循序渐进 有效突破

沙艳丽

摘 要：加速度是重要的物理概念。加速度的教学是高中物理教学中的重点、难点。比较五个版本物理教材《加速度》一节的编排，在教学中根据学生的情况吸收各版本教材的优点，将更有利于教学的组织，有利于学生突破加速度这一个学习难点。

关键词：五版本；教材；加速度；逻辑

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）3-0078-3

加速度是高中物理中非常重要的物理概念，同时，加速度也是物理学上非常抽象的概念，学生学习起来非常困难。加速度是物理教学的重点，更是难点。是否能够准确理解加速度及其物理意义对学生后续的学习影响非常大，可以说加速度是学生学习物理的分水岭，不理解加速度的学生不可能完成后续的物理学习任务。对于这样一个教学重难点，研究五版本教材的编写，根据学生实际情况综合个版本教材的优点，有取舍地组织课堂教学活动，循序渐进，有效突破难点，以期达到最佳的教学效果。

1 内容对比

五个版本教材在《加速度》的编写上所占的标题、篇幅、内容、例题、习题等方面都不同，具体如下表所示（表1）。

从标题可以看出，“鲁科版”把加速度和速度放在一起编为一节，其余四版本都单独成一节。由此可认为“人教版”“粤教”“沪科”“教科”等相对于“鲁科版”更重视加速度在物理学中的地位。从学习内容上来看“鲁科版”最少，“沪科版”含量最大。“鲁科版”只学习加速度的定义及加速度定义式的计算，而“沪科版”除了学习加速度，还要学习利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度、v-t图像、用DIS测量加速度，容量十分大。除了“沪科版”还有“教科版”和“人教版”都在加速度的编排中涉及到匀变速直线运动的v-t图像。“粤教版”在加速度之后，要求学生学习匀变速直线运动的概念和特征。

教学建议：加速度的教学必须要每个学生都达标，否则后面的教学将会困难重重。若教学内容过多、容量过大，教学效果势必受到影响。如果像“沪科版”包含了加速度、加速度的测量、从匀变速直线运动的v-t图像求加速度等，虽然在编排上给人感觉很完整，跟加速度有关的都放在一起，很系统。但是，教学中却又不得不拆成若干课时来完成。如果把本章中有关加速度、加速度的测量、图像等章节加起来的话，其实“沪科版”并非笔墨最多。“粤教版”这部分内容加起来超过12页，是“沪科版”的两倍。建议针对加速度的教学，内容不要太广，但要够深刻，切记贪多求全造成泛泛而谈。通过实验求加速度是高中物理中重要的基础实验，建议单独成一节；速度也是重要的学习内容应当单独成一节；图像对培养学生获取信息和处理信息的能力、运用数学知识处理物理问题的能力都有十分重要的帮助，更应该单独为一节课。

2 新课导入对比分析

五个版本在新课导入部分都列举了紧密联系生活的实例，通过对比分析提出问题：物体的速度会变化，且变化情况不尽相同，所以需要引入新的物理量，从而导入新课。

“人教版”：小汽车和火车加速对比；

“粤教版”：篮球在空中运动、汽车启动和刹车、电梯升降过程中的加速和减速、步行、跑步时快时慢等；

“沪科版”：跑车和普通家用轿车加速对比；

“鲁科版”：飞机起飞、火车启动；

“教科版”：万吨货轮起航、火箭发射、蜻蜓停下、急刹车。

五版本都通过紧密联系生活的丰富素材，导入新课，这有利于帮助学生理解加速度和建立加速度的意义。加速度是物理学中非常抽象的物理概念，学生学习有困难，且很多学生会望文生义理解为：“加速度就是增加出来的速度”，“只有加速运动中才有加速度，减速运动的物体具有减速度”等。要破除学生的这些错误前概念和想当然的认识，他们才能更好地建立加速度的物理概念。笔者认为，应该在导入新课时列举的例子中既有加速运动也有减速运动为好。这一点上，“粤教版”“鲁科版”“教科版”处理得比较好，尤其是“教科版”还给每个例子配上精美的图片。

教学建议：通过丰富的素材让学生感受到速度的变化、速度变化的快慢相同。素材应贴近于学生实际生活，有利于唤醒学生生活经验，有利于拉近物理与生活的距离。教师呈现的例子最好是视频、图片等可视化的素材，既有加速运动又有减速运动。

3 加速度的方向确定

五个版本关于加速度方向的表述如下：

“人教版”：“加速度方向与速度变化量的方向相同；确定了速度变化量的方向就确定了加速度的方向。”[1]

“粤教版”：“加速度也有方向。” [2]

“沪科版”：“加速度跟速度一样，不仅有大小，而且有方向。加速度的方向始终跟物体运动速度变化（vt-v0）相同。”[3]

“鲁科版”：“加速度不但有大小，而且有方向，是矢量。”[4]

