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機(jī)械波教學(xué)設(shè)計(jì)
在教學(xué)工作者開展教學(xué)活動(dòng)前，總歸要編寫教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)化規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過程。如何把教學(xué)設(shè)計(jì)做到重點(diǎn)突出呢？下面是小編精心整理的機(jī)械波教學(xué)設(shè)計(jì)，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
機(jī)械波教學(xué)設(shè)計(jì)1
一，教材分析
（1）教材的地位與作用
"機(jī)械波"是高中物理教材第一冊(cè)（必修）的第五章"機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波"的第七節(jié)內(nèi)容。
機(jī)械波是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式。它作為周期性變化的運(yùn)動(dòng)，廣泛地涉及物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。上好這節(jié)課不僅可以鞏固以前學(xué)過的有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的知識(shí)，還可為今后學(xué)習(xí)電磁振蕩，電磁波和光的本性打下良好的基礎(chǔ)。
通過本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)波動(dòng)知識(shí)時(shí)重要的是要會(huì)確定波的總的運(yùn)動(dòng)情況，即由波長，頻率和波速等物理量來表征運(yùn)動(dòng)情況，而不是確定單個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位置，速度和加速度。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維，研究方法，發(fā)展學(xué)生智力有著特殊的意義。
（2）教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，心理特征及本節(jié)課教材大綱要求，擬定下列教學(xué)目標(biāo)。
知識(shí)目標(biāo)
明確機(jī)械波的產(chǎn)生條件；掌握機(jī)械波的形成過程及波動(dòng)傳播過程的特征；了解機(jī)械波的種類及其傳播特征；初步了解描述機(jī)械波的物理量。
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生觀察分析，邏輯思維及歸納總結(jié)的自主學(xué)習(xí)能力；培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)空觀念。
3，德育目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生用辨證的觀點(diǎn)探究物理過程及其規(guī)律，對(duì)學(xué)生進(jìn)行唯物主義世界觀和科學(xué)方法論的教育。
�。�2）重點(diǎn)，難點(diǎn)分析
機(jī)械波的形成過程及描述是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因?yàn)椴▌?dòng)過程的細(xì)節(jié)不容易體現(xiàn)出來，教學(xué)過程通過課件模擬物理過程的方法進(jìn)行重點(diǎn)難點(diǎn)的突破，使學(xué)生獲得較直觀的信息，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的'主觀能動(dòng)作用，以激發(fā)學(xué)生研究物理問題的濃厚興趣。
二，教法與學(xué)法
現(xiàn)代教育理論認(rèn)為，科學(xué)教學(xué)必須讓學(xué)生們參與以探究為目標(biāo)的研究活動(dòng)，使他們同老師和學(xué)生一起在相互啟發(fā)相互促進(jìn)。對(duì)從學(xué)生們所親歷的事物中產(chǎn)生的一些實(shí)際問題進(jìn)行探究，是科學(xué)教學(xué)所要采取的主要做法。
