機(jī)械振動簡諧運動教學(xué)設(shè)計與反思要點

1、機(jī)械振動"簡諧運動”教學(xué)設(shè)計與反思劉志堅一、教學(xué)設(shè)計教學(xué)目的：1、知道機(jī)械振動是物體機(jī)械運動的另一種形式，知道機(jī)械振動的概念；2、知道什么是簡諧運動，理解簡諧運動回復(fù)力的特點；3、理解簡諧運動中各物理量的變化情況； 教學(xué)重點：1、簡諧運動的定義，2、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、邏輯思維能力和實踐能力。教學(xué)難點：簡諧運動的回復(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動畫）教學(xué)過程：1、提問：到目前為止，大家所了解的機(jī)械運動有哪幾種？（勻速直線運動，勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動）。2、學(xué)生觀察實驗、動畫。并說說是什么樣的機(jī)械運動。演示：

2、單擺、豎直彈簧下的鉤碼的振動。動畫：鐘擺，蕩秋千，思考：這些運動與我們以前了解的運動相比有什么區(qū)別？一一往復(fù)運動引出“機(jī)械振動”概念。動畫舉例：衣物在微風(fēng)中的搖擺，木板的顫動、人走路時手臂的擺動，地震。3、思考：物體為什么會做往復(fù)運動呢？物理學(xué)對物體運動的研究：（1）受力特征；（2）運動規(guī)律。物體做機(jī)械運動時，受力有何特征？運動規(guī)律怎樣？學(xué)生繼續(xù)觀察演示和動畫，然后討論機(jī)械振動的受力特征一一明確：物體一旦離開平衡位置，就會受到一個指向平衡位置的力的作用。引出“回復(fù)力”概念：4、教師講述：從今天開始，我們來了解機(jī)械振動的一些最基本的知識。研究振動也從 最簡單、最基本的振動著手，這種振動叫簡諧運動

3、。演示：氣墊彈簧振子的運動。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、彈簧振子的運動是機(jī)械振動，必定受到回復(fù)力作用。請注意觀察振子的運動，思考：是什么力在充當(dāng)回復(fù)力呢？這個力的大小和方向有什么特點呢？請大家分組討論，填寫思考題。思考題：振子由A向。運動時，彈簧彈力的方向指向O點;振子由。向A運動時， 、 ' 、 - 、 彈簧彈力的方向指向_0_點；振子由A向O運動時，彈簧彈力的方向指向 0點；振子由。向A運動時，彈簧彈力的方向指向 0 點；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：動畫歸納：彈簧振子所受彈力

4、是使振子振動的回復(fù)力方向：總是指向平衡位置，大?。篎=kx（填表）式中：k為常數(shù)，叫勁度系數(shù)，簡稱勁度；x為彈簧的形變量6、請仔細(xì)觀察，看看在振動過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，（動畫）振動物體總在平衡位置附近作往復(fù)運動，根據(jù)這個特點，我們對振動的位移作規(guī)定：振子的位移：以平衡位置為起點，叫做偏離平衡位置。的位移。提問：這樣規(guī)定位移后，振子振動過程中，位移的大小與彈簧的伸長量或縮短量有怎樣關(guān)系？位移的方向有什么特點？（動畫）（填表）7、提問：彈簧振子的回復(fù)力的大小、方向與振動的位移大小、方向有怎樣的關(guān)系？（動 畫）引出簡諧運動概念。8、教師：當(dāng)振動物體所受回復(fù)力滿足F=

5、-kx時，物體的振動就叫簡諧運動。那么，做簡諧運動的物體的運動規(guī)律又是怎樣的呢？我們已經(jīng)知道了簡諧運動的受力情況?，F(xiàn)在，先請證明：簡諧運動的加速度a=-kx/m9、接下來，請同學(xué)們思考并填寫下面的表格填表（大小填“增大”或“減小”或“不變”等；方向填“指向0'或“指向A”或“指向A' ”等）：振子運動Z O0- AA 一 O0- AX大小方向F大小方向a大小方向v大小方向動能E勢能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”概念的引入：（1）演示單擺的運動，豎直彈簧振子的運動。應(yīng)用媒體：單擺；彈簧、重錘

6、。（2）演示秋千和鐘擺的運動動畫（文稿“秋千”頁）。應(yīng)用媒體：用“控件工具”插入PPt文稿的Flash動畫（以下簡稱“動畫”）。讓學(xué)生觀察得出運動的共同點：“往復(fù)運動”2、“機(jī)械振動”概念學(xué)習(xí)的反饋：（學(xué)生舉出一些其它的振動實例）應(yīng)用媒體：動畫：衣物在微風(fēng)中的搖擺， 木板的顫動、人走路時手臂的擺動， 地震。（文稿“地震”頁)3、“回復(fù)力”概念的引入：(1)演示氣墊彈簧振子的運動。應(yīng)用媒體：氣墊彈簧振子。(2)動畫模擬，顯示振子的受力。應(yīng)用媒體：動畫(文稿“動畫”頁) 。4、研究“彈簧振子”的運動(1)觀察彈簧振子的運動，重點：振子的運動快慢變化。應(yīng)用媒體：氣墊彈簧振子。(2)動畫模擬彈簧振子的

