新課標教材“加速度”的教學設計

高中物理新課程的總目標之一是：“學習科學探究方法，發展自主學習能力，養成良好的思維習慣，能運用物理知識和科學探究方法解決一些問題。”應當說，在高中物理新課標教材中蘊含著眾多的培養學生探究能力的資源。高中物理新課程共同必修模塊1中的《速度改變快慢的描述——加速度》就是其中一例。

1教材分析

本節課安排在高中物理新課程標準實驗教科書(人教版必修1)第一章《運動的描述》的第5節，在整個共同必修課程中，對本節內容的學習和掌握是非常必要和重要的。加速度是運動學中的一個重要的物理量，是將運動和力聯系起來的橋梁。由于加速度概念與其它物理知識的聯系性強，涉及面廣，特別是在分析、解決跟動力學相關的實際問題中經常涉及到，因此對加速度的理解和掌握程度的高低，不僅直接關系到本章后續必修模塊的進一步學習，而且還將影響以后選修模塊的學習和掌握。所以這一節課的內容是本章知識的重點之一，本節課的關鍵是促進學生對加速度概念的形成和理解。在學生的生活經驗中，與加速度有關的現象不多，這就給學生理解加速度這個概念帶來了困難。為此，教材先列舉小型轎車和旅客列車的加速過程，讓學生討論它們速度變化的快慢以增強學生的感性認識。教材還展示了飛機的起飛過程，要求學生從具體問題中了解“速度快”、“速度變化大”、“速度變化快”的不同含義，又在旁批中指出“物體運動的快慢”與“運動速度變化的快慢”不同。在此基礎上再說明平均加速度的意義，進而說明瞬時加速度。對加速度的矢量性，教材的處理也比較通俗易懂，在基本描述后又給出了一些運動物體的加速度圖表，給學生直觀、生動的印象。對重要的v—t圖象，教材又設置了一個“思考與討論”，讓學生通過v-t圖象加深對加速度的認識和對圖象的理解。節后的“科學漫步”欄目又較深入地介紹了一般情況下的變化率概念。

2確定三維教學目標

加速度是高中物理共同必修模塊教學的重點內容，要想正確理解加速度的物理意義，掌握加速度的定義公式，學生必須具有較高的抽象思維能力。因此，在確定加速度教學目標時，應該注意教材處理的這一實際情況，逐步到位。否則，教學目標過高，不僅不能達到預期的教學效果，而且易于在學生中產生物理難學的心理障礙。當然，也不能把教學目標定得太低，這也不利于物理課堂教學效率的提高。

2.1知識與技能

（1）理解加速度的概念，知道加速度是表示速度變化快慢的物理量，知道它的定義、公式、符號和單位。

（2）理解加速度是矢量，知道加速度的方向確定法，會區分加速度與速度、速度的變化、速度的變化率之間的關系。

（3）會用勻變速直線運動的v-t圖像求加速度。

2.2過程與方法

通過多媒體課件對生活實例中運動物體速度變化快慢的感受，以及類比法的探究推理，培養學生抽象邏輯思維能力；培養學生主動、積極的科學探究能力和創新精神；強化用比值進行定義的物理思想方法；培養學生使用比較、類比的學習方法。

2.3情感、態度與價值觀

培養學生學習物理的興趣和積極性及善于區分事物的能力。

3創設探究情景，激發學生的自主、合作學習

從教學活動的角度上講，高中物理中的科學探究不全是實驗探究，通過自己的探索，變未知為己知，這樣的教學活動就是科學探究。因此，本節課教學的設計思路是：學生主觀感受——提出問題——發散類比——拓展探究——交流與合作——分析與論證。

3.1創設情景，提出問題

引導學生通過觀看多媒體動畫及視頻錄像中物體運動的不同情景，使學生從不同層面更加細致、準確地領會已經學過的速度這一概念，使學生感受到對物體運動及變化描述具有不同的層次性，為逐步建立加速度概念做好準備。

情景1播放城市中繁忙的交通景象。讓學生感受運動物體的位置是不斷變化的，即運動物體具有速度。

情景2觀察公路上不同交通工具的運動情況。讓學生感受運動物體速度的變化——速度大小和方向的不同。

情景3觀察并比較飛機起飛前在地面上的加速過程，火車進站的減速過程，“神州六號”運載火箭起飛，炮彈在炮筒中的運動等。讓學生知道運動物體的速度變化有快有慢。

情景4課件演示汽車的加速過程和制動過程中速度變化的情況。

提出問題：以上情景說明物體運動速度的變化是有快慢的。那么怎樣判斷比較物體速度變化的快慢呢?有什么更科學、更合理的方法來判斷速度變化的快慢嗎?

