循序漸進 有效突破

沙艷麗

摘 要：加速度是重要的物理概念。加速度的教學(xué)是高中物理教學(xué)中的重點、難點。比較五個版本物理教材《加速度》一節(jié)的編排，在教學(xué)中根據(jù)學(xué)生的情況吸收各版本教材的優(yōu)點，將更有利于教學(xué)的組織，有利于學(xué)生突破加速度這一個學(xué)習(xí)難點。

關(guān)鍵詞：五版本；教材；加速度；邏輯

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）3-0078-3

加速度是高中物理中非常重要的物理概念，同時，加速度也是物理學(xué)上非常抽象的概念，學(xué)生學(xué)習(xí)起來非常困難。加速度是物理教學(xué)的重點，更是難點。是否能夠準(zhǔn)確理解加速度及其物理意義對學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)影響非常大，可以說加速度是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的分水嶺，不理解加速度的學(xué)生不可能完成后續(xù)的物理學(xué)習(xí)任務(wù)。對于這樣一個教學(xué)重難點，研究五版本教材的編寫，根據(jù)學(xué)生實際情況綜合個版本教材的優(yōu)點，有取舍地組織課堂教學(xué)活動，循序漸進，有效突破難點，以期達到最佳的教學(xué)效果。

1 內(nèi)容對比

五個版本教材在《加速度》的編寫上所占的標(biāo)題、篇幅、內(nèi)容、例題、習(xí)題等方面都不同，具體如下表所示（表1）。

從標(biāo)題可以看出，“魯科版”把加速度和速度放在一起編為一節(jié)，其余四版本都單獨成一節(jié)。由此可認(rèn)為“人教版”“粵教”“滬科”“教科”等相對于“魯科版”更重視加速度在物理學(xué)中的地位。從學(xué)習(xí)內(nèi)容上來看“魯科版”最少，“滬科版”含量最大?！棒斂瓢妗敝粚W(xué)習(xí)加速度的定義及加速度定義式的計算，而“滬科版”除了學(xué)習(xí)加速度，還要學(xué)習(xí)利用打點計時器測量勻變速直線運動的加速度、v-t圖像、用DIS測量加速度，容量十分大。除了“滬科版”還有“教科版”和“人教版”都在加速度的編排中涉及到勻變速直線運動的v-t圖像?！盎浗贪妗痹诩铀俣戎螅髮W(xué)生學(xué)習(xí)勻變速直線運動的概念和特征。

教學(xué)建議：加速度的教學(xué)必須要每個學(xué)生都達標(biāo)，否則后面的教學(xué)將會困難重重。若教學(xué)內(nèi)容過多、容量過大，教學(xué)效果勢必受到影響。如果像“滬科版”包含了加速度、加速度的測量、從勻變速直線運動的v-t圖像求加速度等，雖然在編排上給人感覺很完整，跟加速度有關(guān)的都放在一起，很系統(tǒng)。但是，教學(xué)中卻又不得不拆成若干課時來完成。如果把本章中有關(guān)加速度、加速度的測量、圖像等章節(jié)加起來的話，其實“滬科版”并非筆墨最多。“粵教版”這部分內(nèi)容加起來超過12頁，是“滬科版”的兩倍。建議針對加速度的教學(xué)，內(nèi)容不要太廣，但要夠深刻，切記貪多求全造成泛泛而談。通過實驗求加速度是高中物理中重要的基礎(chǔ)實驗，建議單獨成一節(jié)；速度也是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)單獨成一節(jié)；圖像對培養(yǎng)學(xué)生獲取信息和處理信息的能力、運用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力都有十分重要的幫助，更應(yīng)該單獨為一節(jié)課。

2 新課導(dǎo)入對比分析

五個版本在新課導(dǎo)入部分都列舉了緊密聯(lián)系生活的實例，通過對比分析提出問題：物體的速度會變化，且變化情況不盡相同，所以需要引入新的物理量，從而導(dǎo)入新課。

