)用以前,教師所能利用的,只有實(shí)驗(yàn)器材和掛圖這樣一些傳統(tǒng)的媒體。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的應(yīng)用,使傳統(tǒng)的教學(xué)方式發(fā)生了很大的變化,計(jì)算機(jī)的多媒體以其良好的集成性和靈活的交互性以及動(dòng)態(tài)的直觀性,為優(yōu)化課堂教學(xué)提供了一個(gè)寬廣的舞臺(tái)。在物理教學(xué)中,計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)的教學(xué)媒體相比較,有它獨(dú)具的

9、優(yōu)勢(shì)。關(guān)于這一點(diǎn),本人曾經(jīng)寫(xiě)了一篇文章“談多媒體在物理教學(xué)中的應(yīng)用”談及。在此只是結(jié)合本課時(shí)的多媒體應(yīng)用談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)當(dāng)明確一點(diǎn),那就是:多媒體技術(shù)是輔助教學(xué)的一種手段。這一點(diǎn),在物理教學(xué)中是尤其重要的,因?yàn)槲锢硎且婚T(mén)實(shí)驗(yàn)的科學(xué),物理概念和規(guī)律都是建立在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)之上。所以,我們不能以輔代主,比如說(shuō),以多媒體動(dòng)畫(huà)取代物理實(shí)驗(yàn)。因此在教學(xué)過(guò)程中,我注意以實(shí)驗(yàn)為主,以動(dòng)畫(huà)為輔?!皺C(jī)械振動(dòng)”概念的教學(xué):?jiǎn)螖[和豎直彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是直觀的,由學(xué)生親眼目睹;而秋千和鐘擺的運(yùn)動(dòng)也是學(xué)生所熟悉的,這里引入動(dòng)畫(huà),也是為了使學(xué)生把實(shí)際的物理現(xiàn)象與抽象的“振動(dòng)”概念更好地聯(lián)系起來(lái)?!盎?/p>

10、復(fù)力”概念的教學(xué):學(xué)生觀察氣墊彈簧振子的運(yùn)動(dòng),可以指出振子所受彈力大小的變化情況,但對(duì)力的方向所具有的特征,分析起來(lái)就比較吃力,而借助于動(dòng)畫(huà),則可以把力的方向直觀地展現(xiàn)在學(xué)生的眼前,使學(xué)生對(duì)回復(fù)力的概念有更深切的感受?!昂?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”概念的教學(xué):這是本課時(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。教材以“彈簧振子”為例而引入這一概念。這一概念的教學(xué),第一步是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“彈簧振子”的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),包括對(duì)運(yùn)動(dòng)情況和受力特征的認(rèn)識(shí)。在此,多媒體動(dòng)畫(huà)顯示出實(shí)驗(yàn)器材不具有的優(yōu)越性:我制作的動(dòng)畫(huà),可將振動(dòng)過(guò)程放慢,讓學(xué)生看得更仔細(xì);可隨時(shí)將運(yùn)動(dòng)暫停,把實(shí)驗(yàn)以動(dòng)、靜結(jié)合的形式展示出來(lái)進(jìn)行分析。第二步是讓學(xué)生了解“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”的概念,這里有一

11、個(gè)從“彈簧形變量”到“振子離開(kāi)平衡位置的位移”由形象到抽象的過(guò)渡,借助于動(dòng)畫(huà),使得這一過(guò)渡比較平穩(wěn)、自然,學(xué)生易于接受。第三步是對(duì)“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”知識(shí)的學(xué)習(xí)反饋。對(duì)“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”規(guī)律的認(rèn)識(shí),包括對(duì)回復(fù)力、離開(kāi)平衡位置的位移、加速度、速度以及振動(dòng)能量這些物理量的變化規(guī)律的認(rèn)識(shí)。面對(duì)這么多的變量,如果讓學(xué)生只是眼盯著實(shí)驗(yàn)器材去思考,很難取得好的教學(xué)效果,而在我設(shè)計(jì)的動(dòng)畫(huà)中,以上這些物理量的變化情況都以可變化長(zhǎng)度的箭頭形象地表示了出來(lái),其目的是希望能將這些抽象的變化規(guī)律以形象的動(dòng)畫(huà)形式印入學(xué)生的腦海中。將計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用于輔助教學(xué),可以說(shuō)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。它應(yīng)盡可能地體現(xiàn)先進(jìn)教學(xué)理論,以創(chuàng)設(shè)情境為主要任務(wù)。為了使創(chuàng)設(shè)情境得以實(shí)現(xiàn),需要對(duì)多媒體課件進(jìn)行精心設(shè)計(jì),這就需要設(shè)計(jì)者充分理解教材,明確教學(xué)和學(xué)習(xí)目標(biāo),把握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn);據(jù)此理順教學(xué)思路,考慮學(xué)生的認(rèn)知水平等等。然后是如何將自己的設(shè)想盡可能完美地通過(guò)多媒體體現(xiàn)出來(lái)這一工作就與設(shè)計(jì)者對(duì)多媒體技術(shù)掌握的程度有極大的關(guān)系。多媒體輔助教學(xué)的功能是極其強(qiáng)大的,在多年來(lái)應(yīng)用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的過(guò)程中,我越來(lái)越感覺(jué)自己對(duì)多媒體技術(shù)的了解還很不夠,可以說(shuō)現(xiàn)在還只是了解了它的一些皮

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