基于這種理念，本節(jié)課主要采用指導(dǎo)——自主學(xué)習(xí)法，通過課件和實(shí)驗(yàn)演示，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題探究和討論，以期達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。有著豐富生活體會(huì)的學(xué)生往往對(duì)波動(dòng)形成的物理過程有著濃厚的興趣。為了使學(xué)生能認(rèn)識(shí)機(jī)械波這一特殊的運(yùn)動(dòng)形式，教學(xué)中可以滲透"指導(dǎo)——自主學(xué)習(xí)"的教改思想，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，突出學(xué)法指導(dǎo)，思維啟發(fā)，和師生的情感交流。通過學(xué)生小實(shí)驗(yàn)和教師實(shí)驗(yàn)演示及課件模擬物理過程，逐層深入，讓學(xué)生分成小組在教師創(chuàng)設(shè)的問題中進(jìn)行分析探究，總結(jié)波動(dòng)特征。在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生從功和能的角度去探究波動(dòng)過程，進(jìn)而搞清波動(dòng)的成因。引導(dǎo)學(xué)生在討論中互相問答或自問自答，進(jìn)入思維的遷移，每觀察到一個(gè)現(xiàn)象都去想想幾個(gè)為什么。真正培養(yǎng)起抽象思維能力和獨(dú)立的思維能力。
在教學(xué)的過程中，教師要對(duì)所有學(xué)生的各種不同見解，技能和經(jīng)驗(yàn)都有所尊重。逐步把全班學(xué)生培養(yǎng)成科學(xué)探究推理嚴(yán)謹(jǐn)縝密，思想方法與行為方式以及社會(huì)價(jià)值觀念都有助于科學(xué)學(xué)習(xí)的科學(xué)學(xué)習(xí)者。
三，教學(xué)過程設(shè)計(jì)
新課引入
�。ㄕn件）在生活中，我們是否見過此現(xiàn)象——向一滴水滴入平靜的水面，會(huì)看到水面上蕩起圈圈漣漪，起伏不平的波紋向四周傳播出去，形成水波
�。ㄕn件）曾記否，當(dāng)進(jìn)球后球迷此起彼伏所形成的波浪（讓學(xué)生按順序逐個(gè)相繼站起，坐下，這時(shí)全班的同學(xué)都有機(jī)會(huì)親身體會(huì)到作為波動(dòng)中的一分子的運(yùn)動(dòng)情況，引導(dǎo)學(xué)生分組思考，討論波動(dòng)的成因）
（課件）"敕勒川，陰山下，天似穹廬，……"連綿起伏的山巒構(gòu)筑了華夏民族的脊梁……
�。ㄐ�(shí)驗(yàn)：學(xué)生同桌兩人用手抖動(dòng)課前準(zhǔn)備好的繩子，會(huì)看到凹凸相間的波向繩的另一端傳播出去，形成繩波。）
上述現(xiàn)象，都是我們平時(shí)所見到的波的情形，那么，波形成的條件是什么呢波是什么前面我們學(xué)習(xí)過的機(jī)械振動(dòng)是描述單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式。這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)由大量質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的彈性介質(zhì)的整體的一種運(yùn)動(dòng)形式——機(jī)械波。
機(jī)械波的概念和產(chǎn)生條件
機(jī)械波的概念：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播就形成了機(jī)械波。上述的水波和繩波都是機(jī)械波。
2，機(jī)械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)（引導(dǎo)學(xué)生思考探索所觀察的現(xiàn)象，歸納總結(jié)）
振源——產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的物質(zhì)，如在繩波中的手的不停抖動(dòng)。（如果沒有連續(xù)的振動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)很快停止下來。）
介質(zhì)——傳播振動(dòng)的媒質(zhì)，如繩子，水。
機(jī)械波的形成過程
介質(zhì)模型：把介質(zhì)看成由無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)彈性連接而成，可以想象成
如右圖所示。
機(jī)械波的形成過程：
由于相鄰質(zhì)點(diǎn)的力的作用，當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)周圍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，從而使振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播。（課件演示相鄰質(zhì)點(diǎn)的相互作用）
