“簡諧振動”歷來是教學(xué)的重點(diǎn)，又是教學(xué)的難點(diǎn)，引起廣大物理教師的關(guān)注。筆者在30多年的教學(xué)中，曾多次教過這節(jié)課，也多次觀摩過同行教這節(jié)課，體會到就學(xué)科內(nèi)容而言，簡諧振動的內(nèi)容已是定論了；然而，就教學(xué)方法而言，卻是沒有定論。只要有心研究，每教就有新的心得，就有新的方法，體現(xiàn)了教學(xué)藝術(shù)是無止境的。下面從本課教學(xué)方法的變化談教學(xué)的藝術(shù)。
一、介紹“機(jī)械振動”的兩種方法。
本課第一個(gè)問題是介紹什么是機(jī)械振動，怎么介紹呢？這個(gè)問題并不難，但方法不同，效果也不一。一種方法是老師根據(jù)課本的例子，結(jié)合演示，歸納出各種振動的共同特點(diǎn)，給出機(jī)械振動的定義。這是以講授為主的方法，教師講授不難，學(xué)生聽的輕松。另一種方法是在講臺上擺出幾個(gè)振動的演示實(shí)驗(yàn)，如鐘擺或單擺的振動（軌跡曲線），彈簧振子的振動（軌跡直線），彈簧片的振動（物體的一部分振動）等，要求學(xué)生認(rèn)真觀察，找出它們的共同特點(diǎn)。學(xué)生的注意力很快被吸引過來，人人開動腦筋，有的小聲議論，通過討論得出答案。這是發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法，雖然知識難度不大，教師卻設(shè)置一個(gè)有一定難度的獲取知識的教法，培養(yǎng)觀察能力。
二、分析彈簧振子振動過程的兩種方法。
振子振動過程的分析既是本課的重點(diǎn)，又是本課的難點(diǎn)和關(guān)鍵。難在振子在變力作用下做交加速運(yùn)動，這是學(xué)生過去很少接觸的；更困難的是，一個(gè)全振動包含四個(gè)過程，每個(gè)過程要分析位移、回復(fù)力、加速度和速度四個(gè)量的方向、大小變化情況（因此一個(gè)全振動要分析32項(xiàng)），并要從32項(xiàng)中找出規(guī)律?！皩?shí)際情況往往是單獨(dú)分析各量情況時(shí)，學(xué)生們能夠說清楚，綜合起來討論，就會出現(xiàn)混亂、胡亂猜的情況”。（人教社教學(xué)參考書）。但這又是非搞清楚不可的，因?yàn)橹挥蟹治龊谜駝舆^程，才能總結(jié)出簡諧振動的特征F＝－kX，才能認(rèn)識振動的規(guī)律，所以振動過程分析是教學(xué)的關(guān)鍵。怎么抓住關(guān)鍵，突破難點(diǎn)呢？
傳統(tǒng)的方法是列表法，課本和教參也是此法：在分析振子振動過程后，把四個(gè)過程中位移、回復(fù)力、加速度、速度的方向和大小變化填入表格中（表格略、見課本或教參，表格中共有32個(gè)空格），然后歸納出振子振動規(guī)律。一般地說列表法是一種好的研究方法，但由于這個(gè)表格有32項(xiàng)變量，要從中總結(jié)規(guī)律相當(dāng)不易，教參說的“綜合起來討論，就會出現(xiàn)混亂”，就包含這種情況?？梢哉f列表法是用較難接受的方法解決難點(diǎn)知識，這樣做更是難上加難。
筆者在前兩年教這一節(jié)課時(shí)采用圖示法，似乎更直觀、鮮明，克服了列表法存在的缺點(diǎn)。這種教法很簡便，在教師指導(dǎo)下，讓學(xué)生分析四個(gè)過程、四個(gè)物理量的變化情況，如圖一所示（圖中不同的物理量用不同色筆表示，便于總結(jié)歸納）。由圖不難看出，位移方向總是背離平衡位置；回復(fù)力方向總是指向平衡位置，即與位移方向相反，運(yùn)用胡克定律，很容易得出簡諧振動的特點(diǎn)F＝－kX；然后再歸納加速度、速度的變化規(guī)律。圖示法改變了長時(shí)間習(xí)慣的教法──表格法，不僅學(xué)生容易接受，教師的工作量也減少了（列表法要課前在黑板上畫一個(gè)大表格，經(jīng)常還感到黑板不夠用），聽課老師一致認(rèn)為它比表格法更便于突破難點(diǎn)。
