4. 阻尼振动 受迫振动优质课教案内容

2014年北京市中小学优秀教学设计评选

教学基本信息

课题

是否属于

地方课程或校本课程

学科

相关

领域

教材

教学设计参与人员

设计者

实施者

指导者

课件制作者

其他参与者

姓名

李樯

李樯

季茹

李樯

单位

北京市第22中学

北京市第22中学

北京市第22中学

北京市第22中学

联系方式

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物理

机械振动

书名：普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4

出版社：教育科学出版社

出版日期：

2005年11月

学段：

高二第二学段

阻尼振动、受迫振动

否

年级

高二

一．指导思想与理论依据

普通高中和物理课程标准对本节知识内容标准的描述为：通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件以及在技术上的应用。通过实验探究，培养学生观察现象、发现和分析问题的能力，逐步养成实事求是、尊重科学的态度。

“物理教学的基本特征”教学理论的核心内容是：物理教学要坚持以创设问题情景为切人点，以观察实验(事实)为基础，以培养学生思维能力为核心，以提升学生探究能力为重点的基本特征。本节课的教学设计就是基于物理课程标准和“物理教学的基本特征”教学理论。

二．教学背景分析

1．学习内容分析

波动是一种常见而重要的运动形式。自20世纪以来，随着电磁波的广泛应用和对微观世界的深入研究，与波动相关的物理学内容的重要性日益突出。学好波动的基础是充分理解机械振动。

2．学生情况分析

（1）学生现有的知识水平：通过一年半的高中教学，学生有了一定的学习能力（观察、操作、分析、推理、归纳等）。对基本的机械运动形式有了一定了解。具备了从能量转化的角度分析运动过程的意识和能力。在利用数学工具分析物理问题方面有了一定的提高。

（2）教学过程中可能会有的困惑：从理论分析的角度得出阻尼振动、受迫振动所遵循的规律有很大难度。对高中教学几乎是不可能的。从实验观察的角度得出规律是唯一方法。但达到定量分析实验结果，在实验操作方面的难度很大。

3．教学方式与教学手段说明

基于以上分析，本节课拟采用教师亲自动手操作、引导学生观察实验、合作交流的学习方式，充分调动学生学习的主动性的同时要充分发挥引导作用，通过多种教学手段和教学资源让学生在学习过程中生成新知并应用知识解决新问题。

三．教学目标设计

1

2014年北京市中小学优秀教学设计评选

知识与

技能

1知道阻尼振动的定义

2知道受迫振动的定义，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。

3知道共振的定义，知道产生共振的条件。知道共振应用和防治的实例。

教学

目标

过程与

方法

经历观察各种实验过程，学习对实验现象进行分析和归纳的方法；

情感态度与

价值观

通过实验探究，培养学生观察现象、发现和分析问题的能力，逐步养成实事求是、尊重科学的态度

通过实际事例的分析，体会物理学在社会生活生产领域的广泛应用，激发学习的兴趣。

教学

重点

难点

分析实验结果，归纳受迫振动遵循的规律

根据实验现象，归纳共振的条件

四、教学过程与教学资源设计

（一）教学资源准备

学生：弹簧、砝码

教师：水平弹簧振子、音叉、共振摆、受迫振动演示器、多媒体设备（PPT）、自拍的录像片段、自制仪器（两个）

（二）教学过程设计

教学

环节

一、创设情景，引入新课。

演示实验：音叉1的自由振动

教师活动

演示实验：水平弹簧振子

学生活动

设计意图

分析受力，指出回复力

创设情景，引起学生学习兴趣，引出自由振动概念。

观察、分析，总结规律。

引出固有频率（固有周期）概念。

观察、分析，总结规律

固有周期与振动装置

结构有关

动手操作、观察现象。

体会固有周期与振动装置结构有关。

为后面的两个实验奠定基础

观察、分析，总结规律

引出阻尼振动概念

二、实验探究（自由振动、固有频率）

演示实验：音叉2的自由振动

指导学生操作实验：拨动锯条

三、实验探究（阻尼振动）

演示实验：音叉1的自由振动

2

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四、实验探究（受迫振动）

提问：如何使秋千不停？

演示实验：受迫振动演示台

演示实验：受迫振动演示台

演示实验：受迫振动演示器（自制仪器）

演示实验：共振摆

指导学生阅读课文：共振曲线

指导学生操作实验：竖直弹簧振子

指导学生阅读课文：转速计

演示实验：受迫振动演示器（自制仪器）

分析课文内容

分析：机床的减震地台

播放公交车视频（自拍）

分析并回答

提出驱动力概念

观察、分析、得出结论。

受迫振动稳定时的振动频率遵循的规律

观察、分析、得出结论。

驱动力频率发生变化对振动的振幅的影响

观察、分析、得出结论

固有频率发生变化对振动的振幅的影响

观察、分析、得出结论

引出共振概念

阅读、分析

操作、思考

阅读、分析

观察、思考

观察、思考、回答

思考、回答、总结

加深对共振的理解

理解共振曲线

应用

加深对转速计的理解

加深对共振的理解

加深对共振的理解

五、自主学习、应用及反馈

思考、回答、总结

加深对共振的理解

六、留作业

课本

练习

练习，落实知识

（三）板书设计

三

阻尼振动、受迫振动

1.自由振动：在自身结构特点决定的回复力作用下的振动。

2.阻尼振动：振幅衰减的振动

3.受迫振动：在外加的周期性驱动力作用下的振动

①受迫振动稳定时的周期（频率）等于驱动力的周期（频率）

②驱动力周期（频率）越接近固有周期（频率）时，振幅越大

4.共振

五．学习效果评价设计

本节课对学生学习效果从以下几个角度进行评价：课堂上学生的参与热情和参与度，在分析过程中表现出来的思维能力和结果，运用知识解释现象的熟练程度。

对教师自身的教学效果从以下几个角度进行评价分析：教学目标的达成情况，教学内容的呈现与交流方式，教师创设的教与学的环境与氛围，课堂教学的组织与管理，教与学的效果，教学特色、风格和教学创新。

3

2014年北京市中小学优秀教学设计评选

六．教学设计特色说明

本节课的教学设计体现了“物理教学要坚持以创设问题情景为切人点，以观察实验(事实)为基础，以培养学生思维能力为核心，以提升学生探究能力为重点”的物理教学基本特征。并体现了“在课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化”的新课标教学理念。

1.在教学过程的不同阶段，创设不同的情景。引入新课时，教师设计了“分析水平弹簧振子”，以这个问题情景为切入点引出自由振动，观察音叉的振动，引出固有频率。激起学生学习的动力，发现问题、提出问题、分析问题和得出结论的过程即为学生学习的过程。

2.引导学生操作、观察实验，注重学生自主学习。教师设计学生分组实验探究就是要创造一个充满生命活力的课堂，

真正把学生放到主体的位置上，使之成为学习的主人，让学生在课堂上动起来，让学生去观察、去思考、去讨论、去探究、去交流、去体验成功和失败、去产生情感。

3.注重培养学生思维能力，注重物理问题研究方法的教育。在学案的设计上，体现研究方法的引导，层层递进，学生在教师的引导下完成自主学习的过程。这一过程，体现了对学生思维能力的培养。

4.板书设计特色鲜明，科学合理，结构清晰，能够起到引导学生学习，梳理知识，突出重点的作用。

5.配合所讲内容自制了一些实验装置。降低了学生接受的难度。

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