《1簡諧運動》教學設計(北京市縣級優(yōu)課)-物理教案

教學設計內(nèi)容要求教學案例基本信息對應信息技術(shù)主題T11技術(shù)支持的課堂導入T12技術(shù)支持的課堂講授學科物理學段高中年級2年級案例名稱簡諧運動教材書名：高中物理選修3-4出版社：人民教育出版社出版日期：2010年4月教學案例設計參與人員分工（可修改）姓名單位聯(lián)系方式設計者翟爽北京市日壇中施者翟爽北京市日壇中科指導者王軍羅瑩朝陽區(qū)教育研修北京師范大學信息技術(shù)指導者劉偉洪?；ū本┦腥諌袑W北京市日壇中學課件制作者翟爽北京市日壇中程說明（信息技術(shù)與學科教學內(nèi)容結(jié)合方面的指導思想與理論依據(jù)）：簡諧運動的位移時間圖像是本節(jié)課的重點也是難點，位移圖像十分抽象，教學過程中要采用不同的實驗方式，多角度呈現(xiàn)x-t圖像的獲得過程，逐步加深理解。運用PPT播放視頻，把學生帶入生活情景中去，有利于學生對現(xiàn)象的感知。運用PPT動畫，展現(xiàn)位移是從平衡位置指向某位置的有向線段特別直觀。繪制簡諧振動的圖像需要時時記錄位移和時間，采用頻閃照相的方法最好。但限于儀器缺乏，采用視頻截屏（potplayer按每3ms截屏）并疊加的辦法，巧妙代替了頻閃照相技術(shù)，而且疊加的過程讓學生更深刻的理解了頻閃相片。采用位移傳感器再次分析簡諧運動圖像，有利于加深學生對位移時間圖像的理解。利用白板，采用標準正弦函數(shù)拖拽的方式，巧妙證明x-t圖像是正弦函數(shù)。增強科學的嚴謹性同時，教給學生處理問題的方法。采用聲音傳感器分析生活中的其他振動圖像，能夠提升學生對機械振動的認識。信息技術(shù)環(huán)境軟硬件要求及搭建環(huán)境情況硬件：計算機、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器軟件要求：Windows、Flash播放插件、potplayer視頻處理軟件、畫圖工具教學背景分析【教材分析】“簡諧運動”是高中物理階段的最復雜的質(zhì)點運動模型，與前面所學的勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、圓周運動等運動形式有很大區(qū)別。但對運動模型的認識過程大致相似。學習簡諧運動可以使學生對質(zhì)點運動的認識更加全面深入，進一步鞏固對力學基本概念和基本規(guī)律的理解和應用?！緦W情分析】1.已經(jīng)研究過勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動，理解描述運動的基本物理量。2.了解研究運動的思維方式和基本方法?；镜倪\動觀念已經(jīng)形成。3.學生具備建立理想化模型的思想，但是面對復雜的振動問題，構(gòu)建物理模型依舊是難點。4.學生已經(jīng)學習過三角函數(shù)的數(shù)學知識，但遺忘嚴重。同時，學生缺乏把數(shù)學函數(shù)與物理情景相結(jié)合看問題的能力，跨學科知識遷移能力比較弱。因此，學生對函數(shù)公式的理解還存在一定的困難。教學目標【教學目標】1.知識與技能：了解機械振動的周期性與對稱性認識彈簧振子，理解彈簧振子的位移時間圖像。理解簡諧運動的定義。2.過程與方法：通過對彈簧振子模型特點的認識，再次領會忽略次要因素，抓住主要因素，建立理想模型的科學研究方法。通過頻閃照片圖像分析，理解簡諧運動的位移時間圖像是一條正弦曲線。3.情感態(tài)度與價值觀：體會用數(shù)學方法證明圖像時正弦曲線的過程，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W研究態(tài)度。能夠列舉生活中的機械運動，鼓勵親身感受生活中振動現(xiàn)象的存在。正確認識科學的本質(zhì)，了解生活中的大多數(shù)振動都不是純粹的單一頻率的簡諧運動，一切振動都可以看成是若干簡諧運動的疊加?！竞诵乃仞B(yǎng)落腳點】1.物理觀念：（1）具備經(jīng)典的時間和空間觀念，能從時空觀的角度分析問題。2.科學思維：面對多種復雜的振動現(xiàn)象，學生能利用分析綜合、歸納演繹、抽象概括等方法，對相聯(lián)系的運動狀態(tài)進行科學推理，并找出規(guī)律，形成結(jié)論。具備構(gòu)建理想化物理模型（彈簧振子）的意識和能力。能正確運用科學思維方法，定性的描繪彈簧振子位移時間圖像。3.科學探究：具有科學探究意識，設計方案證明位移時間圖像為正弦曲線。4.科學態(tài)度與責任：在探究簡諧運動位移時間規(guī)律的過程中，能運用數(shù)學知識進行分析，并發(fā)表自己的見解。