1、教学设计内容要求教学案例基本信息对应信息技术主题T11技术支持的课堂导入T12技术支持的课堂讲授学科物理学段高中年级2年级案例名称简谐运动教材书名：高中物理选修3-4出版社：人民教育出版社出版日期：2010年4 月教学案例设计参与人员分工（可修改）姓名单位联系方式设计者翟爽北京市日坛中学18515181542实施者翟爽北京市日坛中学18515181542学科指导者王军罗莹朝阳区教育研修北京师范大学信息技术指导者刘伟洪海花北京市日坛中学北京市日坛中学课件制作者翟爽北京市日坛中学18515181542课程说明（信息技术与学科教学内容结合方面的指导思想与理论依据）：简谐运动的位移时间图像是本节课的重
2、点也是难点，位移图像十分抽象，教学过程中要采用不同的实验方式，多角度呈现x-t图像的获得过程，逐步加深理解。（1） 运用PPT播放视频，把学生带入生活情景中去，有利于学生对现象的感知。（2） 运用PPT动画，展现位移是从平衡位置指向某位置的有向线段特别直观。（3） 绘制简谐振动的图像需要时时记录位移和时间，采用频闪照相的方法最好。但限于仪器缺乏，采用视频截屏（potplayer按每3ms截屏）并叠加的办法，巧妙代替了频闪照相技术，而且叠加的过程让学生更深刻的理解了频闪相片。（4） 采用位移传感器再次分析简谐运动图像，有利于加深学生对位移时间图像的理解。（5） 利用白板，采用标准正弦函数拖拽的方
3、式，巧妙证明x-t图像是正弦函数。增强科学的严谨性同时，教给学生处理问题的方法。（6） 采用声音传感器分析生活中的其他振动图像，能够提升学生对机械振动的认识。信息技术环境软硬件要求及搭建环境情况硬件：计算机、位移传感器、数据采集器软件要求：Windows、Flash播放插件、potplayer视频处理软件、画图工具教学背景分析【教材分析】“简谐运动”是高中物理阶段的最复杂的质点运动模型，与前面所学的匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动等运动形式有很大区别。但对运动模型的认识过程大致相似。学习简谐运动可以使学生对质点运动的认识更加全面深入，进一步巩固对力学基本概念和基本规律的理解和应
4、用。【学情分析】1.已经研究过匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，理解描述运动的基本物理量。2.了解研究运动的思维方式和基本方法。基本的运动观念已经形成。3.学生具备建立理想化模型的思想，但是面对复杂的振动问题，构建物理模型依旧是难点。4.学生已经学习过三角函数的数学知识，但遗忘严重。同时，学生缺乏把数学函数与物理情景相结合看问题的能力，跨学科知识迁移能力比较弱。因此，学生对函数公式的理解还存在一定的困难。教学目标【教学目标】 1.知识与技能：（1） 了解机械振动的周期性与对称性（2） 认识弹簧振子，理解弹簧振子的位移时间图像。（3） 理解简谐运动的定义。 2.过程与方法：（
5、1） 通过对弹簧振子模型特点的认识，再次领会忽略次要因素，抓住主要因素，建立理想模型的科学研究方法。（2） 通过频闪照片图像分析，理解简谐运动的位移时间图像是一条正弦曲线。 3.情感态度与价值观：（1） 体会用数学方法证明图像时正弦曲线的过程，培养严谨的科学研究态度。（2） 能够列举生活中的机械运动，鼓励亲身感受生活中振动现象的存在。正确认识科学的本质，了解生活中的大多数振动都不是纯粹的单一频率的简谐运动，一切振动都可以看成是若干简谐运动的叠加。【核心素养落脚点】 1.物理观念：（1）具备经典的时间和空间观念，能从时空观的角度分析问题。 2.科学思维：（1） 面对多种复杂的振动现象，学生能利用
6、分析综合、归纳演绎、抽象概括等方法，对相联系的运动状态进行科学推理，并找出规律，形成结论。（2） 具备构建理想化物理模型（弹簧振子）的意识和能力。（3） 能正确运用科学思维方法，定性的描绘弹簧振子位移时间图像。 3.科学探究： 具有科学探究意识，设计方案证明位移时间图像为正弦曲线。 4.科学态度与责任： 在探究简谐运动位移时间规律的过程中，能运用数学知识进行分析，并发表自己的见解。在这个过程中培养严谨的科学态度。【教学重点】1.认识弹簧振子，会分析弹簧振子位移时间图像。2.知道什么是简谐运动【教学难点】简谐运动的位移时间图像教学过程教学阶段驱动问题教师活动学生活动设计意图技术应用时间安排环节一
