機(jī)械波的形成與傳播教學(xué)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE6《機(jī)械波的形成和傳播》教學(xué)設(shè)計(jì)北京九中肖偉華一、設(shè)計(jì)思想本節(jié)課遵守“以問(wèn)題為中心”的設(shè)計(jì)思想，將本節(jié)課的核心知識(shí)轉(zhuǎn)化為問(wèn)題，圍繞核心問(wèn)題構(gòu)建“問(wèn)題鏈”，以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)力，引導(dǎo)學(xué)生參與課堂活動(dòng)：觀察現(xiàn)象、思考問(wèn)題、動(dòng)手探究、總結(jié)規(guī)律。通過(guò)個(gè)體、小組、集體活動(dòng)，獲取知識(shí)，構(gòu)建核心概念，感受科學(xué)研究方法，提升探究能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。二、教材分析本章《機(jī)械波》是在《機(jī)械振動(dòng)》的基礎(chǔ)上講述波的基本知識(shí)。波是一種非常重要而普遍的運(yùn)動(dòng)形式，機(jī)械波是后續(xù)學(xué)習(xí)電磁波、光波的基礎(chǔ)。《波的形成與傳播》一節(jié)是《機(jī)械波》的第一節(jié)，學(xué)好這一節(jié)的內(nèi)容對(duì)后續(xù)課程波的描述、波的圖象、波的各種特性至關(guān)重要，起著承上啟下的作用。波是一種比較抽象的運(yùn)動(dòng)形式，波是怎樣在介質(zhì)中生成的，振動(dòng)是怎樣在介質(zhì)中傳播的，這是個(gè)形象而并不易懂的物理過(guò)程，是高中物理教學(xué)中的難點(diǎn)之一。本節(jié)教材對(duì)學(xué)生的理解能力、空間想象和邏輯推理能力及聯(lián)系實(shí)際能力有較高的要求，它既需要學(xué)生能想象出大量質(zhì)點(diǎn)同時(shí)又不同步的運(yùn)動(dòng)從整體上形成波的（空間傳播）情景，又需要學(xué)生關(guān)注局部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，能從整體與局部的關(guān)系深刻理解機(jī)械波的實(shí)質(zhì)。三、學(xué)生分析知識(shí)方面：學(xué)生完成了《機(jī)械振動(dòng)》的學(xué)習(xí)，建立了機(jī)械振動(dòng)的概念，認(rèn)識(shí)了機(jī)械振動(dòng)的規(guī)律，掌握了描述機(jī)械振動(dòng)的方法，為學(xué)習(xí)機(jī)械波奠定了基礎(chǔ)。前概念：學(xué)生在生活中接觸過(guò)有關(guān)“波”的現(xiàn)象，能說(shuō)出“聲波、水波、無(wú)線電波、超聲波、地震波、光波”等概念。這些前概念對(duì)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)具有正遷移的作用，教學(xué)中要充分加以利用。能力方面：經(jīng)過(guò)一年多的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了一定的觀察能力，獲得了相應(yīng)的科學(xué)方法和科學(xué)思維的訓(xùn)練，具備了一定的實(shí)驗(yàn)和理論探究能力，具備了一定的邏輯思維能力。興趣方面：學(xué)生對(duì)探究新的問(wèn)題充滿著強(qiáng)烈的好奇心和探究的欲望?？傊?，學(xué)習(xí)初步具備了學(xué)習(xí)機(jī)械波所需要的知識(shí)和能力。三、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)和技能：（1）能說(shuō)出機(jī)械波的概念，知道產(chǎn)生機(jī)械波的條件。

（2）理解機(jī)械波是“振動(dòng)形式的傳播”，是傳播信息和能量的一種方式。（3）能從局部和整體把握振動(dòng)和波的關(guān)系。（4）知道橫波和縱波的概念，知道波峰和波谷，密部和疏部的概念。2、過(guò)程與方法:(1）通過(guò)觀察現(xiàn)象、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，結(jié)合動(dòng)畫(huà)模擬，建立機(jī)械波的概念；(2）通過(guò)學(xué)生活動(dòng)，結(jié)合模擬演示，理解機(jī)械波的實(shí)質(zhì)。(3）通過(guò)問(wèn)題解決落實(shí)所學(xué)知識(shí)，提升能力。3、情感、態(tài)度、價(jià)值觀：（1）感受波在傳播信息和預(yù)防災(zāi)害方面的作用。（2）理解科學(xué)知識(shí)的重要性，提升學(xué)習(xí)的興趣。四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)：橫波的形成與傳播過(guò)程的規(guī)律。

