機(jī)械波的形成及傳播教學(xué)設(shè)計(jì)

《機(jī)械波的形成及傳播》教學(xué)設(shè)計(jì)青海省大通二中 麻迎良一、概述《機(jī)械波的形成及傳播》是人教版高中物理（必加選）第二冊(cè)第十章第一節(jié)內(nèi)容，本節(jié)是在第九章《機(jī)械振動(dòng)》中學(xué)習(xí)了一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上來(lái)學(xué)習(xí)大量質(zhì)點(diǎn)同時(shí)所作的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，是前一章知識(shí)的升華；本節(jié)課又是這章的重點(diǎn)，只有理解了機(jī)械波的形成過(guò)程，才能更好地學(xué)習(xí)后面波的圖像、及波速、波長(zhǎng)、波的疊加等知識(shí)。波又是高中物理教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，主要是因?yàn)?，它需要學(xué)生想象多個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)而又不同步的運(yùn)動(dòng)，從整體上看，形成波在空間的傳播，這對(duì)學(xué)生的理解能力和空間想象能力有較高的要求。因此本節(jié)課是本章教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，本節(jié)課的教學(xué)是本章課的教學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生的理解能力和空間想象能力的培養(yǎng)有很重要的意義。二、設(shè)計(jì)思想波是一種重要而普遍的運(yùn)動(dòng)形式。雖然學(xué)生接觸不少，但要真正理解機(jī)械波的形成，的確有一定的困難。因?yàn)閷W(xué)生以前接觸的是同一質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而波研究的是同一時(shí)刻不同質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。而且在認(rèn)知水平上，學(xué)生缺乏應(yīng)有的整體思維能力和空間想象能力。根據(jù)建構(gòu)主義理論，本案在設(shè)計(jì)過(guò)程中，注重感性材料的組織優(yōu)化，多方設(shè)置觀察視點(diǎn)，理性思維點(diǎn)，充分模擬科學(xué)家的探究過(guò)程及思維方法。使波動(dòng)這一概念在學(xué)生心靈中自然地生成。三、教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1.引導(dǎo)學(xué)生正確理解機(jī)械波的形成過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析能力、抽象概括能力及空間想象能力。2.知道什么是橫波,波峰和波谷，什么是縱波,密部和疏部。3.知道“機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波”，知道波在傳播運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)也傳遞了能量4.掌握波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系，熟練地畫(huà)出不同時(shí)刻的波形。(二)過(guò)程及方法通過(guò)整個(gè)教學(xué)流程，使學(xué)生親歷科學(xué)的探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)的探究方法，初步培養(yǎng)探究能力，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。(三)情感態(tài)度價(jià)值觀1.培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心、認(rèn)真、一絲不茍做實(shí)驗(yàn)的品質(zhì)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的工作作風(fēng)。2.培養(yǎng)學(xué)生互相團(tuán)結(jié)、分工協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神在科學(xué)探究的過(guò)程中，體驗(yàn)成功的樂(lè)趣；在與他人的交流與協(xié)作中，體會(huì)“自主”與“合作”學(xué)習(xí)的成就感、幸福感。3.在歷經(jīng)機(jī)械波形成的過(guò)程中，體味“整體”與“局部”的和諧美，時(shí)間與空間的對(duì)稱(chēng)美；在感性與理性的互動(dòng)中，樹(shù)立科學(xué)的唯物辨證觀；四.學(xué)習(xí)者特征分析1.學(xué)生是大通二中的高二重點(diǎn)班學(xué)生；2.

學(xué)生為重點(diǎn)班的孩子，所以好奇心強(qiáng)，具有較強(qiáng)的探究欲望；3.

這個(gè)班的學(xué)生有過(guò)較多的小組合作經(jīng)驗(yàn)；而且較活躍，表現(xiàn)欲強(qiáng)，有利于做模擬實(shí)驗(yàn)。4.

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的知識(shí)；5.

學(xué)生初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單的聲波知識(shí)，對(duì)波的產(chǎn)生和傳播有點(diǎn)膚淺了解；6.

