透析教材引導《速度》一節(jié)的教學

劉二虎

摘 要：“速度”是一個描述運動的核心概念，關系到學生從初中到高中物理知識體系和思想方法的適應與接受。通過透析教材，引導學生理解速度的定義，明確平均速度和瞬時速度，建立矢量意識，抓住速度本質，從而更好地向高中物理學習過渡。

關鍵詞：速度；教材透析；高中物理；物理教學

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）2-0030-2

“速度”是初學高中物理遇到的第一個重要概念。作為《運動的描述》一章的核心，“速度”概念建立在位移、坐標系、參考系、質點等知識點的基礎上，具有一定的綜合性。概念看似簡單，但學生常常把握不住本質，束縛在初中物理的認知層面上。所以，“速度”的教學實際上關系到學生從初中到高中物理知識體系和思想方法的適應與接受。

物理教學必須透析教材，引導學生理解概念所包含的物理內涵，認清物理量的本質，擺脫初中物理認知的束縛，向高中物理思維體系過渡。筆者以人教版高中《物理》必修一為教本，從以下幾個方面透析教材，引導學生形成對“速度”的正確認知。

1 “速度”定義的截然不同

初中物理雖然涉及“速度”的相關知識，但對高中物理而言，“速度”是作為一個全新的物理量來描述和定義的。教材中承接前兩節(jié)的坐標系、質點、位移等知識，以汽車的直線運動為例，描述了汽車經過Δt時間的位置變化量Δx。由位移來直觀感受速度的存在，引出速度的概念，在比較位置變化的基礎上給出速度的比值定義式。

整個定義過程沒有提及學生熟悉的路程，這樣設計的目的在于強調運動看的是位置變化，而不是實際軌跡，速度關注的是位移而不是路程。讓學生意識到高中物理的“速度”不同于初中物理的“速度”，需要摒棄初中的思維意識，理解“速度”定義的本質。

教材中建立了坐標系，給出了汽車起始和終點位置（如圖1所示）。通過計算，引出位置變化量的正負，讓學生直觀感受位移的方向。再結合定義式，來表明速度的方向性，明確速度方向和位移方向的關系。最終讓學生樹立矢量意識，理解速度正負值的含義。

至此，利用汽車的簡單直線運動，讓學生感受到高中物理“速度”和初中物理“速度”的截然不同。

2 從“平均速度”到“瞬時速度”的過渡

教材中以簡單的直線運動為例，讓學生清晰認識到定義式中的“速度”實際上是一個平均值，是描述一段時間物體運動情況的“平均速度”。

直線運動屬于是較為簡單的運動形式，而實際運動往往復雜得多。研究物體的瞬時速度才更有意義。在這里，教材中利用速度定義，提出“替代”做法：當時間間隔越小時，物體在一段時間內的平均速度越接近瞬時的情況。實際上，教材明確指出當Δt很小很小時，利用速度定義式求出來的結果就是瞬時速度。

就學生角度而言，還不具備基本的微積分思想。教材對于平均速度向瞬時速度的轉化，利用微元分割小段的平均速度作為瞬時速度，沒有對分析過程給出過多的解釋，目的在于讓學生接受這樣的處理方式和結果，而不在于理解過程。

在引出瞬時速度后，又對初中物理知識進行了銜接和統(tǒng)一。教材中以勻速直線運動為例，給出這一運動形式的定義，讓學生意識到初中物理所學只是勻速運動這一特殊運動形式，初中物理的“速度”只是勻速直線運動的“速率”。

同時，由于瞬時速度的概念本身比較抽象，學生缺少物體運動瞬時性的認知，故教材又以諸多生活情形為例，加深學生對瞬時速度的理解。

教材對于這部分的處理，能讓學生感受到高中物理和初中物理的包容關系，接受起來也會更適應。

3 樹立矢量意識，理解運動方向

教材中利用坐標系計算汽車起始和終點位置變化量，來表明速度的方向性，讓學生意識到運動學中物理量的方向和大小同樣重要，建立起矢量意識。

學生在明確了“平均速度”和“瞬時速度”后，往往會感到困惑——運動的方向到底該怎么表明？特別是遇到跑圈這類問題，當某一同學跑完一圈，他的實際位移為零，可以理解平均速度是零，但軌跡是一個圓周，運動的方向該怎么表示？

教材中并沒有簡單地給出速度方向就是運動方向這樣的結論。在實際運動過程中，特別是類似跑操情況，過程中平均速度方向實際是隨著位置變化而變化，瞬時速度和平均速度的方向都是不斷改變的。

以這樣的實際例子來引發(fā)學生的思考，避免使學生簡單地認為運動方向就是速度的方向。學生通過思考能理解運動方向：平均速度反映一段時間內的位移方向，瞬時速度則反映了某個位置時的運動方向。

4 做好初、高中物理的銜接和適應

運動學是高中物理的入門，是學生從初中向高中過渡的關鍵階段。透析教材，引導學生從教材出發(fā)，理解好“速度”這一物理量的本質內涵，建立起矢量的意識，從明確概念上實現(xiàn)初、高中物理知識的銜接和過渡。

另一方面，理解速度定義中比值定義法的思想，樹立矢量意識，明確方向對于物理量的意義，接受平均速度到瞬時速度的微元轉換方法。擺脫初中物理思維方式的束縛，從而實現(xiàn)認識方式和思維方法向高中物理的轉變和適應，實現(xiàn)初高中物理學習的有效銜接。

參考文獻：

[1]滕文娟.層層設問、步步深入、揭示本質、建立概念——《運動快慢的描述——速度》的教學案例分析[J].物理教學探討，2010，28（7）：77-79.

[2]李剛.《運動快慢的描述——速度》教學設計[J].物理教學探討，2011，29（1）：65-68.

（欄目編輯 鄧 磊）