2、教學(xué)難點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)和波傳播的關(guān)系。五、教學(xué)方法設(shè)計(jì)本節(jié)課采用問(wèn)題引導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)觀察相結(jié)合的方法。在教學(xué)中通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)及多媒體課件創(chuàng)設(shè)形象化的動(dòng)態(tài)情景，提出相關(guān)系列問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、探究和討論，回答相關(guān)問(wèn)題，總結(jié)規(guī)律和結(jié)論，從而達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)中滲透問(wèn)題探究式學(xué)習(xí)，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主的現(xiàn)代教學(xué)理念。六、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情景，引入課題：1、教師演示實(shí)驗(yàn)：教師：敲擊音叉，學(xué)生聽(tīng)到聲音。教師：聲音是如何發(fā)出的？又是通過(guò)什么方式傳到人的耳朵里的？學(xué)生：音叉振動(dòng)發(fā)出聲音，通過(guò)聲波傳入人耳，引起聽(tīng)覺(jué)。教師：打開(kāi)收音機(jī)，聽(tīng)到廣播。教師：電臺(tái)的人說(shuō)話的聲音是通過(guò)什么方式傳播的？學(xué)生：無(wú)線電波。2、學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生：用筆尖點(diǎn)擊水波槽平靜的水面，觀察水波的產(chǎn)生。教師：以上現(xiàn)象涉及了聲波、無(wú)線電波、水波。那么什么是波？你還能說(shuō)出那些波？學(xué)生可能答出：地震波、超聲波、次聲波、光波、引力波…教師：我們生活在一個(gè)波的世界，我們利用波來(lái)傳播信息，控制飛船；但是地震波、海嘯也會(huì)給人類帶來(lái)巨大的破壞。我們需要認(rèn)識(shí)波、研究波，掌握波的特性和規(guī)律，以便更好的利用它，并預(yù)防和減輕它造成的破壞。二、新課教學(xué)：1、初步認(rèn)識(shí)機(jī)械波，了解機(jī)械波產(chǎn)生的條件，形成機(jī)械波的概念：提出問(wèn)題：什么是機(jī)械波？機(jī)械波是怎么產(chǎn)生的？師生：分析聲波的產(chǎn)生與傳播：音叉的振動(dòng)引起空氣振動(dòng)，空氣又將這種振動(dòng)傳播出去。師生：分析水波的產(chǎn)生與傳播：筆尖的振動(dòng)引起水的振動(dòng)，水又將這種振動(dòng)傳播出去。學(xué)生：觀察繩波的產(chǎn)生與傳播：手的抖動(dòng)引起繩的振動(dòng)，繩子又將這種振動(dòng)傳播出去。教師指出：聲波、水波、繩波都是機(jī)械波。引導(dǎo)學(xué)生思考：怎樣才能產(chǎn)生機(jī)械波？學(xué)生討論、總結(jié)：首先要有引起振動(dòng)的振源，其次要有傳播振動(dòng)的介質(zhì)。振源引起振動(dòng)，介質(zhì)傳播振動(dòng)。教師：請(qǐng)大家總結(jié)聲波、水波、繩波的共性，嘗試給出機(jī)械波的概念。師生：振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波。2、進(jìn)一步研究機(jī)械波，認(rèn)識(shí)機(jī)械波的傳播規(guī)律規(guī)律和實(shí)質(zhì)。提出問(wèn)題：如何理解機(jī)械波？振動(dòng)和波動(dòng)是什么關(guān)系？1）結(jié)合學(xué)生活動(dòng)和動(dòng)畫(huà)演示，回答系列問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生理解“波是振動(dòng)形式的傳播”，認(rèn)識(shí)波傳播的規(guī)律。介質(zhì)為什么能傳播振動(dòng)？觀察：繩波和聲波的形成動(dòng)畫(huà)。發(fā)現(xiàn)：介質(zhì)間存在彈性力。學(xué)生總結(jié)：介質(zhì)中相鄰的質(zhì)點(diǎn)是靠著介質(zhì)間的彈性力來(lái)傳播振動(dòng)的。波在傳播時(shí)，介質(zhì)隨波遷移嗎？介質(zhì)如何運(yùn)動(dòng)？學(xué)生實(shí)驗(yàn)：觀察水波槽中的水波，水波在傳播時(shí)，水面上的紙屑如何運(yùn)動(dòng)？演示橫波形成的模擬演示：波在傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)如何運(yùn)動(dòng)？學(xué)生總結(jié)：質(zhì)點(diǎn)在平衡位置做振動(dòng)，不隨波遷移。介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)與波源的振動(dòng)有什么關(guān)系？演示橫波形成的模擬演示：關(guān)注各個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況與波源運(yùn)動(dòng)情況的關(guān)系。起振方向相同、振動(dòng)周期相同、振幅相同。即：各質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)波源的振動(dòng)。為什么會(huì)看到凹凸相間的形式？質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)間不同，或者說(shuō)振動(dòng)的相位不同。在波的傳播方向上，振動(dòng)情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)，起振時(shí)間相隔多少？依次相差一個(gè)周期。在波的傳播方向上，振動(dòng)情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)，空間距離有何規(guī)律？間隔相同。這個(gè)間隔我們成為波長(zhǎng)，用字母λ表示。請(qǐng)給出波長(zhǎng)的定義。在波動(dòng)中，相鄰的、振動(dòng)情況總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長(zhǎng)。波長(zhǎng)描述的是波在空間分布上的周期性。2）結(jié)合具體事例，引導(dǎo)學(xué)生理解“波是傳播信息和能量的方式”。①通過(guò)語(yǔ)言交流②看電視③照“B超”教師：以上事例說(shuō)明什么？學(xué)生：波能傳播信息地震海嘯教師：以上事例說(shuō)明什么？學(xué)生：波能傳播能量。教師：波是傳遞能量的一種方式。3、認(rèn)識(shí)橫波和縱波。教師：演示橫波的形成，學(xué)生觀察。教師：波的傳播方向?質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向？它們是什么關(guān)系？學(xué)生：波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直。教師：我們把波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直的波稱為橫波。教師：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)波峰與波谷。教師：演示彈簧波，學(xué)生觀察。教師：波的傳播方向？質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向？它們是什么關(guān)系？學(xué)生：在同一條直線上。教師：結(jié)合縱波形成課件，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)縱波、密部與疏部。教師：指出繩波是橫波，彈簧波和空氣中傳播的聲波都是縱波，地震波既有橫波又有縱波。4、引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)分析：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的區(qū)別與聯(lián)系，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)機(jī)械波。學(xué)生：機(jī)械振動(dòng)是研究是單一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)過(guò)程。