“人教版”：小汽車和火車加速對比；

“粵教版”：籃球在空中運動、汽車啟動和剎車、電梯升降過程中的加速和減速、步行、跑步時快時慢等；

“滬科版”：跑車和普通家用轎車加速對比；

“魯科版”：飛機起飛、火車啟動；

“教科版”：萬噸貨輪起航、火箭發(fā)射、蜻蜓停下、急剎車。

五版本都通過緊密聯(lián)系生活的豐富素材，導(dǎo)入新課，這有利于幫助學(xué)生理解加速度和建立加速度的意義。加速度是物理學(xué)中非常抽象的物理概念，學(xué)生學(xué)習(xí)有困難，且很多學(xué)生會望文生義理解為：“加速度就是增加出來的速度”，“只有加速運動中才有加速度，減速運動的物體具有減速度”等。要破除學(xué)生的這些錯誤前概念和想當(dāng)然的認(rèn)識，他們才能更好地建立加速度的物理概念。筆者認(rèn)為，應(yīng)該在導(dǎo)入新課時列舉的例子中既有加速運動也有減速運動為好。這一點上，“粵教版”“魯科版”“教科版”處理得比較好，尤其是“教科版”還給每個例子配上精美的圖片。

教學(xué)建議：通過豐富的素材讓學(xué)生感受到速度的變化、速度變化的快慢相同。素材應(yīng)貼近于學(xué)生實際生活，有利于喚醒學(xué)生生活經(jīng)驗，有利于拉近物理與生活的距離。教師呈現(xiàn)的例子最好是視頻、圖片等可視化的素材，既有加速運動又有減速運動。

3 加速度的方向確定

五個版本關(guān)于加速度方向的表述如下：

“人教版”：“加速度方向與速度變化量的方向相同；確定了速度變化量的方向就確定了加速度的方向?！盵1]

“粵教版”：“加速度也有方向?！?[2]

“滬科版”：“加速度跟速度一樣，不僅有大小，而且有方向。加速度的方向始終跟物體運動速度變化（vt-v0）相同?！盵3]

“魯科版”：“加速度不但有大小，而且有方向，是矢量?！盵4]

“教科版”：“加速度也是矢量，它不僅有大小而且有方向?！盵5]

加速度的方向十分抽象，不易理解。加速度的方向以及在直線運動中加速度與速度方向的關(guān)系是教學(xué)中應(yīng)該突破的一個難點，應(yīng)該在教材中有明確的表述?！盎浗贪妗焙汀棒斂瓢妗保徽f了加速度有方向，但是如何確定加速度的方向卻沒有提及。“人教版”和“教科版”不僅指明了確定加速度方向的一般方法：而且還討論了在直線運動中加速度方向與速度方向的關(guān)系，并以畫圖輔助學(xué)生理解。

教學(xué)建議：加速度的方向是教學(xué)的重難點，建議初學(xué)時只討論單向直線運動，并采用圖示法，讓學(xué)生先明白速度變化的方向，然后由加速度的定義式分析得到加速度與速度變化同向。針對不同運動找到的方向是教學(xué)的關(guān)鍵，是學(xué)生學(xué)習(xí)時容易“卡殼”的地方。

4 加速度的物理意義

加速度的物理意義也是本節(jié)的重要內(nèi)容。五個版本的教材都在構(gòu)建加速度時，闡明了加速度的物理意義。“人教版”“粵教版”“滬科版”是在新課導(dǎo)入舉例之后過渡時，表述引入加速度的目的，即加速度的物理意義；“教科版”是在定義加速度時表述的；而“魯科版”則是在定義加速度之后才說明加速度的物理意義的。五個版本關(guān)于加速度的表述如下：

“人教版”：“為了描述物體運動速度變化的的快慢這一特征，我們引入加速度的概念”。

“粵教版”：“物體速度變化有快有慢，速度變化的大小并不能描述物體速度變化的快慢。我們需要一個新的物理量——加速度來描述速度變化的快慢?！薄凹铀僭酱?，物體速度的改變越快。”

