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2019-2020年高中物理 《有關(guān)機(jī)械波的案例分析》教案 滬科版選修3-4 案例： 機(jī)械波這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：掌握機(jī)械波概念和機(jī)械波產(chǎn)生的條件；了解機(jī)械波的種類；掌握機(jī)械波的形成原因及傳播過程的特征。其中機(jī)械波的形成原因及傳播過程的特征是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。以往教師對于這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)無非采用兩種方案：利用課堂上實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)或使用多媒體動畫輔助教學(xué)。A教師認(rèn)為機(jī)械波的課堂實(shí)驗(yàn)不是很理想，因?yàn)槲覀兘?jīng)常用放在水槽中的水波演示儀去做這個實(shí)驗(yàn)，而由于水槽不是很大，實(shí)際我們觀察到的往往是水的駐波，這會影響影響學(xué)生對于波的最初認(rèn)識。同樣，單純用多媒體動畫“做出”波來演示給學(xué)生看又缺乏真實(shí)性。A教師靈機(jī)一動，產(chǎn)生了一個大膽的想法：學(xué)校旁邊不是有一條大河嗎？因?yàn)楹铀^深使得底色比較暗，這樣要觀察水波的會比水槽更清楚；同時在河里產(chǎn)生的水波傳播范圍更廣，波長更長，駐波的影響小，使得演示效果更顯著。那么我們?yōu)楹尾荒苋ズ舆呑鰧?shí)驗(yàn)?zāi)兀? 環(huán)節(jié)一（地點(diǎn)：河邊。教具：2個皮球，10張帶有問題的紙。教學(xué)內(nèi)容：形成機(jī)械波原因及其傳播特征的表象。） 教師在河邊踢球，“不小心”把皮球踢入河當(dāng)中。 教師急了：怎么辦？ 學(xué)生可能會想出很多方法：木桿捅；石子碰……。但排除掉一些不易操作的方法外，一定會想到利用河邊的小石塊激起的水波讓皮球漂回到岸邊。 “這樣做行嗎？我們試試看！” 在師生的“努力”下結(jié)果是不行的。 “怎么會這樣！水波傳過來了，球怎么沒跟著過來？水波真奇怪！”學(xué)生顯然已經(jīng)對水波產(chǎn)生渾厚的興趣。 教師指出：水波在物理學(xué)上屬于機(jī)械波，我們今天就來研究機(jī)械波。 教師把學(xué)生分成10組，每組發(fā)一張帶有以下問題的紙張，讓學(xué)生在“玩”水波過程中，在小組討論的基礎(chǔ)上共同解決。 問題1：你覺得要產(chǎn)生機(jī)械波需要什么條件？ 問題2：用你自己的語言，你能否給機(jī)械波下個定義？ 問題3：你覺得是什么內(nèi)在因素使得波會向四周傳播，即波的形成原因是什么？ 問題4：皮球不會隨波遷移，那么傳播波的水面中的各質(zhì)點(diǎn)是怎樣運(yùn)動的？它們是同時運(yùn)動的嗎？ 問題5：若水面中的各質(zhì)點(diǎn)不隨波方向遷移，那么波向遠(yuǎn)處傳播的是什么？ 問題6：你在觀察水波時還發(fā)現(xiàn)什么問題？ 環(huán)節(jié)二（地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)房，每臺計(jì)算機(jī)上裝有教師用FLASH制作好的動畫和相應(yīng)的問題。教學(xué)內(nèi)容：橫波與縱波的區(qū)別；更深入理解波形成原因及傳播特征。） 教師讓每組學(xué)生觀看一臺計(jì)算機(jī)中的動畫。 動畫資源1：橫波的產(chǎn)生；縱波的產(chǎn)生 問題7：這兩種波有什么地方不同？你能分別給兩種波定義嗎？ 問題8：生活中有哪些機(jī)械波實(shí)例？你能給給它們按上面的兩類進(jìn)行分類嗎？（你可以與同學(xué)和老師一起探討） 問題9：看了動畫后，你現(xiàn)在可以理解問題3中波形成的內(nèi)在原因了嗎？ 動畫資源2：機(jī)械波的傳播特征 問題10：看了動畫后，你現(xiàn)在可以理解問題4和問題5中機(jī)械波的傳播特征了嗎？ 環(huán)節(jié)三（地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)房。教學(xué)內(nèi)容：討論，總結(jié)） 教師把各組學(xué)生的紙張收回進(jìn)行討論，得出小組中最佳的答案以板書的形式投影于屏幕上，并對出色的小組給與鼓勵。 環(huán)節(jié)四（地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)房。教學(xué)內(nèi)容：鞏固練習(xí)） 教師引導(dǎo)小組完成計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)好的一組練習(xí)題，并講解。 環(huán)節(jié)五（地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)房。教學(xué)內(nèi)容：上網(wǎng)搜索閱讀資料。） 反思： 波是一種重要而普遍的運(yùn)動形式，也是高中物理的一個難點(diǎn)，它有著復(fù)雜的研究對象和時空概念，它需要學(xué)生具備較強(qiáng)的思維能力，特別是抽象思維能力、空間想象能力；同時物理的教學(xué)更應(yīng)注重科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。如何在完成這節(jié)課教學(xué)的同時又能有效地逐步培養(yǎng)這些能力？顯然這些能力的培養(yǎng)又不能脫離實(shí)際而單純在多媒體動畫中得到。A教師在分析以往的課堂演示和單純多媒體動畫參與物理教學(xué)中存在不足之處的情況下大膽地采用野外實(shí)地探究實(shí)驗(yàn)和多媒體動畫的有機(jī)結(jié)合來解決這個問題，其間以問題的形式實(shí)施“合作式—探究式”教學(xué)貫穿始末，并很成功地完成了教學(xué)任務(wù)，真正體現(xiàn)教師是導(dǎo)師，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，這不能不說是一種創(chuàng)新。另外，我們還可以發(fā)現(xiàn)這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)也符合學(xué)生學(xué)習(xí)心理，先是利用實(shí)地實(shí)驗(yàn)觀察得到波及其傳播特征的表象，若學(xué)生還不能正確地回答紙張上的某些問題，這表明低階信息到高階信息和思維的過渡尚未解決，這時可讓學(xué)生從從動畫中開始重新觀察，加深理解。 當(dāng)然要說明的是A教師設(shè)計(jì)的教學(xué)時間是兩節(jié)課來完成的，因?yàn)榻M織戶外探究和使用計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)要發(fā)更多時間，但是若能因此而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法和探究科學(xué)的素質(zhì)，這點(diǎn)時間上的付出應(yīng)無可爭議。 以上是這次教學(xué)之中的一些初步認(rèn)識，本案例在實(shí)際教學(xué)過程中也存在一些問題，如：學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性差，使得野外實(shí)地實(shí)驗(yàn)時有個別小組學(xué)生并沒有認(rèn)真思考問題。另外學(xué)生物理基礎(chǔ)比較差，信息技術(shù)水平也參差不齊，有的學(xué)生不能在計(jì)劃內(nèi)完成問題討論任務(wù)，給教學(xué)互動帶來不方便，而且學(xué)生網(wǎng)絡(luò)探索的主動性差，課外閱讀資料完成的人數(shù)也不盡人意。