學(xué)生在日常的生活中經(jīng)常接觸到關(guān)于繩波、聲波、水波的例子，感性認(rèn)識(shí)較強(qiáng)。五、教學(xué)重點(diǎn)理解機(jī)械波的形成及傳播過(guò)程。六、教學(xué)難點(diǎn)各質(zhì)點(diǎn)并不“隨波逐流”，只在各自平衡位置附近振動(dòng)。七、教學(xué)準(zhǔn)備（環(huán)境與媒體）多媒體教室、用于演示繩波的軟繩、用于學(xué)生表演波形的紅花、軟彈簧、課件。八、教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)（一）新課引入自然界總是那么和諧有序地運(yùn)動(dòng)著。其運(yùn)動(dòng)的形式豐富多彩，千差萬(wàn)別。前面我們已經(jīng)學(xué)過(guò)了單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)，以及往復(fù)運(yùn)動(dòng)——振動(dòng)。今天，我們來(lái)學(xué)習(xí)探究由多個(gè)質(zhì)點(diǎn)精誠(chéng)團(tuán)結(jié)，和諧協(xié)作，而構(gòu)成的美麗圖景——波動(dòng)。（二）感性認(rèn)識(shí)1、學(xué)生自由討論，暢想日常生活中見(jiàn)到的波動(dòng)現(xiàn)象。2、演示：取一條較長(zhǎng)的軟繩，一端固定于一點(diǎn)，在某一位置做一紅色標(biāo)記。用手握住繩的另一端，拉平后向上抖動(dòng)一次，繩上形成一個(gè)凸起，并向另一端傳去；向下抖動(dòng)一次，繩上形成一個(gè)凹部，并向另一端傳去；連續(xù)向上、向下抖動(dòng)，可以看到一列波向另一端傳去。視點(diǎn)：紅色標(biāo)記是怎樣運(yùn)動(dòng)的？3、課件動(dòng)畫(huà)演示：教師展示繩波的形成動(dòng)畫(huà)，切換到細(xì)點(diǎn)狀態(tài)，讓學(xué)生觀察。視點(diǎn)：繩子上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)是怎樣運(yùn)動(dòng)的？（三）理性思考1、同桌之間討論二個(gè)場(chǎng)景中的視點(diǎn)，并做典型提問(wèn)。2、師生共同總結(jié)：波的形成，需要多個(gè)質(zhì)點(diǎn)共同協(xié)作才能完成，每一質(zhì)點(diǎn)只是在自己的位置附近上下或前后振動(dòng)，并不會(huì)“隨波逐流”。（四）體驗(yàn)感受請(qǐng)13位身高差不多的同學(xué)上臺(tái)表演。每人各持一朵紅花，要求所有同學(xué)伸直拿花的右手，使每朵花處于一條水平線上，然后從1號(hào)開(kāi)始在原位置附近上下擺動(dòng)花朵，后面的同學(xué)依次按照前面的同學(xué)的做法，完成上述動(dòng)作（幅度盡量相同），這樣便形成了一列波。（五）模擬分析媒體投影，在繩波的形成動(dòng)畫(huà)中，切換到粗點(diǎn)狀態(tài)，教師分析講解。1、在0—1/4T內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)1由平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，最終到最大位移處，同時(shí)，它會(huì)帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)2帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)3，質(zhì)點(diǎn)3帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)4。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)1到最大位移處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)2、3正在向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)4剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。（計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬）2、在1/4T—1/2T內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)1離開(kāi)最大位移處，向下運(yùn)動(dòng)，最終到平衡位置。質(zhì)點(diǎn)2、3先后到最大位移處后，再向下運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)4剛好到最大位移處，質(zhì)點(diǎn)5、6正向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)7剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。（計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬）3、依次模擬分析1/2T—3/4T，3/4T—T時(shí)間內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)動(dòng)態(tài)情景。4、要求學(xué)生分別畫(huà)出波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)；波向左傳播，質(zhì)點(diǎn)13開(kāi)始向上振動(dòng)；波向左傳播，質(zhì)點(diǎn)13開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)。三種情況下，一個(gè)周期內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情景，并找典型作品，討論分析。（六）規(guī)律總結(jié)1、在波形過(guò)程中，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均在自己的平衡位置附近做等幅振動(dòng)，并不“隨波逐流”，但步調(diào)不同。2、不同時(shí)刻具有不同波形。①引導(dǎo)學(xué)生交流討論原因。②學(xué)生受到啟發(fā)，得出結(jié)論：不同時(shí)刻，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)所處的空間位置不同，所有質(zhì)點(diǎn)連接而成的空間圖景——波形是不同的。3、波峰（波谷）兩側(cè)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向總是相反。4、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是一一對(duì)應(yīng)的，它們之間可以相互判斷。介紹用“同側(cè)法”判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或波的傳播方向的方法。（七）波的分類(lèi)：１．問(wèn)題設(shè)置：讓學(xué)生思考，以人說(shuō)話為例，聲波是怎樣傳播的，和繩波的傳播是否相同？２．動(dòng)畫(huà)展示：教師播放聲波的swf動(dòng)畫(huà)。觀點(diǎn)：各質(zhì)點(diǎn)是怎樣振動(dòng)的？波的形狀有什么特點(diǎn)？３．學(xué)生分組討論。４．教師講解：波分為橫波和縱波，及縱波的概念。５．鞏固性體驗(yàn)：教師用軟彈簧演示縱波的傳播，讓學(xué)生實(shí)際感受密部和疏部的含義。(八)拓展引伸計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬三個(gè)波長(zhǎng)段的機(jī)械波。引導(dǎo)學(xué)生交流討論波形變化有什么特點(diǎn)？結(jié)論：波形每隔相同時(shí)間重復(fù)出現(xiàn)一次，表現(xiàn)為時(shí)間的周期性，沿波的傳播方向，每隔相同的位移波形重復(fù)出現(xiàn)一次，表現(xiàn)為空間的周期性。波形把時(shí)間與空間緊緊聯(lián)系在一起。這兩種周期性取決于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期性。（九）反饋練習(xí)：學(xué)生做課本上繩波的形成圖１０－５中當(dāng)質(zhì)點(diǎn)１從平衡位置向下振動(dòng)經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的圖像及質(zhì)點(diǎn)１從振動(dòng)到波峰處開(kāi)始計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的圖像，找出典型作品評(píng)析。（十）作業(yè)布置：課本練習(xí)一（１）（２）（３）題。（十一）九、教學(xué)反思新課程教育教學(xué)改革的實(shí)質(zhì)是進(jìn)一步優(yōu)化、協(xié)調(diào)課堂教學(xué)諸要素之間的關(guān)系，重組它們的結(jié)合狀態(tài)，提高課堂效能。具體為：突出學(xué)生的核心地位，突出知識(shí)在學(xué)生心靈中的生長(zhǎng)過(guò)程，突出師生之間、生生之間的平等互動(dòng)交流；教師的“主導(dǎo)”不再是“主宰”，而是“輔導(dǎo)”、“引導(dǎo)”；學(xué)生之間由原來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，變?yōu)楹献骰锇?；教材不再是課堂教學(xué)中唯一的“物”的因素，學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、媒體而獲得的相關(guān)材料，都成為課堂教學(xué)要素之一。所有這些環(huán)境因素