速度變化快慢的描述
——加速度教學(xué)探究

山西省臨汾第一中學(xué) 侯紅霞

教材教法分析

加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁和紐帶，在整個(gè)力學(xué)、電磁學(xué)中都涉及到。為今后學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)奠定基礎(chǔ)，教師要盡最大努力的尋找視頻、制作課件，充分挖掘教科書(shū)本中的素材：如表格、數(shù)據(jù)、圖像等。采用類(lèi)比、觀察、圖示、比喻等一系列手段，由淺入深遵循循序漸進(jìn)的原則，幫助學(xué)生理解加速度，構(gòu)建學(xué)生主動(dòng)參與、積極探究的課堂氛圍，培養(yǎng)學(xué)生由形象到抽象的思維能力，提升課堂教學(xué)的有效性。

學(xué)情分析

加速度概念對(duì)于剛上高中的初中生來(lái)說(shuō)太抽象，學(xué)生不好理解。首先，在日常生活中，多數(shù)情況下學(xué)生只涉及到運(yùn)動(dòng)路程、位移、運(yùn)動(dòng)快慢，甚至剛上高中往往忽略了位移、速度的方向。很少遇到速度變化有快慢之分的現(xiàn)象，就是日常生活中有的，也把它們當(dāng)成運(yùn)動(dòng)快慢的描述。不通過(guò)日常生活現(xiàn)象的對(duì)比，學(xué)生頭腦中很難形成加速度的概念。其次，學(xué)生抽象思維能力不高，對(duì)于速度、速度變化，速度變化快慢很難分清。再次，在一條直線(xiàn)上的矢量運(yùn)算法則不清，速度變化的方向就不好理解。最后，在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生往往只注重結(jié)果，不重視過(guò)程，這樣對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)將起不到作用。我在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，教科書(shū)提供的素材，找到了解決問(wèn)題的根源，在此基礎(chǔ)上找到教學(xué)的對(duì)策，取得了良好的教學(xué)效果。

一、加速度的引入

教科書(shū)上通過(guò)思考與討論對(duì)比普通的小型轎車(chē)和旅客列車(chē)起步后，達(dá)到相同的速度所用時(shí)間不同，讓學(xué)生舉例說(shuō)明速度大、速度變化大、速度變化得快三種不同情況。學(xué)生由于缺少日常生活經(jīng)驗(yàn)，只知道運(yùn)動(dòng)有快慢之分，不知道速度變化還有快慢之分，因此舉不成樣子。課堂上達(dá)不到預(yù)期的效果。

活動(dòng)一：觀看視頻，提出問(wèn)題。

先讓學(xué)生猜測(cè)：飛機(jī)、汽車(chē)、摩托車(chē)哪個(gè)運(yùn)動(dòng)的快？大家回答的是否正確？請(qǐng)觀看一段精彩視頻，飛機(jī)、汽車(chē)和摩托車(chē)一起賽跑，看后大家談?wù)勼w會(huì)。學(xué)生回答后，總結(jié)如下：1.他們都在做變速運(yùn)動(dòng)。2.它們最后的速度不同，飛機(jī)最大，摩托車(chē)最小。3.開(kāi)始的時(shí)候，摩托車(chē)速度變得最快，飛機(jī)速度變得最慢。這樣創(chuàng)設(shè)情境，引出前概念速度和情景的矛盾，激發(fā)學(xué)生想學(xué)習(xí)新知的欲望。從而說(shuō)明飛機(jī)、摩托車(chē)和賽車(chē)都做加速運(yùn)動(dòng)，但速度增加的快慢不同。

活動(dòng)二：描述速度改變的快慢。

展示表格分析、比較飛機(jī)、賽車(chē)、摩托車(chē)啟動(dòng)時(shí)速度改變的快慢。

讓學(xué)生通過(guò)類(lèi)比速度的教學(xué)，根據(jù)數(shù)據(jù)表來(lái)概括總結(jié)規(guī)律，鍛煉學(xué)生的分析、綜合能力。結(jié)論：在相同的時(shí)間內(nèi)，速度改變大的物體速度改變的快；在速度改變相同的情況下，所用時(shí)間短的速度改變的快。但是在速度和時(shí)間都不同的情況下，如何來(lái)比較速度改變的快慢呢？學(xué)生就可以總結(jié)出來(lái)加速度概念，這樣就讓學(xué)生通過(guò)觀察、分析、比較，知道了速度大、速度變化大、速度變化快，加速度概念的得出就水到渠成。

