高中物理學科思政【受迫振動 共振】教學設計

2024-02-09教育

附件2

單元整體教學設計樣版
基本資訊
姓名	聯系電話
學段	高中	展示單元	第二章機械振動
單元教學設計
單元名稱	6.受迫振動共振
1.單元教學設計說明：本節課影片、PPT演示法，圍繞高中物理受迫振動、共振部份展開教學。在知識傳授、能力培養的同時，結合神州五號的成功發射、楊利偉的生死26秒、及【墨子備穴篇】中共振現象的具體套用、【夢溪筆談】聲學共振實驗、Tacoma大坍塌事件、港珠澳大橋振動控制技術和共振的利與弊等例項將特別能奉獻的載人航天精神、一分為二看待事物的辯證唯物主義觀點等思政元素融入到課堂教學中，弘揚傳統文化和民族精神，增強同學們的民族自信心和自豪感，增加學生學習的成就感和獲得感，激發學生的愛國情懷。推進課程育人，促進學生全面發展、健康成長。
2.單元目標與重點難點：知識目標：使學生能夠描述受迫振動的運動規律，並且能夠表達共振的概念及其套用。能力目標：從物理模型建立及分析的過程，提高學生分析和解決問題的能力；能夠正確分析共振的利與弊。素質目標：結合例項將特別能奉獻的載人航天精神、一分為二看待事物的辯證唯物主義觀點等思政元素融入到課堂教學中，弘揚傳統文化和民族精神，增強同學們的民族自信心和自豪感，增加學生學習的成就感和獲得感，激發學生的愛國情懷。推進課程育人，促進學生全面發展、健康成長。
單元整體教學思路（一課時）情景：神州五號成功發射楊利偉的生死26秒問題：什麽是共振？思政：民族自信心和自豪感匯入振動中的能量損失思政：受迫振動思政：共振現象及其套用（1）分析問題：楊利偉為什麽有生死26秒？（2）了解【墨子備穴篇】中共振現象的具體套用、【夢溪筆談】聲學共振實驗。（3）了解Tacoma大坍塌事件、港珠澳大橋振動控制技術思政：辯證唯物、家國情懷、使命擔當、優秀傳統文化、航天精神參與式學習檢測目標是否達成學習後測老師總結知識要點並布置課後作業課堂小結
課時教學設計
課題	受迫振動共振
1.教學內容分析：本節課在講述受迫振動、共振知識時，結合豐富的詳實的例項，將家國情懷、中華優秀傳統文化、航天精神等思政元素融入到課堂教學中，加深學生對共振概念的理解，激發學生的學習積極性，助力學生的價值塑造，促進學生的全面發展。
學情分析：學生學習本節課課相關內容知識儲備沒有問題，理解本節課科學能力水平沒問題，但是學生對受迫振動共振與之聯系的相關思政元素了解缺乏。對學生的發展及其學習興趣需要透過思政的滲透來提高。
目標確定： 1、深度挖掘受迫振動、共振部份的思政元素，在知識傳授、能力培養的同時，實作對學生的價值塑造。 2、為我們物理教師提供可借鑒的、翔實的課程思政示範案例
4.學習重點難點

