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1、简谐运动教学难点的分析与突破 江苏省溧阳中学 彭建武 简谐运动是一种变加速运动，对高一学生来说比前面学过的各种运动要复杂，是高中物理教学的难点之一。本文就这一教学难点形成的原因进行分析，并运用建构主义理论的某些观点，结合自己的教学实践，提出一些突破教学难点的思路和方法，供同行参考斧正。 1、难点形成原因分析 1.1从教学内容本身看，简谐运动是一种较复杂的变加速运动，而且要综合分析各种物理量之间的变化关系，学生难以形成比较深刻的理解，客观上有一定的难度。 1.2从教材结构看，教材处理的流程为：例举实例指出什么是机械振动，然后由弹簧振子引出简谐运动。其中对一次全振动的表述方法是由实例来说明，而不是
2、用精辟的物理语言来下定义。这样学生的理解只能是肤浅的，对学生的继续学习带来困难。 1.3从学生的认识结构和能力水平来看，学生在此之前对位移的定义有很深的印象，他们对振子的位移是指偏离平衡位置的位移很难接受，这种思维定势绝不是通过几次讲解就能逆转的；学生对复杂运动的分析能力也是一个薄弱环节，给新授内容的理解和掌握造成了不可忽视的困难。 1.4从教学方法上看，有些教师在教学时省去了实验或很草率的做一下，缺少启发性，学生对规律缺乏正确的、深刻的理解，结果一旦遇到新的问题、新的情境，就无从下手，学生的能力得不到培养和发展，在主观上增加了教学难度。 2、突破难点的理论依据和教学思路 建构主义理论认为，学
3、习过程不是学习者被动的接受知识，而是积极的建构知识的过程；在学校里，学习不是教师向学生传递知识的过程，而是学生建构自己的知识和能力的过程。只有充分发挥学生的主体作用，让学生积极参与教与学的整个活动，才能以其已有的知识和经验去过滤和解释新知识、新信息，并对新知识构建起自己的正确理解。因此教师在教学设计时，首先要考虑的不是将课本上的知识灌输给学生，而是为学生建构知识创造良好的环境。基于这种指导思想，我在进行教学设计时，首先通过实验，由此提出一些问题让学生去观察、思考，激发学生探索新知识的兴趣和动机，为突破难点提供良好的情境。其次，充分考虑学生的认知特点，激励学生积极思维，尽可能让学生去思考，教师只
4、在适当的时候再做点拨、启发、整理归纳。这样，既有利于学生主动构建新知识，又利于学生创新精神的培养。第三，针对教学内容和物理学科之特点，借助多媒体，形象直观的展示物理过程及各物理量之间的变化关系，让学生对所学内有深层次的理解。第四加强对学生的学法指导，在学生对简谐运动有较深刻理解之后，通过典型问题的解释分析，达到巩固提搞的目的，这也是分解教学难点的具体方法。 3、突破难点的教学设计 3.1创造学生主动建构的情景 让学生观察下列实验：单摆的摆动、竖直弹簧振子的振动、水平弹簧振子的振动，且用标志物指示它们的中心位置。敏锐的学生会发现它们有共同的特征：以某位置为中心位置作往复运动，这样不但激起学生学习
5、的动机，又把本节课的第一个学习任务什么是机械振动，置于一个有利于学生主动建构的情景中，为突破难点提供了良好的开端。 3.2找准切入点，让学习者建构自己的判断和信念，形成自己的见解 什么是一次全振动是本节的一个重要概念，而教材中是通过实例来说明的，没有用精辟的物理语言来给定义，不能反映全振动的本质属性。教学过程中以此作为切入点，让学生思考什么是一次全振动。设计下列问题：（1）若振子从平衡位置开始向右振动，要经过哪些过程后才是完成了一次全振动？（2）若振子在偏离平衡位置x处的某点且远离平衡位置运动，振子要经过哪些过程才是完成了一次全振动，让学生自由地、大胆的参与探索和交流，教师适当启发、点拨 ，学
6、生用自己的语言表达：振子以相同速度（大小和方向）相继通过同一位置所经历的过程，叫做一次全振动。 实践证明，象这样通过学生主动、积极的探索而得到的知识，才能使他们形成真正的、有效的知识。 3.3在解决问题中学习和培养高水平思维 在传统教学中，教师一般在教学之初先讲所要学的概念和原理，而后再让学生去解答有关的问题，其潜在的假设是：学和做是两个过程，必须先学了，才能去做。建构主义的学习和教学要求学生通过高级思维活动来学习，学习者要不断思考，不断的对各种信息和观念进行加工转换，基于新经验与旧经验进行综合和概括，这就要求我们以与传统教学相反的思路来设计教学：在问题解决中学习，教师针对性的设计有价值、有意
7、义的问题让学生去思考、尝试解决，教师提供一些支持和引导。 本节的重点是把一次全振动过程中的受力情况和运动情况弄清楚，从而得出什么是简谐运动，而学生习惯于讨论恒力作用下各物理量的变化，对简谐运动过程中各物理量变化的讨论感到有些困难，在教学过程中我们结合实验、多媒体动画有步骤、有次序的进行分析，教学流程如下： （）按位移x回复力F加速度a速度v的次序来分析这些量的变化情况及各量之间的变化关系。 （）动画按上述次序显示它们各自的变化情况及它们之间的变化关系。 （）引导学生学会在讨论问题中要按照事物本身的规律，抓住本质，每一步讨论都要有根据，不能想当然。 3.4加强学法指导，完善和优化学生的认知结构。
8、 至此，学生对什么是一次全振动和一次全振动中各物理量的变化规律初步构建了正确的认识 ，但是，机械振动和简谐运动之间有什么联系与区别呢？是否会用新的知识来解决问题？即难点是否已真的被突破？为此，我们设计了一个新的物理情境： 1.如图，两光滑斜面在o处均与一小段圆弧相切，倾角小于5，小球由A处静止释放，则小球的运动是机械运动吗？是简谐运动吗？ 引导：小球运动过程中有无中心位置？有无重复性？是机械振动吗？ 小球运动过程中回复力的来源是什么？它是简谐运动吗？ 2.在水平弹簧振子在振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大，则在这段时间内： A. 振子的速度越来越大 B. 振子正向平衡位置运动 C. 振子的速度方向与加速度方向关系 D. 振子所需回复力数值越来越大，方向跟速度方向相反 引导：加速度a由什么决定？其表达式如何？ 这样的教学设计，使学生在学习过程中能够用新学的知识分析解决问题，更好的构建了自己对知识（尤其是难点知识）的正确理解。另一方面，正因为是难点，学生在学习过程中或多或少会遇到一些疑难，通过对新的物理情境的处理消除这些疑虑，学生的认识得到完善和优化。