理解加速度表達(dá)式時(shí)針對(duì)學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)如下問(wèn)題。

問(wèn)題討論一：速度改變的大小跟初速度、末速度大小有關(guān)嗎？

問(wèn)題討論二：加速度跟速度改變的大小成正比，跟所用時(shí)間成反比對(duì)嗎？

問(wèn)題一比較抽象，學(xué)生憑生活經(jīng)驗(yàn)覺(jué)得有關(guān)，比如：位移跟初、末位置坐標(biāo)有關(guān)嗎？部分學(xué)生憑數(shù)學(xué)知識(shí)覺(jué)得無(wú)關(guān)，但還有部分學(xué)生似懂非懂，再舉例上樓梯時(shí)，上了幾個(gè)臺(tái)階和由第幾級(jí)臺(tái)階上到第幾臺(tái)階有關(guān)系嗎？學(xué)生豁然開(kāi)朗。問(wèn)題二要告訴學(xué)生該式是加速度定義式并且是比值定義的物理量，不是加速度的決定式，關(guān)于它的決定式后面會(huì)學(xué)到。

二、加速度方向與速度方向的關(guān)系

憑標(biāo)題學(xué)生就覺(jué)著加速度的方向與速度的方向有關(guān)，實(shí)際上二者無(wú)任何關(guān)系。是本節(jié)教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，為了突破這一難關(guān)，我試圖讓學(xué)生根據(jù)位移和速度的矢量性來(lái)討論加速度的矢量性，嘗試了更行之有效的教學(xué)方法。因?yàn)閷W(xué)生還不很熟悉矢量，沒(méi)學(xué)過(guò)矢量的運(yùn)算法則。為了化難為易，我設(shè)計(jì)了如下的練習(xí)。一個(gè)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，1.速度在1s內(nèi)由3m/s增加到5m/s，2.速度由5m/s減小到3m/s，若運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，通過(guò)計(jì)算用矢量圖表示出來(lái)物體運(yùn)動(dòng)的速度、速度變化方向，拓展練習(xí)3.速度由-3m/s增加到-5m/s4.速度由-5m/s減小到-3m/s呢？這樣通過(guò)課本上的矢量圖，再結(jié)合具體計(jì)算，學(xué)生更容易理解加速度的方向與速度方向的關(guān)系。

若速度沿反方向則如圖

通過(guò)四幅圖的對(duì)比和具體賦值計(jì)算，讓學(xué)生總結(jié)結(jié)論，從圖中可以看出：在直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，如果速度增加，加速度的方向與速度的方向相同，如果速度減小，加速度的方向與速度的方向相反。然后出示問(wèn)題討論三：加速度為正，物體做加速運(yùn)動(dòng)，加速度為負(fù)，物體做減速運(yùn)動(dòng)對(duì)嗎？學(xué)生再次從圖中總結(jié)。有加速度為負(fù)但物體做加速運(yùn)動(dòng)，由此歸納出更本質(zhì)的東西，物體做加速運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)榧铀俣确较蚺c速度方向相同，物體做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向與速度方向相反，而不是由加速度的正負(fù)決定。加速度為負(fù)，物體可以做加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橐?guī)定初速度的方向?yàn)樨?fù)。這樣學(xué)生盡管沒(méi)有學(xué)過(guò)矢量運(yùn)算法則，但是通過(guò)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中規(guī)定正方向，從而把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)換成代數(shù)運(yùn)算，學(xué)生自己練習(xí)、歸納、總結(jié)、討論得到的結(jié)論理解更加深刻。

教學(xué)效果

通過(guò)視頻、課件，討論、學(xué)生自己動(dòng)手練習(xí)分析、歸納總結(jié)，讓學(xué)生自己體驗(yàn)、領(lǐng)悟速度改變快慢和方向。通過(guò)采用不同的教學(xué)手段，不同問(wèn)題設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在初中的基礎(chǔ)上，由淺入深、由形象到抽象，來(lái)理解這個(gè)基本概念。通過(guò)練習(xí)檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生收到了意想不到的很好效果。