重點：受迫振動及共振的概念，共振的利與弊難點：對共振的理解
教師活動	學生活動
環節一：（首先播放神州五號發散升空的影片及楊利偉生死26秒）
教師活動（提出問題：什麽是共振？）首先播放神州五號發射升空的影片，引入第一個思政元素（背景：2003年10月15日，是一個舉世矚目的日子。因為，在這一天，楊利偉乘著神州五號飛船飛上太空，成為中國第一位航天英雄，圓了中華民族千百年來的飛天夢。）（背景：楊利偉在他的自傳【天地九重】中記述了自己經歷的生死26秒：「火箭上升到三四十公裏的高度時，火箭和飛船開始急劇振動，產生了共振」，這讓他感到非常痛苦。他覺得自己的五臟六腑都要碎了，一度以為自己要犧牲了。）	學生活動（學生思考著簡要的回答）
設計意圖（引出本節課的重點「共振」第一個思政元素：透過神州五號的發射升空，增強同學們的民族自信心和自豪感。）
環節二：知識講授（重點概念——固有周期（固有頻率）、阻尼振動、受迫振動（受迫振動的特點）、共振
教師活動（講授、演示）演示實驗：共振現象	學生活動（看書、思考）
設計意圖：在講解知識點的同時引入第二個思政元素：萬物皆振動，學習也類似於振動，很多同學在自然學習的過程中，慢慢變懶，我們老師、家長等就是讓你做受迫振動。受迫振動的頻率等於驅動力的頻率，與物體固有頻率無關。也類似於我們學生放假與上學時早上起床時間。讓學生把振動與生活類比。思政元素：實驗是檢驗真理的一切標準。
環節三：共振現象及其套用（講解、播放影片）中國古人在共振方面的成就（背景：在【墨子備穴篇】中記述了共振現象的具體套用，它的意思是這樣的：在城墻下每隔幾米，挖一個坑，坑內埋置陶甕，在甕口蒙上皮革。如果有敵人挖地道攻城，就可以根據各陶甕聲響情況，確定敵人挖掘的位置和方向。）（背景：11世紀中國宋代科學家沈括是世界上最早進行共振實驗的人。沈括在【夢溪筆談】中精心設計了一個聲學共振實驗，他剪了一個紙人，把它固定在一根弦上，彈動和該弦頻率成簡單整數比的弦時，這根弦就振動使紙人跳躍，而彈其他弦時，紙人則不動。沈括把這種現象稱為「應聲」。在西方15世紀，意大利人達芬巫師開始做共振實驗。）	學生活動（觀看PPT影片、思考分析）
設計意圖：講述中國古代人在共振方面的成就，第三個思政元素：透過介紹中國古代科學成就中的物理學，弘揚傳統文化和民族精神，激發學生強烈的民族自信心和自豪感，堅定文化自信。
環節四：共振的危害（講解、播放影片）共振的危害	學生活動：（觀看PPT影片、思考回答問題）觀看：科學漫步---港珠澳大橋的振動控制技術
設計意圖：引入第四個思政元素：Tacoma大橋坍塌事件被記為20世紀最嚴重的工程設計錯誤，港珠澳大橋這項「超級工程」被評為「新世界七大奇跡」，幕後的工作人員足足經歷了15個春秋。光是新專利就有400多項。透過例項告訴學生，科學技術就是生產力，同學們要有科技報國的家國情懷。
環節五：中國精神—載人航天精神—用生命去探索未來（教師講解）（背景：人體甚至人體的某個器官也是彈性質素系統，因此它們也有自己的固有頻率。人體的平均固有頻率一般為4~5赫茲，各主要器官的固有頻率為3~6Hz。可以想到，如果外界有這些頻率的振動源，我們人體一定會感到不舒服，楊利偉在火箭上升到三四十公裏的高度時，火箭和飛船開始急劇抖動，產生了5Hz振動，與身體和主要器官產生共振。之後改進了技術工藝，解決了這個問題。在神舟六號及以後的飛行時，再沒有出現過這種情況。在中國航天事業取得輝煌成就的背後很多人獻出了不為人知的艱辛與努力。）	學生活動：（思考回答問題）
設計意圖：引入第五個思政元素：中國航天事業取得了舉世矚目的成就，一次次挑戰新的高度。航天事業，同時也是一個用生命探索未知的過程，其中充滿了很多不確定性。這就是中國精神，中國載人航天精神。（特別能吃苦、特別能戰鬥、特別能攻關、特別能奉獻）我們同學們要科技報國，要有使命擔當。
總結：（背景事物都是一分為二的，共振工程技術上也並不總是起破壞作用的，只要掌握了它的規律，也可以使它為人類服務。）引入第六個思政元素：透過講解共振的利與弊，闡述一分為二看待事物的辯證唯物主義觀點。
板書設計 2.6受迫振動共振一、振動中的能量損失 ①固有頻率：物體固有振動時的頻率。 ②阻尼振動：振幅隨時間逐漸減小的振動稱為阻尼振動。二、受迫振動 ①受迫振動：系統在驅動力作用下的振動 ②物體做受迫振動達到穩定後，物體振動的頻率等於驅動力的頻率，與物體的固有頻率無關。三、共振現象及其套用物體在做受迫振動時，驅動力的頻率與物體的固有頻率相差越小，受迫振動的振幅越大；當驅動力的頻率與物體的固有頻率相等時，受迫振動的振幅達到最大。
作業與拓展學習設計：		實踐作業：引入第七個思政元素：透過實踐作業，自主探究活動，激發學習積極性，增加學生學習的成就感和獲得感。
教學結束語：			教育學生：使命擔當——樹鴻鵠之誌、做棟梁之才
9.教學反思與改進：
10.學習評價設計：