（實(shí)驗(yàn)和課件演示）繩波的形成過程。（引導(dǎo)學(xué)生觀察，思考，分析）質(zhì)點(diǎn)間有彈力聯(lián)系著。開始時(shí)刻（t=0），各質(zhì)點(diǎn)都處在平衡位置。其中第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到外力作用將開始在垂直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，設(shè)振動(dòng)周期為T，則經(jīng)過T/4，質(zhì)點(diǎn)1已經(jīng)達(dá)到最大位移，正要開始向下運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)2的振運(yùn)動(dòng)較質(zhì)點(diǎn)1落后一些，仍向上運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)3更落后一些，此時(shí)振動(dòng)剛傳到了質(zhì)點(diǎn)9。經(jīng)過T/2時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1回到了平衡位置，并繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)9剛到達(dá)最大位移處，此時(shí)振動(dòng)傳到了質(zhì)點(diǎn)17。依此推論，演示經(jīng)3T/4，T和5T/4后各質(zhì)點(diǎn)排列成的波形。$p，{4
機(jī)械波的特點(diǎn)
1，介質(zhì)中各點(diǎn)都在各自的平衡位置作往復(fù)運(yùn)動(dòng)——振動(dòng)。
2，各質(zhì)點(diǎn)并不隨波向波的傳播方向遷移。
3，各質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)時(shí)有時(shí)間上的先后。
4，波是能量傳播的一種方式。
（小實(shí)驗(yàn)：學(xué)生用手抖動(dòng)繩子，形成繩波。如果不再抖動(dòng)，則原位的質(zhì)點(diǎn)很快平靜下來。它說明波動(dòng)是伴隨著能量傳播的，要維持波的傳播，必須不斷地給振源提供能量。）
橫波與縱波
按波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可以將波分為兩類：橫波和縱波。
1，橫波
質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。（凹凸相間的波形——波峰，波谷）
2，縱波5
質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上。（疏密相間的波形——疏部，密部）
例：聲波是縱波。其中振源是聲帶，介質(zhì)是空氣，固體，液體等。（課件演示兩類波的形成及其波形）
說明：地震波既有橫波又有縱波。（拓展學(xué)生的認(rèn)知層面）
機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的關(guān)系
課件演示機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的圖象，啟發(fā)學(xué)生思考兩者的區(qū)別與聯(lián)系。
作為課后思考題。為下一節(jié)課作鋪墊。
課堂小結(jié)
1，只有振動(dòng)才有可能引起波動(dòng)。
2，只有通過介質(zhì)，才能由局部的振動(dòng)引起全局的波動(dòng)。
3，每一局部都在平衡位置附近做住復(fù)運(yùn)動(dòng)——振動(dòng)。
4，每一局部并不隨波向波的傳播方向遷移。
5，每一局部的振運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上有先后。
6，機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程，它是一種振動(dòng)形式，又是能量傳遞的一種方式。
�。ㄒ龑�(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，并對(duì)問題研究的方法做出評(píng)價(jià)，思考描述波動(dòng)與振動(dòng)的物理量有什么不同。）
機(jī)械波教學(xué)設(shè)計(jì)2
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．通過學(xué)習(xí)使學(xué)生體驗(yàn)到機(jī)械波是怎樣產(chǎn)生的；
2．通過自身的活動(dòng)使學(xué)生清楚機(jī)械波在傳播過程中，傳播的是振動(dòng)形式，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移；機(jī)械波傳遞過程中攜帶能量和信息；
3．通過實(shí)驗(yàn)得到機(jī)械波傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，與振源振動(dòng)的頻率無關(guān)；
4．認(rèn)識(shí)到橫波中的波長的意義，知道振源振動(dòng)一個(gè)周期，機(jī)械波向前傳播一個(gè)波長。
【學(xué)習(xí)材料】直徑約1cm、長約10m的一條麻繩、橫波演示器、秒表（或用手表代替）。
【學(xué)習(xí)形式】學(xué)生自主體驗(yàn)、教師適時(shí)指導(dǎo)。
【教材分析與課程設(shè)計(jì)思想】