7、：复习引入振动物体有哪些共同特征？【提出问题】 高一必修阶段，我们曾经研究过很多种运动？大家回顾一下都有哪些？【播放视频】播放琴弦振动、钟摆摆动、翅膀振动和活塞振动的视频。【启发讲授】 机械振动 空间对称性（平衡位置） 时间周期性【回顾旧知识】 1.直线运动： 匀速直线运动合外力为零 匀变速直线运动合外力恒定 2.曲线运动： 平抛运动只受重力作用 匀速圆周运动合力大小不变，指向圆心【观察总结】1.振动物体以一个中心点做往复运动 2.列举生活中类似的运动实例。荡秋千、钢尺的振动、木马的摇摆、树叶的晃动等【事实经验】回顾已有的运动形式，为新知识学习做铺垫。【联系生活】初步认识振动现象。定义机械振动
8、、了解机械振动性质，知道“平衡位置”。T11技术支持的课堂导入5分钟环节二：建立理想化模型哪个振动最简单，易研究【演示实验】1. 不充气时，滑块在导轨上的运动情况2. 充气情况，滑块在导轨上的运动情况【启发讲授】什么是位移？振动问题中，位移起点选在平衡位置。【观察，建立物理理想化模型】1.忽略摩擦，滑块看成质点，轻弹簧2.列举已经接触过的理想化模型：质点、点电荷、光滑斜面【思考、倾听】1.回顾位移的概念2.在振动中，振子处于不同位置时，知道位移大小【建立物理理想化模型】忽略次要因素，具备构建理想化物理模型的意识和能力。5分钟环节三：分析弹簧振子位移时间图像，定义简谐运动弹簧振子的位移规律是怎样
9、的？【布置任务】定性分析弹簧振子的位移时间关系 【展示频闪图片】解释频闪图片做法【提出问题】图像看着像三角函数不等于就是。如何证明位移时间图像是正弦函数？【演示】标准函数和图像进行对比。【讲授】定义简谐运动：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律，即振动图像是一条正弦曲线，这样振动我们称为简谐运动。【描绘位移图像】观察实验录像，定性描绘位移图像，并解释。【观察、总结】位移时间图像是三角函数，若取平衡位置为零点，则是正弦函数【讨论】写出正弦函数，代数验证【观察、得出结论】弹簧振子位移图像是正弦曲线【倾听、理解】【理解弹簧振子位移规律】培养严谨的求学态度【理解简谐运动的概念】T12技术支持的课堂讲
10、授T12技术支持的课堂讲授25分钟环节四：如何检验一个机械振动是不是简谐运动？双弹簧作用下的滑块的振动也是简谐运动吗？【演示实验】DIS实验演示双弹簧作用下的滑块的位移时间图像。【猜想、观察、理解】【整合与提升】通过对双弹簧振动图像的观察，加深对简谐运动理解。T12技术支持的课堂讲授8分钟环节五：拓展与应用【演示实验】DIS实验观察声音振动图像2.生活中的振动都是简谐运动合成的结果【观察、内化】【整合与提升】通过对生活中其他振动图像的观察，加深对机械振动的理解。T12技术支持的课堂讲授2分钟学习效果评价评价方式： 教学设计之前进行前测，课后再进行后测，对比分析学习效果。本教学设计与以往未使用信
11、息技术教学设计相比的特点(300-500字数)位移时间图像非常抽象，是简谐运动的难点。教材采用沙摆实验和观看频闪相片的方式进行教学。但沙摆实验涉及到时空转化，里面涉及的科学方法难以把握。运用视频截屏处理的方式代替频闪照相，结合DIS实验，有利于学生深化理解简谐运动位移时间关系。用数学方法证明图像是正弦曲线的过程，若果是教材中的写出函数，并且带入数值验证的办法，工作量纷繁复杂，课堂上难以实现，只能简单涉猎方法，不能充分说明问题。利用白板，采用标准正弦函数拖拽的方式，巧妙证明x-t图像是正弦函数。培养严谨的科学研究态度的同时，展现了采用灵活方式处理数学问题的巧妙之处。 通过对不同声音振动图像的观察，能帮助学生正确认识科学的本质，了解生活中的大多数振动都不是纯粹的单一频率的简谐运动，一切振动都可以看成是若干简谐运动的叠加。教学反思1. 本节课采用多种信息技术教学手段，把抽象的位移时间图像，通过多种教学技术和手段形象化的展现出来。循序渐进、科学严谨，注重科学思想方法的教育，培养学生科学素养方面起到了很好地效果。2. 整节课的重心放在对位移图像的理解上，由于课堂时间限制，对弹簧振子的具体运动过程分析有些不到位，知识落实偏少。在今后的教学设计中，还应注意知识与思想方法均衡考虑，争取课堂更高效。
