速度變化快慢的描述—加速度教學探究

侯紅霞

教材教法分析

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

學情分析

加速度概念對于剛上高中的初中生來說太抽象，學生不好理解。首先，在日常生活中，多數(shù)情況下學生只涉及到運動路程、位移、運動快慢，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，也把它們當成運動快慢的描述。不通過日常生活現(xiàn)象的對比，學生頭腦中很難形成加速度的概念。其次，學生抽象思維能力不高，對于速度、速度變化，速度變化快慢很難分清。再次，在一條直線上的矢量運算法則不清，速度變化的方向就不好理解。最后，在教學過程中，學生往往只注重結(jié)果，不重視過程，這樣對學生思維能力的培養(yǎng)將起不到作用。我在教學過程中，結(jié)合學生的實際情況，教科書提供的素材，找到了解決問題的根源，在此基礎(chǔ)上找到教學的對策，取得了良好的教學效果。

一、加速度的引入

教科書上通過思考與討論對比普通的小型轎車和旅客列車起步后，達到相同的速度所用時間不同，讓學生舉例說明速度大、速度變化大、速度變化得快三種不同情況。學生由于缺少日常生活經(jīng)驗，只知道運動有快慢之分，不知道速度變化還有快慢之分，因此舉不成樣子。課堂上達不到預期的效果。

活動一：觀看視頻，提出問題。

先讓學生猜測：飛機、汽車、摩托車哪個運動的快？大家回答的是否正確？請觀看一段精彩視頻，飛機、汽車和摩托車一起賽跑，看后大家談?wù)勼w會。學生回答后，總結(jié)如下：1.他們都在做變速運動。2.它們最后的速度不同，飛機最大，摩托車最小。3.開始的時候，摩托車速度變得最快，飛機速度變得最慢。這樣創(chuàng)設(shè)情境，引出前概念速度和情景的矛盾，激發(fā)學生想學習新知的欲望。從而說明飛機、摩托車和賽車都做加速運動，但速度增加的快慢不同。

活動二：描述速度改變的快慢。

展示表格分析、比較飛機、賽車、摩托車啟動時速度改變的快慢。

讓學生通過類比速度的教學，根據(jù)數(shù)據(jù)表來概括總結(jié)規(guī)律，鍛煉學生的分析、綜合能力。結(jié)論：在相同的時間內(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，所用時間短的速度改變的快。但是在速度和時間都不同的情況下，如何來比較速度改變的快慢呢？學生就可以總結(jié)出來加速度概念，這樣就讓學生通過觀察、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。

理解加速度表達式時針對學生實際設(shè)計如下問題。

問題討論一：速度改變的大小跟初速度、末速度大小有關(guān)嗎？

問題討論二：加速度跟速度改變的大小成正比，跟所用時間成反比對嗎？

問題一比較抽象，學生憑生活經(jīng)驗覺得有關(guān)，比如：位移跟初、末位置坐標有關(guān)嗎？部分學生憑數(shù)學知識覺得無關(guān)，但還有部分學生似懂非懂，再舉例上樓梯時，上了幾個臺階和由第幾級臺階上到第幾臺階有關(guān)系嗎？學生豁然開朗。問題二要告訴學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學到。

二、加速度方向與速度方向的關(guān)系

憑標題學生就覺著加速度的方向與速度的方向有關(guān)，實際上二者無任何關(guān)系。是本節(jié)教學的一個難點，為了突破這一難關(guān)，我試圖讓學生根據(jù)位移和速度的矢量性來討論加速度的矢量性，嘗試了更行之有效的教學方法。因為學生還不很熟悉矢量，沒學過矢量的運算法則。為了化難為易，我設(shè)計了如下的練習。一個沿直線運動的物體，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，若運動的方向為正方向，通過計算用矢量圖表示出來物體運動的速度、速度變化方向，拓展練習3.速度由-3m/s增加到-5m/s4.速度由-5m/s減小到-3m/s呢？這樣通過課本上的矢量圖，再結(jié)合具體計算，學生更容易理解加速度的方向與速度方向的關(guān)系。

通過四幅圖的對比和具體賦值計算，讓學生總結(jié)結(jié)論，從圖中可以看出：在直線運動中，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。然后出示問題討論三：加速度為正，物體做加速運動，加速度為負，物體做減速運動對嗎？學生再次從圖中總結(jié)。有加速度為負但物體做加速運動，由此歸納出更本質(zhì)的東西，物體做加速運動，是因為加速度方向與速度方向相同，物體做減速運動，加速度方向與速度方向相反，而不是由加速度的正負決定。加速度為負，物體可以做加速運動，因為規(guī)定初速度的方向為負。這樣學生盡管沒有學過矢量運算法則，但是通過直線運動中規(guī)定正方向，從而把矢量運算轉(zhuǎn)換成代數(shù)運算，學生自己練習、歸納、總結(jié)、討論得到的結(jié)論理解更加深刻。

教學效果

通過視頻、課件，討論、學生自己動手練習分析、歸納總結(jié)，讓學生自己體驗、領(lǐng)悟速度改變快慢和方向。通過采用不同的教學手段，不同問題設(shè)計，讓學生在初中的基礎(chǔ)上，由淺入深、由形象到抽象，來理解這個基本概念。通過練習檢驗，發(fā)現(xiàn)學生收到了意想不到的很好效果。