“波的形成和傳播”教學設計探討
物理教學研究專題
作者：徐冬梅
一、教學思路的明確
“波的形成和傳播”作為高中物理“機械波”“機械振動”等教學內容的延伸和擴展，著重介紹了有關波的共性知識，機械振動隻討論物體的運動狀態隨時間的變化，波動討論的是振動在空間介質中的傳播。波的形成和傳播主要介紹介質中某處發生振動時，由於介質質點之間存在相互作用，一個質點的振動會引起相鄰質點的振動，使振動沿介質傳播出去，這一振動的傳播就是機械波。
在認知層麵，學生已經了解了物體運動的幾種形式：平動、轉動和振動，並且知道或熟悉如水波、聲波、電磁波等概念。在能力層麵，學生已經具備了一定的邏輯推理與歸納能力。但本章內容則對學生的理解力和空間想象力都有較高的要求。在非智力因素方麵，應注意的是，高中生對物理現象仍然有較高熱情，而對於能夠觀察的物理情景則會形成較深的印象。
針對學生的知識結構與背景，學生學完簡諧振動，知道做簡諧振動物體的位移—時間圖像是一條正弦曲線，而水波形狀也類似於正弦，這兩者之間究竟有什麼聯係和區別呢？本節教學就是要由此“破題”，激發學生探究事物本質的動力，嚐試改變學生的學習方式，變被動接受為主動探索和思考。這就是本節課教學的指導思想。
在教學策略上，鑒於學生對波的認識和理解需要一個過程，因此，教師就需要將講解轉變為注重學生的親身體驗和對實驗的觀察。通過播放錄像，並設置合適的問題引導學生思考，幫助學生逐步體會和理解本節的知識。
二、教學目標的厘定
在課程改革的背景下，強化目標意識是實現高效教學的重要內涵。本節教學目標厘定如下：
（1）知識與技能：通過觀察和分析認識波是振動的傳播，知道波在傳播振動形式的同時也傳播能量和信息。能區分橫波和縱波，知道什麼是波峰和波穀，密部和疏部，知道什麼是機械波和機械波形成的條件，理解波的圖像的物理意義。
（2）過程與方法：通過“學生依次下蹲、起立，看起來好像是波浪在前進”，建立波形成的形象思維認識。加強利用圖像法理解問題的能力。
（3）情感態度與價值觀：感悟波的形成和傳播，增強參與意識，培養團隊協作的精神。培養透過現象看本質的思維品質。
本節的教學重點是：機械波的形成過程及傳播。教學難點則是機械波傳播過程中的特點。
三、教學環節的安排
基於以上思考，筆者安排了六個教學環節，並逐一進行闡釋。
1.提出問題，啟發思考
在第一個教學環節，教師就需要提出引起學生積極思考的問題，並維持思維活動貫穿整個過程。而“思維始於問題”，因此，利用合理的問題，就是本環節“引入”的關鍵。並且，這種問題引導策略亦被貫穿於後續環節之中。（以下“Q”代表問題，“A”代表學生可能的回答）
本環節，教師首先提出問題—
Q1：生活中有哪些形式的波？
A1：聲波、水波、光波……
Q2：什麼是波？它有哪些特性？這就是我們本章開始學習的內容。
在問題1提出後，學生能舉出大量波的例子，但需注意，波究竟是什麼？他們並沒有明確且具體的概念。正如本章引言所說：“有一些概念是如此普遍，其意義是如此深遠，以致對於我們還理解不深的某些事物，這些概念也能提供一些重要的情況。在這些概念中最了不起的應該算是波了。我們會遇到各種各樣的波：具有極大破壞力的地震波，海洋湖泊中的水波，空氣中的聲波，彌漫在空中的無線電波以及光波……我們會問：波究竟是什麼？不過，還不如問：關於波，我們能夠說些什麼？”
2.觀看視頻，提出問題
教師先展示生活中如藝術體操中的帶操、繩波、聲波等常見的波形，隨後將問題具體化，明確本節主要以繩波為例來研究機械波是如何形成並傳播的。
教師播放抖動繩子形成繩波的動態視頻，模擬繩波在介質中的傳播。然後引導學生模擬繩波。可選擇16個學生手臂相挽，並手持扇子，使扇麵形成一條直線。模擬時，先後讓左右2名學生開始上下運動，讓學生觀察所有扇麵運動時所形成的波形及每個學生的運動特點。
觀察前教師應向學生提出係列問題，引導學生有預期、有目的地觀察：
Q1：如果同學們之間沒有手臂相挽，當某同學（打頭）開始運動的時候，扇麵能否形成波形？
Q2：誰帶動大家運動起來的？