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2019-2020年高中物理 《有關(guān)機械波的案例分析》教案 滬科版選修3-4 案例： 機械波這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：掌握機械波概念和機械波產(chǎn)生的條件；了解機械波的種類；掌握機械波的形成原因及傳播過程的特征。其中機械波的形成原因及傳播過程的特征是重點，也是難點。以往教師對于這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計無非采用兩種方案：利用課堂上實驗進行教學(xué)或使用多媒體動畫輔助教學(xué)。A教師認(rèn)為機械波的課堂實驗不是很理想，因為我們經(jīng)常用放在水槽中的水波演示儀去做這個實驗，而由于水槽不是很大，實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)生看又缺乏真實性。A教師靈機一動，產(chǎn)生了一個大膽的想法：學(xué)校旁邊不是有一條大河嗎？因為河水較深使得底色比較暗，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)楹尾荒苋ズ舆呑鰧嶒災(zāi)兀? 環(huán)節(jié)一（地點：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)上屬于機械波，我們今天就來研究機械波。 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)生機械波需要什么條件？ 問題2：用你自己的語言，你能否給機械波下個定義？ 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)點是怎樣運動的？它們是同時運動的嗎？ 問題5：若水面中的各質(zhì)點不隨波方向遷移，那么波向遠處傳播的是什么？ 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：計算機房，每臺計算機上裝有教師用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)生觀看一臺計算機中的動畫。 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：生活中有哪些機械波實例？你能給給它們按上面的兩類進行分類嗎？（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中機械波的傳播特征了嗎？ 環(huán)節(jié)三（地點：計算機房。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：計算機房。教學(xué)內(nèi)容：鞏固練習(xí)） 教師引導(dǎo)小組完成計算機中設(shè)計好的一組練習(xí)題，并講解。 環(huán)節(jié)五（地點：計算機房。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動形式，也是高中物理的一個難點，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地探究實驗和多媒體動畫的有機結(jié)合來解決這個問題，其間以問題的形式實施“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)計也符合學(xué)生學(xué)習(xí)心理，先是利用實地實驗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)計的教學(xué)時間是兩節(jié)課來完成的，因為組織戶外探究和使用計算機學(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，使得野外實地實驗時有個別小組學(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。