三、兩種不同的分析順序。四個(gè)過程、四個(gè)量的分析順序也有藝術(shù)。傳統(tǒng)的分析順序（例如課本或教參）是，先分析振子從B到O過程x、F、a、v的變化情況，填入表格或圖示中，然后引導(dǎo)學(xué)生分析O－C，C－O，O－B各過程四個(gè)量的變化，后再綜合四個(gè)過程的分析結(jié)果，找出規(guī)律。因?yàn)榍懊嬲f過的原因，學(xué)生一綜合起來討論就糊涂了，給教學(xué)帶來困難。筆者近又教這一節(jié)課，改變了上述分析順序，采用一個(gè)量全過程分析、歸納的方法，并配以復(fù)合幻燈片和教學(xué)提綱（見附錄），取得較好的效果：第一步，引導(dǎo)學(xué)生分析位移在四個(gè)過程中的方向和大小變化情況，讓學(xué)生畫在教學(xué)提綱上，教師用幻燈片顯示（如圖二），很快就歸納出位移的方向總是背向平衡位置；第二步分析回復(fù)力在四過程的方向和大小變化情況，也讓學(xué)生將分析結(jié)果記在教學(xué)提綱上，教師用第二張幻燈片復(fù)合在第一張幻燈片上（如圖三），很容易從圖中歸納出回復(fù)力的方向總是指向平衡位置，即與位移方向相反。有了上述基礎(chǔ)，運(yùn)用胡克定律提出簡諧振動特點(diǎn)F＝－kx就不難了。接下去分析加速度、速度的變化，總結(jié)出運(yùn)動性質(zhì)。由于采用單一量分析，又配有復(fù)合幻燈片和教學(xué)提綱，學(xué)生接受起來難度大大減小。一位青年教師連續(xù)聽了四位老師上這節(jié)課后，感到用圖示法，加上這種分析順序，容易接受，效果好。
“教學(xué)是一門藝術(shù)，而且是一門很難掌握的藝術(shù)”，從一節(jié)課教學(xué)方法的演變也說明了這一點(diǎn)。這里需要教師有很高的自覺性、創(chuàng)造性和靈活性，教學(xué)美學(xué)家克萊德·E·柯倫認(rèn)為：“達(dá)到了某些要求的創(chuàng)造性工作便是藝術(shù)。”就課堂教學(xué)藝術(shù)來說，必須注意以下問題：
1．優(yōu)選教學(xué)方法，多種教學(xué)方法互相配合，互相補(bǔ)充。教無定法，教學(xué)有法，貴在得法。根據(jù)教材、學(xué)生、教師和學(xué)校條件，優(yōu)選佳教學(xué)方法，是教學(xué)的重要藝術(shù)。以簡諧振動這節(jié)課為例，講“機(jī)械振動”采用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法，分析彈簧振子的振動采用討論法，總結(jié)簡諧振動特征用講授法，這樣多種教法互相配合，互相補(bǔ)充，有利于學(xué)生各種器官交替使用，有利于多種能力（如觀察、思維能力）獲得培養(yǎng)，學(xué)生的注意力也得到適時(shí)調(diào)整。
2．恰當(dāng)設(shè)置教學(xué)的難度和坡度。教學(xué)要有一定的難度，學(xué)生經(jīng)過努力，攻克了難關(guān)，便嘗到學(xué)習(xí)的樂趣，但難度不能過大，否則會使學(xué)生失去信心；對難度較大的問題還必須設(shè)置適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)坡度，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。因此設(shè)置適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)難度和坡度，也是教學(xué)的藝術(shù)。如“機(jī)械振動”難度不大，本課運(yùn)用發(fā)現(xiàn)法，提高一點(diǎn)難度；彈簧振子振動分析和簡諧振動特征，難度太大，通過圖示法，并優(yōu)選分析順序，降低坡度，突破難點(diǎn)。兩個(gè)問題的處理，一“高”一“低”好像矛盾，但這恰好是教學(xué)藝術(shù)的體現(xiàn)。
3．充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。教育學(xué)家第斯多惠認(rèn)為“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授的本領(lǐng)，而在于激勵(lì)、喚醒、鼓舞”，教學(xué)過程要千方百計(jì)調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使他們做課堂的主人。如振子振動過程分析、歸納，通過教學(xué)提綱（附錄）讓學(xué)生參與活動。
4．充分發(fā)揮教學(xué)媒體作用。除演示實(shí)驗(yàn)外，要充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，如幻燈、錄像等。本課采用復(fù)合式幻燈片，層次分明（一個(gè)量一個(gè)量分別研究），色澤鮮艷（不同量用不同顏色表示），很容易從中得出所需的結(jié)論。如果能用高速錄像機(jī)錄下振子做交加速運(yùn)動的情況那當(dāng)更富啟發(fā)性。沒有幻燈、錄像的學(xué)校，用磁性黑板也能鮮明地顯示運(yùn)動規(guī)律。運(yùn)用好教學(xué)媒體，也是很重要的教學(xué)藝術(shù)。提高教學(xué)藝術(shù)的關(guān)鍵是教師必須對教學(xué)工作有高度的責(zé)任心、事業(yè)心，只有把教師職業(yè)視為崇高的藝術(shù)事業(yè)，才會對教學(xué)有執(zhí)著的追求。
