《波的干涉》教學(xué)案例

韓志武

（河北衡水中學(xué)，河北 衡水 053000）

【教學(xué)設(shè)計(jì)】

《波的干涉》教學(xué)案例

韓志武

（河北衡水中學(xué)，河北 衡水 053000）

在三維教學(xué)目標(biāo)中，前兩維度是提升學(xué)生素質(zhì)的階梯，而情感態(tài)度價(jià)值觀便是學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的靈魂，它指引人格方向，是新課程人文素養(yǎng)的體現(xiàn)。基于此，筆者整合教材、生活、學(xué)情、視頻、實(shí)驗(yàn)等多種教學(xué)資源，對《波的干涉》進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)，通過視頻尋找突破，變抽象為直觀，帶給學(xué)生不一樣的精彩。

教學(xué)；直觀；學(xué)生

知識與技能：

1.理解和掌握位移的疊加和速度的疊加的方法。

2.理解波的干涉條件。

3.描繪水波的干涉圖樣。

4.能夠熟練地判斷哪些位置是振動加強(qiáng)區(qū)，哪些位置是振動減弱區(qū)。

過程與方法：

1.通過視頻《魚洗之謎》讓學(xué)生產(chǎn)生視覺上的沖擊，設(shè)置問題，導(dǎo)入新課。

2.利用多媒體教學(xué)手段展示波的獨(dú)立傳播原理、疊加原理、振動加強(qiáng)區(qū)和振動減弱區(qū)。

3.進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察步調(diào)一致和步調(diào)相反兩種情況下波的干涉，提高學(xué)生的觀察能力和動手能力。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀：

1.通過描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力。

2.設(shè)計(jì)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。

3.通過學(xué)生的親身體驗(yàn)，自己獲取知識，享受學(xué)習(xí)的樂趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的幸福感。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

1.重點(diǎn)：兩列波相遇時(shí)，位移、速度的疊加情況分析。

2.難點(diǎn)：振動加強(qiáng)區(qū)和振動減弱區(qū)的判斷。

教學(xué)過程：

引入新課：

播放動畫：兩球在同一條直線上相向運(yùn)動而發(fā)生碰撞。

教師提問：兩個(gè)小球相碰后有什么現(xiàn)象？

學(xué)生：兩球相遇后分開，運(yùn)動的路徑發(fā)生變化。

引導(dǎo)學(xué)生討論兩列波相遇可能發(fā)生的情況。

播放“兩列僅含波峰的半波相遇”的動畫（如圖一）。

教師：兩列波相遇后波形有什么變化？學(xué)生：沒有變化，和相遇前一樣。教師：描述波的物理量都有哪些？學(xué)生：波長、波速、振幅……教師：我們能不能更準(zhǔn)確地描述波相遇前后的特點(diǎn)？學(xué)生根據(jù)視頻總結(jié)出：波相遇后，振幅、波長、波速等均不變，與相遇前一樣。

【教學(xué)目的】通過視頻給學(xué)生視覺的沖擊，加深學(xué)生的理解。給學(xué)生搭建臺階，引導(dǎo)學(xué)生說出波傳播的獨(dú)立原理。

重新播放上面動畫，如圖二所示。

教師：虛線代表向相反方向傳播的列波，黑色實(shí)線代表疊加后的波形。請大家觀察質(zhì)點(diǎn)a的位移與質(zhì)點(diǎn)b位移有什么特點(diǎn)。

圖二

學(xué)生：用刻度尺測量后，得出a、b兩質(zhì)點(diǎn)的合位移等于波單獨(dú)存在時(shí)的矢量和。

教師：a、b兩點(diǎn)的振動方向又如何呢？

學(xué)生：根據(jù)位移的疊加類比得出，速度也滿足矢量疊加的原理。進(jìn)而判斷出a質(zhì)點(diǎn)振動方向沿y軸正向質(zhì)點(diǎn)b沿y軸負(fù)向振動。

教師：兩列波的波長有什么特點(diǎn)？

學(xué)生：相等。

教師：傳播速度和頻率相等嗎？

學(xué)生：在同一種介質(zhì)傳播，波速相等。由v=λf得頻率f相等。

教師：請同學(xué)們觀察，質(zhì)點(diǎn)a、c、d中，那個(gè)振動的振幅變大了，哪個(gè)變小了？

學(xué)生：質(zhì)點(diǎn)a、d的振幅增大了，質(zhì)點(diǎn)c的振幅減小了。

教師：質(zhì)點(diǎn)a、d的振幅是否總是最大？質(zhì)點(diǎn)c的振幅是否總是最小呢？

【教學(xué)目的】引導(dǎo)學(xué)生觀察波的干涉現(xiàn)象，并歸納總結(jié)出波的干涉的特點(diǎn)。

教師：設(shè)計(jì)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：利用發(fā)波水槽觀察水波的干涉圖樣。（如圖所示）

情況一：振動步調(diào)一致。讓學(xué)生自己觀察疊加圖樣的特點(diǎn)，并在白紙上描繪干涉圖像，記錄干涉加強(qiáng)區(qū)和振動減弱區(qū)，歸納出干涉特點(diǎn)。

圖三

情況二：振動步調(diào)相反。讓學(xué)生自己觀察疊加圖樣的特點(diǎn)，并在白紙上描繪干涉圖像，記錄干涉加強(qiáng)區(qū)和振動減弱區(qū)，歸納出干涉特點(diǎn)。

教師：總結(jié)出本節(jié)課的核心內(nèi)容“波的干涉”——頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，振動加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)相互間隔形成穩(wěn)定干涉圖樣的現(xiàn)象。

教師：為了提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，（1）敲擊音叉，讓學(xué)生圍繞音叉轉(zhuǎn)動一周，感受聲音強(qiáng)弱的變化，并解釋原因。（2）觀察“噴水魚洗”的視頻，解釋水花噴出的原因，以把學(xué)到的知識應(yīng)用到實(shí)際生活當(dāng)中去。（3）讓學(xué)生課后通過網(wǎng)絡(luò)查閱，詳細(xì)了解“噴水魚洗”之謎，并進(jìn)一步搜集和波的干涉相關(guān)的資料，讓同學(xué)之間相互交流，擴(kuò)大學(xué)生的知識面。

【板書設(shè)計(jì)】

1.波的獨(dú)立傳播原理：兩列波彼此相遇并互相穿過，相遇后能保持自己的波形、波長、頻率、波速不變。

2.波的疊加原理：在兩列波的重疊區(qū)域內(nèi)，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移（速度）都等于兩列波引起位移（速度）的矢量和。

3.波干涉的條件：（1）波的頻率相同；（2）相位差恒定。

4.水波的干涉。

【教學(xué)后記】

《波的干涉》的內(nèi)容非常抽象，學(xué)生理解的難度很大。為了讓學(xué)生更準(zhǔn)確地理解波的干涉的現(xiàn)象，我采取了視頻加分組實(shí)驗(yàn)的形式，展現(xiàn)了動態(tài)的波的干涉過程，收到了較好的效果。為了使物理走向生活，我給學(xué)生布置課外作業(yè)：尋找生活當(dāng)中的干涉現(xiàn)象，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

G632.0

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1674-9324（2014）21-0156-02