3.2發散類比，科學探究

（1）運用類比探究。與學過的速度概念相對比，采用控制變量法的推理，從比較運動快慢的兩種方法入手，時間相同時比較位移或位移相同時比較時間，時間和位移均不相等時采用位移和時間的比值來比較物體運動的快慢，通過類比，引出加速度的概念和公式。并分別用文字語言和數學語言來描述加速度。

（2）發散思維探究。引導學生通過位移Δx=x2-x1的表示方法，引出速度的變化量Δv=v2-v1，并指出速度的方向也可用正、負號表示，這是矢量減法。讓學生討論，用正、負號表示矢量的方向后，同一條直線上矢量的加減法可變為標量的代數加減法，這些新鮮內容的學習對學生的思維能力的提高提供了機會。

(3)拓展知識探究。教師可引申說明速度是質點位置的變化率，加速度是速度的變化率，一個變量的變化率常常是很有意義的，讓學生閱讀教材的“科學漫步”欄目中變化率的一段敘述，自然地滲透科學方法的教育。

（4）利用圖象探究。利用課本中圖1．5—3的“思考與討論”，從直線的傾斜程度出發，進行討論，得出v—t圖象的傾斜程度與運動物體的加速度關系。這樣不僅促進了學生的主動學習，而且有利于學生形成勤于思考、勇于質疑的習慣。

（5）設計方案探究。讓學生發揮個人的主動性和想象力，進行大膽的猜想與假設，引導學生觀察課本圖1．5-2飛機起飛的頻閃照片，結合用打點計時器測瞬時速度(上一節的內容)的方法，設計出各種可能的實驗方案與措施，并說明實驗原理及步驟。為下一節課“實驗：探究小車速度隨時間變化的規律”奠定基礎。

3.3深化理解，鞏固提高

（1）開放討論探究。

把速度和加速度兩個重要概念進行比較，搞清它們的聯系和區別。讓學生討論、并列舉實例回答：加速度為零，速度一定為零嗎?速度為零，加速度一定為零嗎？速度變小，加速度一定變小嗎?作加速運動的物體加速度減小，運動的速度也隨之減小嗎?通過討論使學生搞清速度大小、速度變化大小、速度方向、速度變化方向、加速度大小、加速度方向之間的關系。

（2）深化鞏固探究。

通過具體例子讓學生體會到加速度有方向，說明加速度方向的確定及其物理意義。如，A車在2秒的時間內速度由10m／s變為15m／s，則它的加速度是多大?B車在3秒的時間內速度由10m／s變為2.5m／s，則它的加速度是多大?讓學生分組討論，自主認識到加速度只有大小還不能說明具體問題，要說明具體問題一定需要另一個因素，即加速度的方向。然后從公式角度理解加速度與速度變化量的方向關系。最后讓學生分別做出A、B兩物體的初、末速度圖示，通過圖示法確定速度變化量的大小和方向，總結出加速運動和減速運動物體的加速度方向跟速度方向關系。

（3）布置課后探究作業。

在十字路口，當綠燈亮時，大卡車和騎自行車的人同時起動，經常發現，前幾米自行車在前，大卡車在后，經過一段時間，大卡車將超過自行車，請實地觀察并解釋所見到的現象。

本節課主要目的是建立并理解加速度概念，從易到難，從現象到本質，從形象到抽象，符合學生的思維發展規律，容易為學生所接受，具有探究性的特點。教學實踐證明：探究式教學既可以最大限度地調動學生積極參與教學活動，極大地提高學生學習物理的興趣，又能強化物理知識的形成過程，使學生學會探索大自然規律的基本方法，從而使學生獲得基本的探究能力和創造性地解決實際問題的能力。

參考文獻：

［1］國家教育部．普通高中物理課程標準．北京：人民教育出版社，2002

［2］人民教育出版社等．普通高中課程標準實驗教科書 物理 必修 1．北京：人民教育出版社，2004

［3］人民教育出版社等．物理 必修 1 教師教學用書.北京：人民教育出版社，2004

(欄目編輯鄧磊)