“機(jī)械波的產(chǎn)生”一節(jié)內(nèi)容，在初學(xué)者看來屬于較難理解的內(nèi)容，學(xué)生很容易把波的傳播認(rèn)為是介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的遷移。波源的振動(dòng)與波的傳播之間關(guān)系很多學(xué)生容易產(chǎn)生混淆。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師經(jīng)過反復(fù)講解和大量的練習(xí)，使一些學(xué)生記住了結(jié)論，但還是沒能理解相應(yīng)的內(nèi)容。
在本節(jié)的--中，我們?cè)噲D改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，將教師的“講解”變?yōu)閷W(xué)生的“親身體驗(yàn)”，通過反復(fù)的“人浪”表演使學(xué)生體驗(yàn)到“機(jī)械波”由近向遠(yuǎn)的傳播過程：①傳播的是振動(dòng)形式，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移：②機(jī)械波傳遞過程中攜帶能量和信息：③振源振動(dòng)一個(gè)周期，機(jī)械波向前傳播一個(gè)波長。
然后請(qǐng)學(xué)生用麻繩演示機(jī)械波的傳播，重復(fù)上述觀點(diǎn)，強(qiáng)化觀點(diǎn)。之后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究：機(jī)械波傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，與振源振動(dòng)的頻率無關(guān)。最后，請(qǐng)學(xué)生分組演示并講解“機(jī)械波是怎樣產(chǎn)生的”，結(jié)束本節(jié)內(nèi)容。
【課堂紀(jì)實(shí)】
1．將學(xué)生帶到大廳（或小操場(chǎng)上），將學(xué)生均等地分成4隊(duì)，手手相連，教師位于隊(duì)伍中間，指導(dǎo)學(xué)生，如圖1。
先讓第2排學(xué)生進(jìn)行“人浪”表演：從左起第一個(gè)人開始依次“蹲”“起”一次。其他同學(xué)觀察。
然后讓第2排的同學(xué)從中間斷開，傳到斷開處，后面的學(xué)生不再動(dòng)作。
教師提問：假設(shè)將每一位學(xué)生都看成“質(zhì)元”，最左邊的學(xué)生看作最先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)（波源或振源），學(xué)生手手相連看作連續(xù)的“介質(zhì)”（介質(zhì)就是傳播振動(dòng)的物質(zhì)），那么，只有振源的振動(dòng)而沒有傳播振動(dòng)的介質(zhì)能產(chǎn)生機(jī)械波嗎？
學(xué)生回答：不能。
教師提問：那么，機(jī)械波產(chǎn)生的條件是什么？
學(xué)生回答：振源的振動(dòng)和傳播振動(dòng)的介質(zhì)。
教師：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程就是機(jī)械波。
2．先讓第2排學(xué)生進(jìn)行“人浪”表演：從左起第一個(gè)人開始依次“蹲”“起”一次。其他學(xué)生觀察。
然后請(qǐng)第3排的學(xué)生重復(fù)表演一次，其他學(xué)生觀察。
讓1、2排學(xué)生交換位置，3、4排學(xué)生交換位置，重復(fù)表演一次，其他學(xué)生觀察。
教師提問：機(jī)械波在傳播過程中介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波遷移嗎？
學(xué)生回答：介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。
教師提問：那傳播的是什么？
學(xué)生回答：傳播的是振動(dòng)的形式。
教師提問：如果振源振動(dòng)的幅度是1m，那么其他質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度是多大？
學(xué)生回答：也是1m。
教師提問：如果振源振動(dòng)的周期（完成一次全振動(dòng)的時(shí)間）是2s，那么其他質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期是多大？
學(xué)生回答：也是2s。
教師提問：這說明了什么問題？
學(xué)生回答：振源怎么振動(dòng)，介質(zhì)中的其他質(zhì)點(diǎn)也跟著怎樣振動(dòng)。
教師：這是否意味著機(jī)械波傳播過程中攜帶著信息？
學(xué)生釋然。
教師提問：機(jī)械波傳播過程中攜帶能量嗎？
學(xué)生回答：是的。
教師：那誰能給大家總結(jié)一下，機(jī)械波傳播的特點(diǎn)？
學(xué)生：①機(jī)械波介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。
教師：很好，請(qǐng)繼續(xù)。