一、介紹“機(jī)械振動”的兩種方法。
本課第一個(gè)問題是介紹什么是機(jī)械振動，怎么介紹呢？這個(gè)問題并不難，但方法不同，效果也不一。一種方法是老師根據(jù)課本的例子，結(jié)合演示，歸納出各種振動的共同特點(diǎn)，給出機(jī)械振動的定義。這是以講授為主的方法，教師講授不難，學(xué)生聽的輕松。另一種方法是在講臺上擺出幾個(gè)振動的演示實(shí)驗(yàn)，如鐘擺或單擺的振動（軌跡曲線），彈簧振子的振動（軌跡直線），彈簧片的振動（物體的一部分振動）等，要求學(xué)生認(rèn)真觀察，找出它們的共同特點(diǎn)。學(xué)生的注意力很快被吸引過來，人人開動腦筋，有的小聲議論，通過討論得出答案。這是發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法，雖然知識難度不大，教師卻設(shè)置一個(gè)有一定難度的獲取知識的教法，培養(yǎng)觀察能力。
二、分析彈簧振子振動過程的兩種方法。
振子振動過程的分析既是本課的重點(diǎn)，又是本課的難點(diǎn)和關(guān)鍵。難在振子在變力作用下做交加速運(yùn)動，這是學(xué)生過去很少接觸的；更困難的是，一個(gè)全振動包含四個(gè)過程，每個(gè)過程要分析位移、回復(fù)力、加速度和速度四個(gè)量的方向、大小變化情況（因此一個(gè)全振動要分析32項(xiàng)），并要從32項(xiàng)中找出規(guī)律?！皩?shí)際情況往往是單獨(dú)分析各量情況時(shí)，學(xué)生們能夠說清楚，綜合起來討論，就會出現(xiàn)混亂、胡亂猜的情況”。（人教社教學(xué)參考書）。但這又是非搞清楚不可的，因?yàn)橹挥蟹治龊谜駝舆^程，才能總結(jié)出簡諧振動的特征F＝－kX，才能認(rèn)識振動的規(guī)律，所以振動過程分析是教學(xué)的關(guān)鍵。怎么抓住關(guān)鍵，突破難點(diǎn)呢？
傳統(tǒng)的方法是列表法，課本和教參也是此法：在分析振子振動過程后，把四個(gè)過程中位移、回復(fù)力、加速度、速度的方向和大小變化填入表格中（表格略、見課本或教參，表格中共有32個(gè)空格），然后歸納出振子振動規(guī)律。一般地說列表法是一種好的研究方法，但由于這個(gè)表格有32項(xiàng)變量，要從中總結(jié)規(guī)律相當(dāng)不易，教參說的“綜合起來討論，就會出現(xiàn)混亂”，就包含這種情況?？梢哉f列表法是用較難接受的方法解決難點(diǎn)知識，這樣做更是難上加難。
筆者在前兩年教這一節(jié)課時(shí)采用圖示法，似乎更直觀、鮮明，克服了列表法存在的缺點(diǎn)。這種教法很簡便，在教師指導(dǎo)下，讓學(xué)生分析四個(gè)過程、四個(gè)物理量的變化情況，如圖一所示（圖中不同的物理量用不同色筆表示，便于總結(jié)歸納）。由圖不難看出，位移方向總是背離平衡位置；回復(fù)力方向總是指向平衡位置，即與位移方向相反，運(yùn)用胡克定律，很容易得出簡諧振動的特點(diǎn)F＝－kX；然后再歸納加速度、速度的變化規(guī)律。圖示法改變了長時(shí)間習(xí)慣的教法──表格法，不僅學(xué)生容易接受，教師的工作量也減少了（列表法要課前在黑板上畫一個(gè)大表格，經(jīng)常還感到黑板不夠用），聽課老師一致認(rèn)為它比表格法更便于突破難點(diǎn)。
三、兩種不同的分析順序。四個(gè)過程、四個(gè)量的分析順序也有藝術(shù)。傳統(tǒng)的分析順序（例如課本或教參）是，先分析振子從B到O過程x、F、a、v的變化情況，填入表格或圖示中，然后引導(dǎo)學(xué)生分析O－C，C－O，O－B各過程四個(gè)量的變化，后再綜合四個(gè)過程的分析結(jié)果，找出規(guī)律。因?yàn)榍懊嬲f過的原因，學(xué)生一綜合起來討論就糊涂了，給教學(xué)帶來困難。筆者近又教這一節(jié)課，改變了上述分析順序，采用一個(gè)量全過程分析、歸納的方法，并配以復(fù)合幻燈片和教學(xué)提綱（見附錄），取得較好的效果：第一步，引導(dǎo)學(xué)生分析位移在四個(gè)過程中的方向和大小變化情況，讓學(xué)生畫在教學(xué)提綱上，教師用幻燈片顯示（如圖二），很快就歸納出位移的方向總是背向平衡位置；第二步分析回復(fù)力在四過程的方向和大小變化情況，也讓學(xué)生將分析結(jié)果記在教學(xué)提綱上，教師用第二張幻燈片復(fù)合在第一張幻燈片上（如圖三），很容易從圖中歸納出回復(fù)力的方向總是指向平衡位置，即與位移方向相反。