建設深度學習課堂發展物理核心素養
——新授課“速度變化快慢的描述——加速度”課例展示

楊志軍

（涉縣第二中學，河北 邯鄲 056400）

物理教學重在落實物理學科核心素養，即通過多樣化的教學方式，聯系生產、生活實際，創設學習情境，并提出與物理學有關的問題，引導學生討論，如此可使學生體會建構物理模型的必要性及方法，使學生理解物理學的本質，進而可增強學生的科學探究能力和解決實際問題的能力。

筆者參加了邯鄲市第四屆高中物理優質課大賽，講授題目為人教版高中物理必修一第一單元第四節“速度變化快慢的描述——加速度”。在本課教學中，筆者圍繞物理學科核心素養和新課程理念進行教學設計和課堂實踐，具體過程如下。

一、教學任務分析

（一）教材分析

本節為人教版高中物理必修一第一章第四節，其主要內容是從運動學角度對做直線運動的物體進行描述。加速度的學習，不僅可為下一章研究勻變速直線運動奠定基礎，還可為力學各章節內容的學習鋪路搭橋。本節有三個小標題——加速度、加速度的方向、從v-t 圖像看加速度，分兩個課時進行授課：第一課時，筆者從v-t 圖像入手，讓學生根據實際的乘車情境，定性體驗加速度，并在乘車加速運動過程中記錄不同時刻的速度，然后用描點法描繪v-t 圖像，計算v-t 圖像的斜率，即通過v-t 圖像的斜率使學生定量認識加速度，同時掌握描點法作圖的技巧。第二課時，通過分析加速度的方向與速度變化量之間的關系，同時結合實際的乘車體驗，使學生深入理解速度和加速度之間的區別和聯系，如此可使學生體會到用物理知識分析生活問題的重要性。本節課主要進行第一課時的教學。

（二）學情分析

加速度是物理學中非常重要的概念，但比較抽象，因此是學生難以理解和準確掌握的物理量之一。學生在生活中有很多關于加速度的體驗，但卻不知道這種體驗與加速度之間的聯系。對此我們可以通過創設真實的情境，將學生直接帶入體驗，即通過體驗理解概念。

（三）教法學法

教法：實驗教學與情境教學。

學法：自主學習與小組合作探究相結合。

二、教學目標

（一）知識與技能

1.通過創設真實的情境，使學生實地體驗汽車啟動和停車過程中速度大小的變化。

2.知道可應用攝像機和行車記錄儀等設備，通過截屏來采集定量數據。

3.學會用描點法作v-t 圖，用類比法求圖像斜率。

4.通過求解圖像斜率的過程和真實的情境體驗，加深學生對加速度（大小和方向）的理解。

（二）過程與方法

1.經歷將生活實際上升為物理概念的過程，理解物理與生活的聯系，并初步學會如何描述運動。結合生活中物體（汽車）運動的事實，理解速度存在加速和減速的現實。理解為了描述物體運動速度變化快慢，引入加速度概念的必要性，由此可激發學生的學習興趣。

2.幫助學生學會分析數據，并總結、歸納得出加速度的概念。

3.從v-t 圖像的角度引導學生理解加速度，使學生學會用數據求加速度的方法。

（三）情感態度與價值觀

1.利用實際情境激發學生的求知欲以及探索未知的精神。

2.體驗“物理實驗→獲取數據→作圖像→分析圖像→尋找規律→理解（應用）規律”的物理研究過程，由此可培養學生科學的思維習慣和良好的研究態度。

三、教學重點與難點

教學重點：1.體驗加速度概念的建立過程。2.用描點法作v-t圖像，利用圖像求斜率，理解加速度。

教學難點：通過分析v-t圖像得出加速度的概念，然后使學生理解加速度的概念，并樹立變化率的思想。

四、教學資源

實驗探究：坐標紙、刻度尺、鉛筆。

輔助資源：汽車、行車記錄儀、攝像機。

課前準備：教師帶領4 名學生和一位攝像師，開車提前到車流量較少的涉縣城鎮狀元街（平直路面有500 米），然后親自駕車讓學生體驗汽車加速和減速的過程，并利用行車記錄儀和攝像機采集數據。

五、教學思路

本節課的教學思路：整節課遵循“物理實驗→獲取數據→作圖像→分析圖像→尋找規律→理解（應用）規律”這一研究路徑和方法進行教學，意在著力培養學生的物理思維，使其掌握進行科學研究的方法。