學(xué)生：②機(jī)械波傳播過程中攜帶能量。
教師：還有嗎？
學(xué)生：③機(jī)械波傳播過程中攜帶信息。
教師：攜帶誰的信息？
學(xué)生：振源振動(dòng)的信息。
3．教師請(qǐng)第3排學(xué)生按照要求進(jìn)行表演：當(dāng)?shù)谝晃粚W(xué)生完成一次全振動(dòng)后，其他學(xué)生立即停止動(dòng)作，定格在這一時(shí)刻。
（學(xué)生妤像是沒有明白教師的指令，或是這一過程較難完成，總之重復(fù)三次才勉強(qiáng)完成）
大致成如下形態(tài)，如圖2。
教師提問：這大概是什么形狀？
學(xué)生回答：正弦（余弦）波的形狀。
教師：第9個(gè)質(zhì)點(diǎn)剛要開始向下振動(dòng)，與第1個(gè)質(zhì)點(diǎn)步調(diào)一致。我們把兩個(gè)相鄰的、振動(dòng)總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離叫做一個(gè)波長。
教師提問：振源振動(dòng)一個(gè)周期，振動(dòng)從第1個(gè)質(zhì)點(diǎn)傳播到第9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，哪位學(xué)生總結(jié)一下？學(xué)生回答：振源振動(dòng)一個(gè)周期，機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的距離是一個(gè)波長。
教師：這說明機(jī)械波的傳播具有周期性。
教師：在同種均勻介質(zhì)中，機(jī)械波的傳播是勻速的。如果用λ表示波長，t表示周期，則：v=λ/t。
4．用麻繩研究機(jī)械波的傳播速度與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)兩位學(xué)生到隊(duì)伍前面進(jìn)行演示，兩者相距約10m，各執(zhí)繩的一端，一人不動(dòng)，另一人上下抖動(dòng)繩子，這樣就有一列波從抖動(dòng)的這一端向另一端傳開來。
緩慢抖動(dòng)繩子，產(chǎn)生的機(jī)械波的波長大：快速抖動(dòng)繩子，產(chǎn)生的.機(jī)械波的波長小。
再請(qǐng)出3個(gè)學(xué)生進(jìn)行記錄：在兩種不同的抖動(dòng)繩的條件下，由一端傳到另一端所用的時(shí)間。
教師提問：通過實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？
學(xué)生回答：波的傳播速度相同。
教師：準(zhǔn)確表達(dá)。
學(xué)生：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，不論如何抖動(dòng)繩子（快速、中速、慢速），從這一端傳播到另一端所需要的時(shí)間相等。即波的傳播速度是相同的，與波源振動(dòng)周期（頻率）無關(guān)。
教師：哪位同學(xué)能總結(jié)一下機(jī)械波的波長是由哪些因素決定的？是頻率還是波速？是振源還是介質(zhì)？
學(xué)生：兩者共同決定的。
5．請(qǐng)學(xué)生手手相連圍繞成一個(gè)圓，相鄰兩人同時(shí)動(dòng)作，產(chǎn)生的波向兩側(cè)傳播，形成的波是對(duì)稱的。如圖3所示。
6．按照分組原則，圍繞教師，使用橫波演示器，講解機(jī)械波的產(chǎn)生過程。
教師首先分析講解一遍，學(xué)生再講解一遍，最后進(jìn)行個(gè)別答疑和指導(dǎo)。按照從第1組，到第2組、第3組、第4組的順序，全部完成一遍。保證照顧到每一位學(xué)生。
【教學(xué)反思】
本節(jié)課大量采用學(xué)生活動(dòng)來完成學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生的活動(dòng)和學(xué)習(xí)積極性十分高漲。本節(jié)課沒有一個(gè)十分清晰的邊界，沒有完全按照教材編寫的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的內(nèi)容涉及教材中的三節(jié)內(nèi)容：機(jī)械波的產(chǎn)生、描述機(jī)械波的物理量──波長、波速等等。在教學(xué)中創(chuàng)造一種接近真實(shí)的情景，通過學(xué)生的參與和感悟、通過學(xué)生的測(cè)量得到結(jié)論，形成機(jī)械波的概念，掌握機(jī)械波的規(guī)律。這種--完全符合“以學(xué)生為中心”的教育理念。學(xué)生在課堂中體驗(yàn)到物理學(xué)原來也可以這樣“玩兒”，從本章的測(cè)驗(yàn)成績(jī)可以看出，全班有45人的成績(jī)達(dá)到90分以上，滿分6人，最低分78分。我們認(rèn)為，“自主體驗(yàn)課”無論從教學(xué)效果還是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的發(fā)展方面都是很好的嘗試。
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