第二章机械振动 单元教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

普通高中新课程新教材优质课评选物理学科团体比赛 大单元教学设计 《机械振动》 人教版高中物理新教材选择性必修一第二章 《机械振动》 单元教学设计 一、单元基本信息 1.学科： 物理 2.实施年级： 高二 3.课程标准模块： 高中物理选择性必修： 1.2 机械振动与机械波 4.教材章节： 人教版高中物理新教材选择性必修一第二章 5.单元名称： 机械振动 6.单元课时： 6 课时 二、单元教学规划 1.单元名称： 机械振动 2.单元概述： 《普通高中物理课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中“机械振动”属于课 程内容选择性必修课程中“机械振动与机械波”主题之下。选择“机械振动”这个主 题，有以下几个方面的考虑： （1）“机械振动”是物体在变力作用下的运动。而变力作用下的运动，学 生很少接触。“机械振动”是认识“机械波”的基础，机械波则是机械振动在 介质中的传播。知道什么是机械振动，知道了描述振动的基本物理量，了解振 动的相，也就有了学习“波动”的必备知识。 从这个角度来说，“机械振动” 又是学习本模块十分重要的基础。通过学习机械振动，认识到运动的多样性、 复杂性及运动描述的统一性，可以丰富学生的运动观。机械振动是圆周运动的 进阶，也是运动与相互作用观念的进阶。 2 学科网（北京）股份有限公司 （2）“机械振动”单元的教学按照学生学习动力学部分的顺序从运动学、动 力学、能量角度不断深入展开，是学生基于学科大概念来研究一个未知运动的 过程中自然而然地建立起本单元的新概念。 （3）单元内容与生活联系紧密，有利于融入真实情境创设系列任务，单元 主题渗透运动与相互作用、能量观等物理观念的同时，更注重学习中科学思维 能力的培养，使学生掌握分析方法，进而应用所学方法自主进行研究。 本单元在学生初步形成的运动与相互作用观念和能量观念的基础上，引导 学生通过研究机械振动拓展对物理世界的认识和理解。通过创设学生感兴趣的 问题情境，引导学生运用已有的概念和规律分析常见的机械振动现象，先从动 力学的角度建立一维的弹簧振子模型描述简谐运动的几个相互联系的物理概 念，随后从能量与相互作用观的角度建立简谐运动中的回复力概念，探究回复 力特点，再过渡到二维的单摆模型，深入认识简谐运动及其规律，最后从迁移 运用的角度由理想模型走进现实情境对更复杂的现象进行分析、解释。 在本单元构建弹簧振子、单摆模型，研究单摆运动等实验过程中，进一步 领会守恒思想，提高建模能力，引导学生从相互作用和能量的角度认识机械振 动，了解机械振动的特征，为深入学习和研究电磁波打好基础。 整个单元的逻 辑线索一以贯之，重视物理观念的形成过程，从不同的角度用图像和公式描述 简谐运动则突出了对学生科学思维和科学探究素养的培养，而生活中机械振动 案例的分析和讨论则进一步提升了学生迁移运用知识的能力。 3.课程标准要求： 课程标准针对本单元的学习内容提出了三方面的要求： （1）知识层面，要求认识简谐运动的特征。知道单摆周期与摆长、重力加 速度的关系。 （2）能力层面，要求能用公式和图像描述简谐运动。会用单摆测量重力加 速度的大小。 （3）实验探究方面，要求通过实验，认识简谐运动的特征。通过实验探究 单摆的周期与摆长的定量关系。通过实验，认识受迫振动的特点。 。 学科网（北京）股份有限公司 课程标准特意给出了两个案例： （1）调查生产生活中受迫振动的应用实例； （2）调查生产生活中利用和防止共振的实例。 依据教材内容和课程标准要求，本单元内容在提升学生学科核心素养方面 表现如下： 一是加深学生对简谐运动及其相关规律的认识，强化运动与相互作 用观念；二是通过“认识新的运动形式及其规律”的任务作为一条探究主线， 发展学生的科学思维和科学探究能力。 通过对课程标准、教材、教学内容的分析，本单元的设计从生活真实情境 出发，围绕“ 怎样研究新的运动形式及其规律”这个问题进行大单元设计，在探 究过程中步步深入，从了解机械振动的特点和描述简谐运动的独特性，到探究 简谐运动本质原理，再到运用规律解决问题，最后得出有效结论，始终围绕解 决问题展开，使学习内容始终围绕学习需求。以问题为中心，并贯穿整个教学 过程， 期望学生们在解决真实情境问题的过程中完成相关知识的习得，提升关 键能力和必备品格。 4.单元内容分析 （1）核心概念： 机械振动、弹簧振子、单摆、位移、振幅、周期、频率、回复力、能量 （2）内容结构： ①知识结构 4 学科网（北京）股份有限公司 ②大概念结构 (;)单元设计流程： 。 学科网（北京）股份有限公司 （4）设计思路： （5）学业要求： 《普通高中物理课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中对本单元的学业要 求为： ①能用恰当的物理量描述简谐运动并能解释生产生活中的有关现