機械波教學設計

在教學工作者開展教學活動前，總歸要編寫教學設計，教學設計是一個系統化規劃教學系統的過程。如何把教學設計做到重點突出呢？下面是小編精心整理的機械波教學設計，僅供參考，希望能夠幫助到大家。

機械波教學設計1

一，教材分析

（1）教材的地位與作用

"機械波"是高中物理教材第一冊（必修）的第五章"機械振動和機械波"的第七節內容。

機械波是機械運動中比較複雜的運動形式。它作爲週期性變化的運動，廣泛地涉及物理學的各個領域。上好這節課不僅可以鞏固以前學過的有關運動學和動力學的知識，還可爲今後學習電磁振盪，電磁波和光的本性打下良好的基礎。

通過本節課的教學，學生初步認識到學習波動知識時重要的是要會確定波的總的運動情況，即由波長，頻率和波速等物理量來表徵運動情況，而不是確定單個質點在某一時刻的位置，速度和加速度。對培養學生科學的思維，研究方法，發展學生智力有着特殊的意義。

（2）教學目標

根據學生的認知基礎，心理特徵及本節課教材大綱要求，擬定下列教學目標。

知識目標

明確機械波的產生條件；掌握機械波的形成過程及波動傳播過程的特徵；瞭解機械波的種類及其傳播特徵；初步瞭解描述機械波的物理量。

能力目標

培養學生觀察分析，邏輯思維及歸納總結的自主學習能力；培養學生的時空觀念。

3，德育目標

培養學生用辨證的觀點探究物理過程及其規律，對學生進行唯物主義世界觀和科學方法論的教育。

（2）重點，難點分析

機械波的形成過程及描述是本節課的重點和難點。因爲波動過程的細節不容易體現出來，教學過程通過課件模擬物理過程的方法進行重點難點的突破，使學生獲得較直觀的信息，充分調動學生的'主觀能動作用，以激發學生研究物理問題的濃厚興趣。

二，教法與學法

現代教育理論認爲，科學教學必須讓學生們參與以探究爲目標的研究活動，使他們同老師和學生一起在相互啓發相互促進。對從學生們所親歷的事物中產生的一些實際問題進行探究，是科學教學所要採取的主要做法。

基於這種理念，本節課主要採用指導——自主學習法，通過課件和實驗演示，引導學生進行問題探究和討論，以期達到教學目標。有着豐富生活體會的學生往往對波動形成的物理過程有着濃厚的興趣。爲了使學生能認識機械波這一特殊的運動形式，教學中可以滲透"指導——自主學習"的教改思想，鼓勵學生積極參與，突出學法指導，思維啓發，和師生的情感交流。通過學生小實驗和教師實驗演示及課件模擬物理過程，逐層深入，讓學生分成小組在教師創設的問題中進行分析探究，總結波動特徵。在此基礎上指導學生從功和能的角度去探究波動過程，進而搞清波動的成因。引導學生在討論中互相問答或自問自答，進入思維的遷移，每觀察到一個現象都去想想幾個爲什麼。真正培養起抽象思維能力和獨立的思維能力。

在教學的過程中，教師要對所有學生的各種不同見解，技能和經驗都有所尊重。逐步把全班學生培養成科學探究推理嚴謹縝密，思想方法與行爲方式以及社會價值觀念都有助於科學學習的科學學習者。

三，教學過程設計

新課引入

（課件）在生活中，我們是否見過此現象——向一滴水滴入平靜的水面，會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

（課件）曾記否，當進球后球迷此起彼伏所形成的波浪（讓學生按順序逐個相繼站起，坐下，這時全班的同學都有機會親身體會到作爲波動中的一分子的運動情況，引導學生分組思考，討論波動的成因）

（課件）"敕勒川，陰山下，天似穹廬，……"連綿起伏的山巒構築了華夏民族的脊樑……

（小實驗：學生同桌兩人用手抖動課前準備好的繩子，會看到凹凸相間的波向繩的另一端傳播出去，形成繩波。）

上述現象，都是我們平時所見到的波的情形，那麼，波形成的條件是什麼呢波是什麼前面我們學習過的機械振動是描述單個質點的運動形式。這節課我們來學習由大量質點構成的彈性介質的整體的一種運動形式——機械波。

