2.1 简谐运动 教学设计-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

选择性必修第一册：第二章 机械运动 第1节 《简谐运动》教学设计 一、教学分析 1.课标分析 《简谐运动》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修第一册模块中的“机械运动与机械波”主题下的一节内容。 【课程标准要求】：“1.2.1通过实验，认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。” 【课程标准分析】：本节内容是以简谐运动的特征探讨为载体，进一步提升物理学科核心素养，进一步步形成运动与相互作用观念必要的一部分。在教学中注意联系生产生活实际，从多个角度创设情境，提出有关的问题，引导学生思考讨论，理解简谐运动的特征。注意联系生活实际，拓展视野，渗透STSE教育，进一步形成对科学和技术应有的正确态度和责任感。 2.内容分析 机械振动是较复杂的机械运动，振动的知识在实际生活中有很多应用（如心电图、核磁共振仪、地震仪、钟摆等），可以使学生联系实际，扩大知识面；同时，也是以后学习波动知识的基础。因此，学好此章内容，具有承上启下的作用。《简谐运动》是《机械振动》这一章中最基本而又最重要的一节，是全章的基础；通过列举生活中的多个实例，通过让学生归纳共同点来引出机械振动的概念；而后运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动，从而从运动学的角度认识弹簧振子。通过实验得到弹簧振子的位移-时间图像；再通过数据进行分析发现弹簧振子的位移-时间图像时正弦函数。简谐运动可以根据运动学和动力学特征分别进行定义，本节根据运动学特征给出了简谐运动的定义。 3.学情分析 高二的学生已具有运动学和动力学的基本知识，对高中物理的学习要求和方法已具有一定的认识，但在大小和方向都做周期性变化的力的作用下的物体运动还是第一次遇到，对这种运动模式的运动形式没有抽象认识；很难对较为复杂的运动有清晰的认识。为此，如何帮助他们建立合理的简谐运动情景是教学的关键。在课堂教学上首先通过实验演示给学生以直观的感受，创设学习的良好情景；再引导学生观察、思考、讨论应用描点、描迹法、验证法、拟合法、类比法等科学方法得出初步的简谐运动规律，然后再次通过观察、思考、讨论得出正确而科学的结论。由此培养学生的观察能力、空间想象能力、协同学习的能力和科学的思维能力，使学生的学习过程变得轻松而高效，并且同步培养学生自主学习的能力，为学生的可持续发展提供必要的训练。  基于以上课标分析、教材内容分析和学情分析，确定本节课的教学重点和教学难点： 【教学重点】：形成简谐运动的概念和认识它的位移-时间图像。 【教学难点】：弹簧振子理想化模型的构建和简谐运动位移与时间函数关系。 2、 教学目标 1.学习目标 物理观念 ①知道机械振动是机械运动的另一种形式，知道机械振动的概念； ②知道什么是弹簧振子，明确弹簧振子是理想化的物理模型； ③认识简谐运动的位移-时间图。 科学思维 ①会运用理想化方法建构弹簧振子模型； ②通过观察、分析和推理，会证明弹簧振子的位移-时间图像是正弦曲线。 科学探究 经历探究简谐运动规律的过程，能分析数据、发现特点、形成结论。 科学态度 与责任 ①通过弹簧振子位移随时间变化规律的研究，体会实事求是的科学态度与科学精神； ②联系生活实际，拓展视野，渗透STSE教育，进一步形成对科学和技术应有的正确态度和责任感。 2.评价目标 素养类型 素养要素 素养水平 物理观念 规律 理解牛顿第一定律的内容及意义。 水平2 概念 知道机械振动的概念，简谐运动的概念。 案例 能弹簧振子位移随时间变化情况。 科学思维 模型构建 会运用理想化方法建构弹簧振子模型。 水平2 推理、论证 通过观察、分析和推理，会证明弹簧振子的位移-时间图像是正弦曲线。 水平2 科学探究 获取证据 作出解释 经历探究简谐运动规律的过程，能分析数据、发现特点、形成结论。 水平2 科学态度 与责任 科学态度 通过弹簧振子位移随时间变化规律的研究，体会实事求是的科学态度与科学精神。 水平2 社会责任 通过生活实例和现象的分析，认识到物理在生产生活中的实际价值和意义。 三、教学策略 1.策略与方法 在教学中，采用“问题引领”的教学策略，创设生活情景，引导学生进行自主、合作、探究的学习。结合生产生活实例，引导学生进行问题探究，解决有关问题；让物理走向生活，让素养目标着实落地。 以实验为为突破教学的重难点，为抽象的理解和概括提供感性认识和事实依据，为此设置了一些实验活动和趣味游戏，倡导学生“从做中学”。例如挥动手臂、扇子扇动、拍打篮球，水平气垫导轨上的滑块实验、抽白纸探究活动等等。调动学生的学习兴趣，也使物理教学更具实效性和趣味性。同时，也让学生感悟从生活走