高中物理：《简谐运动》教学设计

高中物理-《简谐运动》教学设计

一、设计思路

人教版老教材从动力学特征的角度定义简谐运动，不符合学生用运动学特征对质点运动进行分类的认知习惯。人教版新教材把“位移与时间的关系遵从正弦函数规律的振动”称为简谐运动，尊重学生的认知规律，有利于简谐运动的教学。正因为如此，通过科学探究，让学生认识弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线，是本节课教学的关键所在。

本节课的教学以“探究弹簧振子的振动图象”为线索而展开，将学生的认知过程和探究过程合理链接，实现了物理知识和科学方法、定性探究和定量探究、实验探究和理论探究的有机融合，让学生在学习物理知识的同时应用物理思想方法，体验科学探究的一般过程：“提出问题→制定方案→收集数据→处理数据→猜想结论→分析论证→得出结论→误差分析”。

本节课的实验探究和理论探究都是教师引导下的学生探究，主要引导方式：问题链。两个探究实验分别是水摆和模拟频闪照片。设计水摆实验的目的是：（1）定性验证学生对振动图像图样的猜想；（2）让学生理解振动图象“时间轴”的展开过程。设计模拟频闪照片实验的目的是：（1）让学生体验利用图象处理数据的方法；（2）让学生经历利用假设法定量论证振动图象函数性质的过程。水摆是用饮料瓶制作而成的，实验中利用毛笔书法水写布代替照相机的底片。模拟频闪照片的实验原理也很简单，就是利用视频播放软件获得弹簧振子振动视频的每一帧照片，根据照片记录不同时刻振子的位移并绘制振动图像。从实验结果上看，这两个实验都没有利用位移传感器精确，但这样做可以让学生建立一种观点：科学探究并不是遥不可及的，它不一定要借助很先进的工具和仪器，最简单易行的方法也是好方法。

二、教学目标

1．知识与技能

（1）知道弹簧振子理想模型和简谐运动的运动学定义；

（2）知道弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线，并理解振动图象的物理意义；

（3）理解振动图象“时间轴”的展开过程，会将底片的位移转换成振动时间。2．过程与方法

（1）引导学生经历探究“弹簧振子振动图象”的过程，发展学生“猜想假设”、“设计实验”、“处理数据”、“分析论证”和“误差分析”的能力，培养学生思维的灵活性

和深刻性；

（2）引导学生经历误差分析的过程，让学生体验建立物理模型的思想方法。3．情感态度与价值观

（1）通过对弹簧振子振动图象的探究，培养学生认真、合作、实事求是的科学态度，同时让学生体验成功探究的快乐，增强学生参与科学探究的兴趣；

（2）观察生活事例，了解实际应用，培养热爱科学、乐于探究的品质，增强学生的实践意识。

三、教学重点

（1）弹簧振子的位移概念；

（2）弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线。

四、教学难点

（1）弹簧振子的位移概念；

（2）设计实验方案确定弹簧振子在各个不同时刻位移；

（3）论证弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线的思路和方法。

五、教学资源

太阳能摇摆花、水摆（由饮料瓶制成）、气垫导轨、气源、弹簧振子（改装滑块）、在竖直方向振动的弹簧振子、弹簧振子频闪照片、教师自拍的弹簧振子实验视频、“豪杰解霸”视频播放软件、多媒体教学课件。

六、教学流程

七、教学过程