機械波的概念和產生條件

機械波的概念：機械振動在介質中的傳播就形成了機械波。上述的水波和繩波都是機械波。

2，機械波的產生條件：振源和介質（引導學生思考探索所觀察的現象，歸納總結）

振源——產生機械振動的物質，如在繩波中的手的不停抖動。（如果沒有連續的振動，則質點很快停止下來。）

介質——傳播振動的媒質，如繩子，水。

機械波的形成過程

介質模型：把介質看成由無數個質點彈性連接而成，可以想象成

如右圖所示。

機械波的形成過程：

由於相鄰質點的力的作用，當介質中某一質點發生振動時，就會帶動周圍的質點振動起來，從而使振動向遠處傳播。（課件演示相鄰質點的相互作用）

（實驗和課件演示）繩波的形成過程。（引導學生觀察，思考，分析）質點間有彈力聯繫着。開始時刻（t=0），各質點都處在平衡位置。其中第一個質點受到外力作用將開始在垂直方向上做簡諧運動，設振動週期爲T，則經過T/4，質點1已經達到最大位移，正要開始向下運動。質點2的振運動較質點1落後一些，仍向上運動；質點3更落後一些，此時振動剛傳到了質點9。經過T/2時，質點1回到了平衡位置，並繼續向下運動，質點9剛到達最大位移處，此時振動傳到了質點17。依此推論，演示經3T/4，T和5T/4後各質點排列成的波形。$p，{4

機械波的特點

1，介質中各點都在各自的平衡位置作往復運動——振動。

2，各質點並不隨波向波的傳播方向遷移。

3，各質點在振動時有時間上的先後。

4，波是能量傳播的一種方式。

（小實驗：學生用手抖動繩子，形成繩波。如果不再抖動，則原位的質點很快平靜下來。它說明波動是伴隨着能量傳播的，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點的振動方向可以將波分爲兩類：橫波和縱波。

1，橫波

質點的振動方向與波的傳播方向垂直。（凹凸相間的波形——波峯，波谷）

2，縱波5

質點的振動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。（拓展學生的認知層面）

機械振動與機械波的關係

課件演示機械振動和機械波的圖象，啓發學生思考兩者的區別與聯繫。

作爲課後思考題。爲下一節課作鋪墊。

課堂小結

1，只有振動纔有可能引起波動。

2，只有通過介質，才能由局部的振動引起全局的波動。

3，每一局部都在平衡位置附近做住復運動——振動。

4，每一局部並不隨波向波的傳播方向遷移。

5，每一局部的振運動在時間上有先後。

6，機械波是機械振動在介質中的傳播過程，它是一種振動形式，又是能量傳遞的一種方式。

（引導學生歸納總結，並對問題研究的方法做出評價，思考描述波動與振動的物理量有什麼不同。）

機械波教學設計2

【學習目標】

1．通過學習使學生體驗到機械波是怎樣產生的；

2．通過自身的活動使學生清楚機械波在傳播過程中，傳播的是振動形式，振動質點並不隨波遷移；機械波傳遞過程中攜帶能量和信息；

3．通過實驗得到機械波傳播的速度與介質有關，與振源振動的頻率無關；

4．認識到橫波中的波長的意義，知道振源振動一個週期，機械波向前傳播一個波長。

【學習材料】直徑約1cm、長約10m的一條麻繩、橫波演示器、秒錶（或用手錶代替）。

【學習形式】學生自主體驗、教師適時指導。

【教材分析與課程設計思想】

“機械波的產生”一節內容，在初學者看來屬於較難理解的內容，學生很容易把波的傳播認爲是介質中質點的遷移。波源的振動與波的傳播之間關係很多學生容易產生混淆。在傳統教學中，教師經過反覆講解和大量的練習，使一些學生記住了結論，但還是沒能理解相應的內容。

在本節的--中，我們試圖改變傳統的教學方式，將教師的“講解”變爲學生的“親身體驗”，通過反覆的“人浪”表演使學生體驗到“機械波”由近向遠的傳播過程：①傳播的是振動形式，振動質點並不隨波遷移：②機械波傳遞過程中攜帶能量和信息：③振源振動一個週期，機械波向前傳播一個波長。

然後請學生用麻繩演示機械波的傳播，重複上述觀點，強化觀點。之後，進行實驗研究：機械波傳播的速度與介質有關，與振源振動的頻率無關。最後，請學生分組演示並講解“機械波是怎樣產生的”，結束本節內容。

【課堂紀實】

1．將學生帶到大廳（或小操場上），將學生均等地分成4隊，手手相連，教師位於隊伍中間，指導學生，如圖1。

先讓第2排學生進行“人浪”表演：從左起第一個人開始依次“蹲”“起”一次。其他同學觀察。

然後讓第2排的同學從中間斷開，傳到斷開處，後面的學生不再動作。

教師提問：假設將每一位學生都看成“質元”，最左邊的學生看作最先振動的質點（波源或振源），學生手手相連看作連續的“介質”（介質就是傳播振動的物質），那麼，只有振源的振動而沒有傳播振動的介質能產生機械波嗎？