在這個過程中培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度?！窘虒W重點】1.認識彈簧振子，會分析彈簧振子位移時間圖像。2.知道什么是簡諧運動【教學難點】簡諧運動的位移時間圖像教學過程教學階段驅(qū)動問題教師活動學生活動設計意圖技術(shù)應用時間安排環(huán)節(jié)一：復習引入振動物體有哪些共同特征？【提出問題】高一必修階段，我們曾經(jīng)研究過很多種運動？大家回顧一下都有哪些？【播放視頻】播放琴弦振動、鐘擺擺動、翅膀振動和活塞振動的視頻?！締l(fā)講授】機械振動空間——對稱性（平衡位置）時間——周期性【回顧舊知識】1.直線運動：勻速直線運動——合外力為零勻變速直線運動——合外力恒定2.曲線運動：平拋運動——只受重力作用勻速圓周運動——合力大小不變，指向圓心【觀察總結(jié)】1.振動物體以一個中心點做往復運動2.列舉生活中類似的運動實例。蕩秋千、鋼尺的振動、木馬的搖擺、樹葉的晃動等【事實經(jīng)驗】回顧已有的運動形式，為新知識學習做鋪墊?！韭?lián)系生活】初步認識振動現(xiàn)象。定義機械振動、了解機械振動性質(zhì)，知道“平衡位置”。T11技術(shù)支持的課堂導入5分鐘環(huán)節(jié)二：建立理想化模型哪個振動最簡單，易研究【演示實驗】不充氣時，滑塊在導軌上的運動情況充氣情況，滑塊在導軌上的運動情況【啟發(fā)講授】什么是位移？振動問題中，位移起點選在平衡位置?！居^察，建立物理理想化模型】1.忽略摩擦，滑塊看成質(zhì)點，輕彈簧2.列舉已經(jīng)接觸過的理想化模型：質(zhì)點、點電荷、光滑斜面【思考、傾聽】1.回顧位移的概念2.在振動中，振子處于不同位置時，知道位移大小【建立物理理想化模型】忽略次要因素，具備構(gòu)建理想化物理模型的意識和能力。5分鐘環(huán)節(jié)三：分析彈簧振子位移時間圖像，定義簡諧運動彈簧振子的位移規(guī)律是怎樣的？【布置任務】定性分析彈簧振子的位移時間關系【展示頻閃圖片】解釋頻閃圖片做法【提出問題】圖像看著像三角函數(shù)不等于就是。如何證明位移時間圖像是正弦函數(shù)？【演示】標準函數(shù)和圖像進行對比?！局v授】定義簡諧運動：質(zhì)點的位移與時間的關系遵從正弦函數(shù)規(guī)律，即振動圖像是一條正弦曲線，這樣振動我們稱為簡諧運動?！久枥L位移圖像】觀察實驗錄像，定性描繪位移圖像，并解釋?！居^察、總結(jié)】位移時間圖像是三角函數(shù)，若取平衡位置為零點，則是正弦函數(shù)【討論】寫出正弦函數(shù)，代數(shù)驗證【觀察、得出結(jié)論】彈簧振子位移圖像是正弦曲線【傾聽、理解】【理解彈簧振子位移規(guī)律】培養(yǎng)嚴謹?shù)那髮W態(tài)度【理解簡諧運動的概念】T12技術(shù)支持的課堂講授T12技術(shù)支持的課堂講授25分鐘環(huán)節(jié)四：如何檢驗一個機械振動是不是簡諧運動？雙彈簧作用下的滑塊的振動也是簡諧運動嗎？【演示實驗】DIS實驗演示雙彈簧作用下的滑塊的位移時間圖像?！静孪?、觀察、理解】【整合與提升】通過對雙彈簧振動圖像的觀察，加深對簡諧運動理解。T12技術(shù)支持的課堂講授8分鐘環(huán)節(jié)五：拓展與應用【演示實驗】DIS實驗觀察聲音振動圖像2.生活中的振動都是簡諧運動合成的結(jié)果【觀察、內(nèi)化】【整合與提升】通過對生活中其他振動圖像的觀察，加深對機械振動的理解。T12技術(shù)支持的課堂講授2分鐘

學習效果評價評價方式：教學設計之前進行前測，課后再進行后測，對比分析學習效果。本教學設計與以往未使用信息技術(shù)教學設計相比的特點(300-500字數(shù))位移時間圖像非常抽象，是簡諧運動的難點。教材采用沙擺實驗和觀看頻閃相片的方式進行教學。但沙擺實驗涉及到時空轉(zhuǎn)化，里面涉及的科學方法難以把握。運用視頻截屏處理的方式代替頻閃照相，結(jié)合DIS實驗，有利于學生深化理解簡諧運動位移時間關系。用數(shù)學方法證明圖像是正弦曲線的過程，若果是教材中的寫出函數(shù)，并且?guī)霐?shù)值驗證的辦法，工作量紛繁復雜，課堂上難以實現(xiàn)，只能簡單涉獵方法，不能充分說明問題。利用白板，采用標準正弦函數(shù)拖拽的方式，巧妙證明x-t圖像是正弦函數(shù)。培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W研究態(tài)度的同時，展現(xiàn)了采用靈活方式處理數(shù)學問題的巧妙之處。通過對不同聲音振動圖像的觀察，能幫助學生正確認識科學的本質(zhì)，了解生活中的大多數(shù)振動都不是純粹的單一頻率的簡諧運動，一切振動都可以看成是若干簡諧運動的疊加。教學反思本