7、運動，學(xué)生觀察振子的運動，分組討論，填寫思考題，歸納出振子所受回復(fù)力的大小、方向特征。應(yīng)用媒體：動畫(文稿中的“動畫”、“思考”頁)。5、引入“簡諧運動”概念：(1)觀察動畫，看看在振動過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：動畫(文稿中的“動畫”頁)(2)引入“對平衡位置的位移”概念。應(yīng)用媒體：動畫(文稿中的“彈簧”頁)。(3)繼續(xù)觀察動畫，看振子振動過程中，位移的大小與彈簧的伸長量或縮短量有怎樣關(guān)系？位移的方向有什么特點？應(yīng)用媒體：動畫(文稿中的“動畫”頁)(4)引入“簡諧運動”概念6、“簡諧運動”學(xué)習(xí)反饋：觀察彈簧振子運動的動畫，填寫表格。應(yīng)用媒體：動畫(文稿“

8、動畫”、“表格”頁)7、整合教學(xué)過程結(jié)構(gòu)：（二）信息技術(shù)與課程整合的反思“媒體”這一概念，從教學(xué)的角度來說， 是聯(lián)系學(xué)生與他們所學(xué)知識以及教師與他所傳 授知識的媒介。在物理教學(xué)中，在計算機(jī)多媒體技術(shù)得以應(yīng)用以前，教師所能利用的，只有實驗器材和掛圖這樣一些傳統(tǒng)的媒體。計算機(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態(tài)的直觀性，為優(yōu)化課堂教學(xué)提供了一個寬廣的舞臺。在物理教學(xué)中，計算機(jī)多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)的教學(xué)媒體相比較，有它獨具的優(yōu)勢。關(guān)于這一點，本人曾經(jīng)寫了一篇文章“談多媒體在物理教學(xué)中的應(yīng)用”談及。在此只是結(jié)合本課時的多媒體應(yīng)用談?wù)勛约旱?/p>

9、認(rèn)識。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，首先應(yīng)當(dāng)明確一點，那就是：多媒體技術(shù)是輔助教學(xué)的一種手段。這一點，在物理教學(xué)中是尤其重要的， 因為物理是一門實驗的科學(xué)， 物理概念和規(guī)律都是建 立在實驗事實的基礎(chǔ)之上。 所以，我們不能以輔代主， 比如說，以多媒體動畫取代物理實驗。 因此在教學(xué)過程中，我注意以實驗為主，以動畫為輔?！皺C(jī)械振動”概念的教學(xué)：單擺和豎直彈簧振子的運動是直觀的，由學(xué)生親眼目睹；而秋千和鐘擺的運動也是學(xué)生所熟悉的，這里引入動畫，也是為了使學(xué)生把實際的物理現(xiàn)象與抽象的“振動”概念更好地聯(lián)系起來?！盎貜?fù)力”概念的教學(xué)：學(xué)生觀察氣墊彈簧振子的運動，可以指出振子所受彈力大小的變化情況，但對力的方向所具有的

10、特征，分析起來就比較吃力，而借助于動畫，則可以把力的方向直觀地展現(xiàn)在學(xué)生的眼前，使學(xué)生對回復(fù)力的概念有更深切的感受?！昂喼C運動”概念的教學(xué)：這是本課時的重點和難點所在。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“彈簧振子”的運動特點，包括對運 動情況和受力特征的認(rèn)識。在此，多媒體動畫顯示出實驗器材不具有的優(yōu)越性：我制作的動畫，可將振動過程放慢，讓學(xué)生看得更仔細(xì)；可隨時將運動暫停，把實驗以動、靜結(jié)合的形 式展示出來進(jìn)行分析。第二步是讓學(xué)生了解“簡諧運動”的概念，這里有一個從“彈簧形變 量”到“振子離開平衡位置的位移”一一由形象到抽象一一的過渡，借助于動畫，使得這一

11、 過渡比較平穩(wěn)、自然，學(xué)生易于接受。第三步是對“簡諧運動”知識的學(xué)習(xí)反饋。對“簡諧 運動”規(guī)律的認(rèn)識，包括對回復(fù)力、離開平衡位置的位移、加速度、速度以及振動能量這些物理量的變化規(guī)律的認(rèn)識。面對這么多的變量，如果讓學(xué)生只是眼盯著實驗器材去思考，很難取得好的教學(xué)效果， 而在我設(shè)計的動畫中， 以上這些物理量的變化情況都以可變化長度的 箭頭形象地表示了出來，其目的是希望能將這些抽象的變化規(guī)律以形象的動畫形式印入學(xué)生 的腦海中。將計算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用于輔助教學(xué)， 可以說是一項創(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)情境得以實現(xiàn)，需要對多媒體課件進(jìn)行 精心設(shè)計，這就需要設(shè)計者充分理解教材，明確教學(xué)和學(xué)習(xí)目標(biāo)，把握學(xué)習(xí)的重點和難點； 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多媒體體現(xiàn)出來這一工作就與設(shè)計者對多媒體技術(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，在多年來應(yīng)用計算機(jī)多媒體技術(shù)的過程中，我越來越感覺自己對多媒體技術(shù)的了解還很不夠，可以說現(xiàn)在還只是了解了它的一些皮毛，像Flas