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

高中新课程新教材物理优质课评比 高中物理优质课大赛 大单元教学设计与教学实施 课题：机械振动 高中新课程新教材物理优质课评比 2 学科网（北京）股份有限公司 ——人教版选择性必修第一册 第二章 【单元教学设计说明】 机械振动 1.背景 2019年3月，在学校思想政治理论教师座谈会上，习近平总书记再次强调 “要坚持显性教育和隐性教育 相统一，挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源，实现全员全程全方位育人”。近几年课程思政 是专家学者研究热点，但目前对高中物理课程思政的研究较少。 2022 年 10 月 16 日，习近平总书记代表第十九届中央委员会向党的二十大作报告。强调“我们要办好人民 满意的教育， 全面贯彻党的教育方针， 落实立德树人根本任务， 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接 班人”。 在此背景下，受2022年10月12日“天宫课堂”第三课中“水球为什么变懒”实验和天地互动环节“机械钟 表和电子钟表在太空还能使用吗？”的启发，选取了已渗透到生活和生产方方面面的《机械振动》单元进行设 计和教学实施，并加以扩展和挖掘。在教学实施中，结合高中生身心发展特点和认知规律把思政元素融入物理 教学中。使学生在学习本单元过程中，潜移默化地接受思政教育，实现立德树人润物无声，旨在培养有科学精 神、有科学态度、有爱国情怀的合格社会主义接班人。 图一 天宫课堂第三课水球变“懒”实验 2.设计依据 图二 天地互动环节“机械钟表和电子钟表在太空还能使用吗？ ” 设计依据为《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》、《普通高中教科书物理选择性必修第一 册（2020年5月版）》、《普通高中教科书物理选择性必修第一册教师教学用书（2021年6月版）》。 3.指导思想：学习进阶理论 本设计的指导理论是学习进阶理论。对于物理学科学习过程，学习进阶可以理解是围绕着中学生物理学科 素养的物理观念，科学思维，科学探究和科学态度与责任等学习目标的达成历程，开展的一系列的由简至繁的 学习活动。学习进阶常常借助于子任务和子目标的达成促使学习者思维能力的螺旋式发展，达到深度学习的目 标。同时这种由简至繁、由现象到规律、由规律到本质、由本质到应用的学习过程也符合皮亚杰的认知发展理 ( 整合教材各章节，进行单元学习内容分析，如图四： )论。 【单元教学内容分析】 1.教材分析 机械振动是机械运动最普遍的形式之一。“机械振动 ”单元是运动学重要组成部分，既是直线运动、曲线 运动的延续，又是学习机械波的基础，起着承上启下的重要作用。 考虑到学习内容本身的知识结构、教材编排，以及学生的实际学习情况等特点。本单元内容可以整合为四 部分，第一部分：简谐运动模型的建构（第1节）；第二部分：简谐运动的运动规律和本质研究（第2、3节）； 第一、二部分教学活动是整个单元的基础，核心内容是建立弹簧振子理想模型，建立简谐运动概念，并从运动 规律、相互作用、能量展开对简谐运动研究。第三部分：单摆的研究（第4、5节），是用第一部分所获研究方 法、得到的结论和思维能力处理单摆问题，同时设计实验用单摆装置测量重力加速度。第四部分：外力作用下 的振动：阻尼振动、受迫振动和共振现象（第6节），是由理想振动（简谐运动）到实际振动（外力驱动下的振 动），强调知识的迁移应用，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的物理学科的科学态度和责任。用图 形象体现整合后的单元结构，如图三： 图三 机械振动单元整合结构图 2.单元学习内容 高中新课程新教材物理优质课评比 3 学科网（北京）股份有限公司 3.学情分析 该册书的知识，很多学校安排在高二学习。高二的学生整体抽象思维能力很强，也已经建立起了学科间的 关联，特别是数学和物理的关联，对于此部分知识的学习有很好的经验和知识基础。 第一、经验和认知基础 学生经验和知识积累：机械运动的情景和处理方法，包括直线运动，曲线运动，碰撞等，学生已初步形成 物质观、运动与相互作用观和能量守恒观。对于数学物理方法图像形象直观的处理运动也已掌握。 第二、思维障碍 往复运动的振动图像的得出所采用的转换思想；位移、速度、加速、受力都发生变化的复杂的机械运动的 处理；单摆问题的近似处理等。 第三、提升学习主体的物理学科核心素养 介于以上两点，通过本单元的学习，我们的最终目的是作为学习的主体提升学科素养，具体发展观念：机 械运动的新成员简谐运动的运动学特征、动力学特征、能量特征。锻炼思维：模型建构、小量近似、归纳推 理、科学论证等。提升科学探究能力：设计和改进实验方案等。最后通过解释社会生产相关现象提升科学态度 和责任。 结合以上方面的分析，用图五表示： 图五 学情分析进阶图 【单元教学主题的确定】 通过整合单元教学内容确定单元主题为：探究世界奇迹第二高楼