“滬科版”：“為了描述物體運動速度變化的快慢，需要引入一個新的物理概念——加速度?！?/p>

“魯科版”：“建立加速度的概念，就可以用加速度來描述物體速度變化的快慢?！?/p>

“教科版”：“物理學(xué)中，用速度的改變量Δv與發(fā)生這一改變所用時間Δt的比值定量地描述物體速度變化的快慢?！?/p>

從以上表述可以看出，五個版本的教材都認(rèn)為加速度的物理意義是：描述物體運動速度變化的快慢?！盎浗贪妗眲t在這個基礎(chǔ)上進一步指明加速度是如何來描述物體速度變化的快慢，即“加速度越大，物體速度變化得越快。”雖然“粵教版”對加速的物理意義做了“怎樣描述”的深入討論，然而還是有缺陷。加速度是矢量，其大小描述的是速度變化的快慢，方向又代表什么意義呢？加速度的方向描述的是速度變化的方向，嚴(yán)格地講加速度的物理意義應(yīng)該是：描述運動物體速度變化快慢及方向。

教學(xué)建議：

對加速度的物理意義做兩點深化：

第一，加速度描述運動物體速度變化快慢及方向，而不僅僅是速度變化的快慢；

第二，加速度是如何描述速度變化快慢的，即加速度越大速度變化越快，加速度的方向就是速度變化的方向。

5 循序漸進才能有效突破

加速度這一概念過于抽象，是初學(xué)物理者最難理解的概念之一。其名稱——加速度容易讓人錯誤理解為“增加的速度”等。熊志全老師在《物理原來不能這樣考》一書中認(rèn)為，中國的學(xué)生很難理解加速度的一個重要原因就是加速度的名稱不對，“中國學(xué)生對加速度和速度的概念理解費力，其實一個重要的原因就是我國的先哲們不應(yīng)該將‘a(chǎn)cceleration’翻譯成‘加速度’，君不見加速度（acceleration）的英文單詞根本不是速度（velocity）這個單詞加一個前綴復(fù)合的！”[7]熊志全老師還建議取一個合理的中文名稱取代加速度。為此，對于加速度的教學(xué)建議先不要提出加速度這一概念，分如下幾個步驟完成，循序漸進完成。

首先，帶領(lǐng)學(xué)生分析導(dǎo)入新課的例子，找出速度變化的幾種情況：大小不變，方向變化；大小變化，方向不變；大小方向都變化。

第二，以直線運動為例子，通過圖示法，帶領(lǐng)學(xué)生分析速度變化大小Δv的計算及其方向。

第三，提出要描述速度變化快慢，就要看速度在單位時間內(nèi)的變化量，提出速度的變化率，確定速度變化率的方向，并結(jié)合實例計算速度的變化率。為了幫助學(xué)生理解變化率，建議列舉生活中一些變化率的例子，比如：小孩身高的增加、銀行存款改變等。

第四，指出速度變化率就是加速度，正式提出加速度這一概念。

第五，待學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓第二定律后，再比較加速度的定義式a=與決定式F=ma，對比中讓學(xué)生明白合外力和質(zhì)量、加速度、速度變化、時間這些物理量之間的因果關(guān)系：物體獲得的加速度由其所受的合外力和自身質(zhì)量決定，而自身獲得的加速度和經(jīng)歷的時間又決定了速度的變化（Δv=vt-v0=at）。這樣，學(xué)生出現(xiàn)“速度變化越大的物體加速度越大”，“加速度與速度變化成正比，與時間成反比”等錯誤的概率會減少很多。

參考文獻：

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[3]束炳如，何潤東.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理1[M].上海：上海科技教育出版社，2011：37—42.

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[5]陳熙謀，吳祖仁.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理1[M].北京：教育科學(xué)出版社，2005：15—19.

[6]熊志權(quán).物理原來不能這樣考[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2012：86.

（欄目編輯 鄧 磊）