一個振動與波的好課件

肖祝生

《機械振動和機械波》是高中物理中最難教的內(nèi)容之一，概念抽象、關(guān)系錯落，雖然教材中安排了不少實驗，仍很難揭示眾多瞬時變化的復(fù)雜關(guān)系。一節(jié)課下來，往往是教師滿頭大汗，學(xué)生霧水一團。現(xiàn)在好了，課件《機械振動和機械波》在很大程度上解決了這部分教學(xué)的難題。它是一個積件式的課件，集中了大大小小十個積件，基本上涵蓋了機械振動和機械波在教學(xué)中所需的全部內(nèi)容，具有極大的通用性。不論哪個版本的教材，也不論哪個地區(qū)的教師，只要是教學(xué)這部分內(nèi)容都能用得上。這種積件式課件的特點，是一般課件所不及的。

該課件不僅在版式、色彩、結(jié)構(gòu)和場景轉(zhuǎn)換等設(shè)計上具有大方、明快、簡潔和操作方便的特點，更主要的是它充分發(fā)揮了Flash的交互功能，把很難理清的物理關(guān)系處理得恰到好處。作為簡諧振動的兩個實例——單擺和彈簧振子，我們可以通過演示讓學(xué)生找到其規(guī)律，但很難講清諸如“力”、“加速度”、“速度”和“位移”之間的關(guān)系，而課件卻將這些大小、方向瞬息變化的物理量顯示得一目了然。教師既可以全程演示，也可以步進(jìn)分析，或動或靜，或單或雙，全由教師定奪。

振動圖像和波形圖像是全章的兩塊硬骨頭，相同的數(shù)學(xué)形式與不同的物理本質(zhì)交織成教學(xué)的難點。圍繞這兩個圖像需要講的東西很多，我們發(fā)現(xiàn)作者很聰明，他并不像同類課件一樣將要講的東西一股腦兒全搬進(jìn)來，而是抓住只有用多媒體手段才能表現(xiàn)的最關(guān)鍵的要點加以突出，至于那些能用常規(guī)手段解決的內(nèi)容，則留給教師自己去解決。例如振動圖像，作者只抓住“圖像的生成”這個關(guān)鍵，設(shè)計成帶有畫筆的彈簧振子和能平移的坐標(biāo)這樣簡單的畫面，然而，當(dāng)你改變平移速度或振動周期時，卻能精確地畫出各種不同的振動圖像；同樣，在波形圖像中，作者抓住的是波的定義中的要點：傳播的是波的“形式”（如波峰、波谷），質(zhì)點并不“遷移”（只在平衡位置附近振動），于是設(shè)計中突出的是“波峰”、“波谷”的位移和其中一個質(zhì)點（紅色改成黃色更醒目）的位移，兩個不同的位移是波的概念的最形象的詮釋。

波的干涉和波的衍射的設(shè)計都有精彩之筆。波的衍射運用對比的手法突出了衍射現(xiàn)象發(fā)生的條件，效果是很鮮明的；改變兩個相干波源的間距，干涉條紋的強弱亦發(fā)生變化，在一般課件中不多見，設(shè)計上有一定的難度。我們注意到，凡是能用改變參數(shù)來控制物理現(xiàn)象的地方，作者都盡量運用了此手法，這就大大增強了課件的交互功能，為教師組織學(xué)生自主探索提供了極好的條件。

教學(xué)波的干涉有三個層次：波的干涉現(xiàn)象、波的疊加和波的干涉圖樣分析。作者在課件中安排了第三個而舍棄了前兩個。其實，反倒前兩個層次運用常規(guī)教學(xué)手段最不明顯或無能為力，因而最需要動態(tài)的描述，第三層次則只需要一張靜態(tài)圖片便可以了，這不能不說是一個遺憾?？梢娫谡n件制作設(shè)計中，要制作什么，不制作什么，是首先要考慮的問題。