教師帶領學生代表，親自體驗汽車加速啟動和減速停車兩個過程，并把行車記錄儀對準邁速表（測速表部分），由此完成對運動過程速度變化的錄制，然后通過截屏來實現速度狀態的確定和數據的提取。隨后教師引導學生根據所獲數據用描點法繪制v-t圖像，同時及時點評學生繪制的v-t圖像，反饋問題，對學生的作圖方法做出有效指導。

通過類比數學直線方程y=kx 斜率的計算方法，引導學生對v-t 圖的斜率進行計算，由此可加深學生對k=的理解，進而可逐步滲透“加速度就是速度對時間的變化率”這一思想。

六、教學流程

（一）教學流程圖

（二）教學流程說明

情境1：教師帶領課題組成員體驗汽車加速啟動的過程（室外教學視頻），并采集實驗數據。

問題1：如何應用描點作圖法描述汽車加速啟動的過程？

活動1：根據數據應用描點法作圖，然后小組展示，教師點評。

教師應用類比法分析圖像，以使學生理解v-t 圖像的斜率即為加速度，并能求解加速度的大小。

情境2：教師帶領課題組成員體驗汽車減速停車的過程（室外教學視頻），并采集實驗數據。

問題2：對比“加速”和“減速”兩個v-t 圖像，理解直線斜率（加速度）的物理意義。

斜率是負值表示什么意義呢？

活動2：利用描點法作圖，然后對比分析，以深入理解加速度的方向。

活動3：課堂小結。

（三）教學主要環節

環節一：情境創設，引入新課。教師帶領課題組成員體驗汽車加速、減速的過程。

環節二：自主探究，學生展示。

情境1—設問1—活動1，描點作圖，學生展示、教師點評，理解加速度的大小。

環節三：學以致用，遷移提升。

情境2—設問2—活動2，描點作圖，對比分析，類比遷移，理解加速度的方向。

環節四：課堂小結，提煉方法。

七、教學過程（見P64 表格）

八、教學反思

加速度是物理教學中最重要的概念之一，幾乎貫穿整個高中物理學習始終，十分抽象，因此對高一新生來說具有很大的挑戰性。本節課筆者從以下幾個方面進行總結反思：

亮點一：采用體驗式教學（物理情境創設、物理實驗生活化）。本節課通過讓學生體驗和觀察生活中常見的汽車加速啟動和減速停車兩個過程，加深其對加速度概念的理解，如此可使學生感受到物理就在身邊，就在生活中，進而可消除學生學習物理的畏難心理。

亮點二：數據采集方法。把行車記錄儀對準邁速表（測速表部分），完成對運動過程速度變化的錄制，然后通過截屏來實現速度狀態的確定和數據的提取。

亮點三：物理研究方法的引導和滲透。在教學中筆者引導學生體驗：“物理實驗→獲取數據→作圖像→分析圖像→尋找規律→理解規律”研究方法，并在看似簡單的問題上不簡約其研究過程，這對培養學生科學的思維習慣和良好的研究態度具有重要意義。

九、課例分析

（一）用類比法學習

通過v-t圖像的描繪，把v-t圖與數學直線方程y=kx 的圖進行對比，以完成類化遷移。通過計算斜率的大小，體驗斜率正負號的意義，進而逐步加深學生對加速度概念的理解。

（二）小組合作學習

通過小組合作學習、學生交流展示、集體對標學習，以問題為導向，尋找思維障礙。同時學習、借鑒優秀的作圖方法，以進行有針對性的改進和突破。

（三）本節課的困難

本節課備課最大的困難在于數據采集。因為汽車的實際運動是受多方面因素影響的，所以想獲得比較符合勻變速直線運動規律的數據，對駕駛技術是一個極大的挑戰。我們雖然看到的只是一組普通數據，但那卻是課題組成員經反復實驗得來的，每一組數據都是從七八次實驗數據中精心挑選出來的，以便于被高一學生接受，便于作圖學習。

（四）數據采集方法的選擇

從理論上講，數據采集可采用“時間間隔相等”和“速度變化相等”兩種方法，但考慮到汽車的邁速表是每5km/h 一個格，所以用“等時間間隔”來找速度時，估讀產生的誤差比較大，因此采用“速度變化相等”的方法比較好。這是在后續實際操作中遇到的問題，在室外教學備課時未曾預料到。

（五）優缺點

從課堂結構的整體性上講，筆者更側重于加速啟動和減速停車兩個過程作圖的連貫性教學，即通過動手繪圖，讓學生在連續的“作戰中”，不斷加深對斜率的理解。然后通過對兩次斜率的大小進行計算，對比思考，使學生逐步理解“加速度就是速度對時間的變化率”思想。由于時間所限，本節課主要呈現加速啟動部分，略有遺憾。