學生回答：不能。

教師提問：那麼，機械波產生的條件是什麼？

學生回答：振源的振動和傳播振動的介質。

教師：機械振動在介質中的傳播過程就是機械波。

2．先讓第2排學生進行“人浪”表演：從左起第一個人開始依次“蹲”“起”一次。其他學生觀察。

然後請第3排的學生重複表演一次，其他學生觀察。

讓1、2排學生交換位置，3、4排學生交換位置，重複表演一次，其他學生觀察。

教師提問：機械波在傳播過程中介質中的質點隨波遷移嗎？

學生回答：介質中的質點並不隨波遷移。

教師提問：那傳播的是什麼？

學生回答：傳播的是振動的形式。

教師提問：如果振源振動的幅度是1m，那麼其他質點的振動幅度是多大？

學生回答：也是1m。

教師提問：如果振源振動的週期（完成一次全振動的時間）是2s，那麼其他質點的振動週期是多大？

學生回答：也是2s。

教師提問：這說明了什麼問題？

學生回答：振源怎麼振動，介質中的其他質點也跟着怎樣振動。

教師：這是否意味着機械波傳播過程中攜帶着信息？

學生釋然。

教師提問：機械波傳播過程中攜帶能量嗎？

學生回答：是的。

教師：那誰能給大家總結一下，機械波傳播的特點？

學生：①機械波介質中的質點並不隨波遷移。

教師：很好，請繼續。

學生：②機械波傳播過程中攜帶能量。

教師：還有嗎？

學生：③機械波傳播過程中攜帶信息。

教師：攜帶誰的信息？

學生：振源振動的信息。

3．教師請第3排學生按照要求進行表演：當第一位學生完成一次全振動後，其他學生立即停止動作，定格在這一時刻。

（學生妤像是沒有明白教師的指令，或是這一過程較難完成，總之重複三次才勉強完成）

大致成如下形態，如圖2。

教師提問：這大概是什麼形狀？

學生回答：正弦（餘弦）波的形狀。

教師：第9個質點剛要開始向下振動，與第1個質點步調一致。我們把兩個相鄰的、振動總是相同的兩個質點之間的距離叫做一個波長。

教師提問：振源振動一個週期，振動從第1個質點傳播到第9個質點，哪位學生總結一下？學生回答：振源振動一個週期，機械波在介質中傳播的距離是一個波長。

教師：這說明機械波的傳播具有周期性。

教師：在同種均勻介質中，機械波的傳播是勻速的。如果用λ表示波長，t表示週期，則：v=λ/t。

4．用麻繩研究機械波的傳播速度與哪些因素有關實驗：請兩位學生到隊伍前面進行演示，兩者相距約10m，各執繩的一端，一人不動，另一人上下抖動繩子，這樣就有一列波從抖動的這一端向另一端傳開來。

緩慢抖動繩子，產生的機械波的波長大：快速抖動繩子，產生的.機械波的波長小。

再請出3個學生進行記錄：在兩種不同的抖動繩的條件下，由一端傳到另一端所用的時間。

教師提問：通過實驗，你能得出什麼結論？

學生回答：波的傳播速度相同。

教師：準確表達。

學生：在實驗誤差允許範圍內，不論如何抖動繩子（快速、中速、慢速），從這一端傳播到另一端所需要的時間相等。即波的傳播速度是相同的，與波源振動週期（頻率）無關。

教師：哪位同學能總結一下機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？

學生：兩者共同決定的。

5．請學生手手相連圍繞成一個圓，相鄰兩人同時動作，產生的波向兩側傳播，形成的波是對稱的。如圖3所示。

6．按照分組原則，圍繞教師，使用橫波演示器，講解機械波的產生過程。

教師首先分析講解一遍，學生再講解一遍，最後進行個別答疑和指導。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生。

【教學反思】

本節課大量採用學生活動來完成學習任務。學生的活動和學習積極性十分高漲。本節課沒有一個十分清晰的邊界，沒有完全按照教材編寫的內容進行學習。學習的內容涉及教材中的三節內容：機械波的產生、描述機械波的物理量──波長、波速等等。在教學中創造一種接近真實的情景，通過學生的參與和感悟、通過學生的測量得到結論，形成機械波的概念，掌握機械波的規律。這種--完全符合“以學生爲中心”的教育理念。學生在課堂中體驗到物理學原來也可以這樣“玩兒”，從本章的測驗成績可以看出，全班有45人的成績達到90分以上，滿分6人，最低分78分。我們認爲，“自主體驗課”無論從教學效果還是促進學生學習的發展方面都是很好的嘗試。