有了上述基礎(chǔ)，運(yùn)用胡克定律提出簡諧振動特點(diǎn)F＝－kx就不難了。接下去分析加速度、速度的變化，總結(jié)出運(yùn)動性質(zhì)。由于采用單一量分析，又配有復(fù)合幻燈片和教學(xué)提綱，學(xué)生接受起來難度大大減小。一位青年教師連續(xù)聽了四位老師上這節(jié)課后，感到用圖示法，加上這種分析順序，容易接受，效果好。
“教學(xué)是一門藝術(shù)，而且是一門很難掌握的藝術(shù)”，從一節(jié)課教學(xué)方法的演變也說明了這一點(diǎn)。這里需要教師有很高的自覺性、創(chuàng)造性和靈活性，教學(xué)美學(xué)家克萊德·E·柯倫認(rèn)為：“達(dá)到了某些要求的創(chuàng)造性工作便是藝術(shù)。”就課堂教學(xué)藝術(shù)來說，必須注意以下問題：
1．優(yōu)選教學(xué)方法，多種教學(xué)方法互相配合，互相補(bǔ)充。教無定法，教學(xué)有法，貴在得法。根據(jù)教材、學(xué)生、教師和學(xué)校條件，優(yōu)選佳教學(xué)方法，是教學(xué)的重要藝術(shù)。以簡諧振動這節(jié)課為例，講“機(jī)械振動”采用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法，分析彈簧振子的振動采用討論法，總結(jié)簡諧振動特征用講授法，這樣多種教法互相配合，互相補(bǔ)充，有利于學(xué)生各種器官交替使用，有利于多種能力（如觀察、思維能力）獲得培養(yǎng)，學(xué)生的注意力也得到適時(shí)調(diào)整。
2．恰當(dāng)設(shè)置教學(xué)的難度和坡度。教學(xué)要有一定的難度，學(xué)生經(jīng)過努力，攻克了難關(guān)，便嘗到學(xué)習(xí)的樂趣，但難度不能過大，否則會使學(xué)生失去信心；對難度較大的問題還必須設(shè)置適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)坡度，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。因此設(shè)置適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)難度和坡度，也是教學(xué)的藝術(shù)。如“機(jī)械振動”難度不大，本課運(yùn)用發(fā)現(xiàn)法，提高一點(diǎn)難度；彈簧振子振動分析和簡諧振動特征，難度太大，通過圖示法，并優(yōu)選分析順序，降低坡度，突破難點(diǎn)。兩個(gè)問題的處理，一“高”一“低”好像矛盾，但這恰好是教學(xué)藝術(shù)的體現(xiàn)。
3．充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。教育學(xué)家第斯多惠認(rèn)為“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授的本領(lǐng)，而在于激勵(lì)、喚醒、鼓舞”，教學(xué)過程要千方百計(jì)調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使他們做課堂的主人。如振子振動過程分析、歸納，通過教學(xué)提綱（附錄）讓學(xué)生參與活動。
4．充分發(fā)揮教學(xué)媒體作用。除演示實(shí)驗(yàn)外，要充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，如幻燈、錄像等。本課采用復(fù)合式幻燈片，層次分明（一個(gè)量一個(gè)量分別研究），色澤鮮艷（不同量用不同顏色表示），很容易從中得出所需的結(jié)論。如果能用高速錄像機(jī)錄下振子做交加速運(yùn)動的情況那當(dāng)更富啟發(fā)性。沒有幻燈、錄像的學(xué)校，用磁性黑板也能鮮明地顯示運(yùn)動規(guī)律。運(yùn)用好教學(xué)媒體，也是很重要的教學(xué)藝術(shù)。提高教學(xué)藝術(shù)的關(guān)鍵是教師必須對教學(xué)工作有高度的責(zé)任心、事業(yè)心，只有把教師職業(yè)視為崇高的藝術(shù)事業(yè)，才會對教學(xué)有執(zhí)著的追求。