“教科版”：“加速度也是矢量，它不仅有大小而且有方向。”[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线运动中加速度与速度方向的关系是教学中应该突破的一个难点，应该在教材中有明确的表述。“粤教版”和“鲁科版”，只说了加速度有方向，但是如何确定加速度的方向却没有提及。“人教版”和“教科版”不仅指明了确定加速度方向的一般方法：而且还讨论了在直线运动中加速度方向与速度方向的关系，并以画图辅助学生理解。

教学建议：加速度的方向是教学的重难点，建议初学时只讨论单向直线运动，并采用图示法，让学生先明白速度变化的方向，然后由加速度的定义式分析得到加速度与速度变化同向。针对不同运动找到的方向是教学的关键，是学生学习时容易“卡壳”的地方。

4 加速度的物理意义

加速度的物理意义也是本节的重要内容。五个版本的教材都在构建加速度时，阐明了加速度的物理意义。“人教版”“粤教版”“沪科版”是在新课导入举例之后过渡时，表述引入加速度的目的，即加速度的物理意义；“教科版”是在定义加速度时表述的；而“鲁科版”则是在定义加速度之后才说明加速度的物理意义的。五个版本关于加速度的表述如下：

“人教版”：“为了描述物体运动速度变化的的快慢这一特征，我们引入加速度的概念”。

“粤教版”：“物体速度变化有快有慢，速度变化的大小并不能描述物体速度变化的快慢。我们需要一个新的物理量——加速度来描述速度变化的快慢。”“加速越大，物体速度的改变越快。”

“沪科版”：“为了描述物体运动速度变化的快慢，需要引入一个新的物理概念——加速度。”

“鲁科版”：“建立加速度的概念，就可以用加速度来描述物体速度变化的快慢。”

“教科版”：“物理学中，用速度的改变量Δv与发生这一改变所用时间Δt的比值定量地描述物体速度变化的快慢。”

从以上表述可以看出，五个版本的教材都认为加速度的物理意义是：描述物体运动速度变化的快慢。“粤教版”则在这个基础上进一步指明加速度是如何来描述物体速度变化的快慢，即“加速度越大，物体速度变化得越快。”虽然“粤教版”对加速的物理意义做了“怎样描述”的深入讨论，然而还是有缺陷。加速度是矢量，其大小描述的是速度变化的快慢，方向又代表什么意义呢？加速度的方向描述的是速度变化的方向，严格地讲加速度的物理意义应该是：描述运动物体速度变化快慢及方向。

教学建议：

对加速度的物理意义做两点深化：

第一，加速度描述运动物体速度变化快慢及方向，而不仅仅是速度变化的快慢；

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

5 循序渐进才能有效突破

加速度这一概念过于抽象，是初学物理者最难理解的概念之一。其名称——加速度容易让人错误理解为“增加的速度”等。熊志全老师在《物理原来不能这样考》一书中认为，中国的学生很难理解加速度的一个重要原因就是加速度的名称不对，“中国学生对加速度和速度的概念理解费力，其实一个重要的原因就是我国的先哲们不应该将‘acceleration’翻译成‘加速度’，君不见加速度（acceleration）的英文单词根本不是速度（velocity）这个单词加一个前缀复合的！”[7]熊志全老师还建议取一个合理的中文名称取代加速度。为此，对于加速度的教学建议先不要提出加速度这一概念，分如下几个步骤完成，循序渐进完成。

首先，带领学生分析导入新课的例子，找出速度变化的几种情况：大小不变，方向变化；大小变化，方向不变；大小方向都变化。

第二，以直线运动为例子，通过图示法，带领学生分析速度变化大小Δv的计算及其方向。

第三，提出要描述速度变化快慢，就要看速度在单位时间内的变化量，提出速度的变化率，确定速度变化率的方向，并结合实例计算速度的变化率。为了帮助学生理解变化率，建议列举生活中一些变化率的例子，比如：小孩身高的增加、银行存款改变等。

第四，指出速度变化率就是加速度，正式提出加速度这一概念。

第五，待学生学习牛顿第二定律后，再比较加速度的定义式a=与决定式F=ma，对比中让学生明白合外力和质量、加速度、速度变化、时间这些物理量之间的因果关系：物体获得的加速度由其所受的合外力和自身质量决定，而自身获得的加速度和经历的时间又决定了速度的变化（Δv=vt-v0=at）。这样，学生出现“速度变化越大的物体加速度越大”，“加速度与速度变化成正比，与时间成反比”等错误的概率会减少很多。

参考文献：

[1]张大昌.普通高中课程标准实验教科书物理1[M].北京：人民教育出版社，2011：25—29.

[2]保宗悌.普通高中课程标准实验教科书物理必修1[M].广州：广东教育出版社，2005：15—17.

[3]束炳如，何润东.普通高中课程标准实验教科书物理1[M].上海：上海科技教育出版社，2011：37—42.

[4]廖伯琴.普通高中课程标准实验教科书物理1[M].济南：山东科学技术出版社，2011：25—26.

[5]陈熙谋，吴祖仁.普通高中课程标准实验教科书物理1[M].北京：教育科学出版社，2005：15—19.

[6]熊志权.物理原来不能这样考[M].成都：西南交通大学出版社，2012：86.

（栏目编辑 邓 磊）