學(xué)生：機(jī)械波研究的是多個(gè)質(zhì)點(diǎn)的同時(shí)振動(dòng)過(guò)程。教師：為什么會(huì)出現(xiàn)“凹凸相間”或“疏密相間”的形式的波的傳播呢?學(xué)生：從局部來(lái)看，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做振動(dòng)，從整體來(lái)看，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)中并不是同時(shí)的，而是在時(shí)間上依次有一定的落后，存在一定的規(guī)律，從而形成波的形式。教師：振源引起的振動(dòng)，由于介質(zhì)的彈性作用，引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，又引起更遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，最后，介質(zhì)中所有的質(zhì)點(diǎn)都開(kāi)始做受迫振動(dòng)，重復(fù)振源的振動(dòng)形式。我們把這個(gè)過(guò)程概括成：“前帶后，后跟前，時(shí)間上落后一點(diǎn)”。由于介質(zhì)的彈性作用，波在傳遞振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)，把波源的能量也傳遞了出去。這就是機(jī)械波。三、小結(jié)與反饋：教師：這節(jié)課你學(xué)到了什么？學(xué)生：教師：還有什么疑問(wèn)？學(xué)生：教師：請(qǐng)同學(xué)們完成以下問(wèn)題：1、如圖是某繩波形成過(guò)程的示意圖，1、2、3、4……為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn)，繩處于水平方向。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2、3、4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端。t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)5開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)6開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向向下B．時(shí)質(zhì)點(diǎn)6的加速度方向向上C．時(shí)質(zhì)點(diǎn)10的運(yùn)動(dòng)方向向上D．時(shí)質(zhì)點(diǎn)16開(kāi)始運(yùn)動(dòng)t=0t=0左t=0t=0左右1234567891011121314151617181209t=T/40t=T/40t=T/20t=T/20t=3T/40t=3T/40t=Tt=Tt=2Tt=2T將傳播中的波定格，判斷此時(shí)某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向觀察波的傳播，指出一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)的位置及運(yùn)動(dòng)的距離。波傳播的距離。區(qū)別質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的距離與波傳播的距離。四、板書(shū)設(shè)計(jì)一、機(jī)械波的形成1、振源：引起振動(dòng)2、介質(zhì)：傳播振動(dòng)

3、機(jī)械波：振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播叫做機(jī)械波。二、機(jī)械波的傳播1、機(jī)械波是振動(dòng)形式的傳播。2、機(jī)械波是傳遞信息與能量的方式。三、橫波與縱波1、橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直2、縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向一致四、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波1、機(jī)械振動(dòng)：?jiǎn)蝹€(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)過(guò)程2、機(jī)械波：大量質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)?！扒皫Ш?，后跟前，時(shí)間上依次落后一點(diǎn)”。3、振動(dòng)引起波動(dòng)，波傳播振動(dòng)。五、作業(yè)：?jiǎn)栴}與練習(xí)：1—3題。學(xué)案：鞏固與練習(xí)：在基本完成教學(xué)任務(wù)后，通過(guò)三個(gè)題目，來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握程度。第一題關(guān)于機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的區(qū)別。第二題關(guān)于機(jī)械波的概念問(wèn)題。第三題關(guān)于機(jī)械波與機(jī)械振動(dòng)的綜合性問(wèn)題。1、關(guān)于振動(dòng)和波的下列說(shuō)法中正確的是（）

A、物體做機(jī)械振動(dòng)一定產(chǎn)生機(jī)械波

B、介質(zhì)中有機(jī)械波傳播，其中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)一定在做機(jī)械振動(dòng)

C、如果振源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波也立即停止

D、介質(zhì)中每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向一定和振源開(kāi)始振動(dòng)的方向相同2、關(guān)于機(jī)械波的概念，下列說(shuō)法中正確的是（）

A、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的