一个别开生面的加速度引入

刘怀敏

摘 要：加速度是高中物理最难理解的概念，主要难点在于变化、变化率、变化快慢等概念的理解，本案例创造性地使用实验来帮助学生理解。

关键词：加速度；案例分析；高中物理

本课内容为《普通高中课程标准物理教科书·物理1》（鲁科版必修1）第二章“运动的描述”第3节，本节内容分两个课时完成，这是第二课时加速度。加速度是物理学中最难懂的概念之一，是运动学内容中最难懂的概念，也是运动学中的重要概念。它是联系动力学和运动学之间的桥梁。因此，讲好、上好加速度这节课，对学生能否理解加速度的概念，乃至后面力学知识的学习都是至关重要的。学生刚进入高中，对高中的学习方法并没有明确的认识，抽象思维能力较为薄弱，运用数学分析和讨论物理问题的能力不足。这对学生掌握本章的基本概念，特别是加速度的概念带来较大的困难。加速度概念掌握的难点在于变化率和矢量性。由于加速度方向由牛顿第二定律来决定，所以本节课在一定程度上弱化了加速度方向的教学，相对强化了变化率的理解。

预设思路：本节课学生通过小实验探究、讨论来具体感知变化量、变化率、变大变小等数学概念。让学生通过观察和讨论来建立变化率的概念。通过实验探究来建立速度的变化率——加速度的概念。最后在实例中进一步体会和理解加速度概念。让学生经历观察现象、分析总结、数学推理等科学探究的过程。在探究中培养学生的抽象思维能力，让学生在操作中体会物理的趣味。

教学实录：学生实验：每个学生手上分到数量不等的纸牌，教师提示学生记录下自己手上的牌的数量。等教师信号开始游戏：号数除尾号为3号的单号学生把自己手上的牌逐张发给号数为双号的学生。双号的学生负责计时，尾号为3的学生不必做动作，游戏时间为10～30秒不等。游戏结束后提醒学生再次记录下自己手上牌的数量并完成内容。原有纸牌数量（ ）现有纸牌数量（ ）纸牌变化量（ ）所用时间（ ）纸牌变化快慢（ ）

在学生游戏结束后教师提醒学生纸牌变化量应如何计算（大减小或是末减初）、如何计算能客观发映纸牌的变化。经过讨论后学生都能体会到应是末减初更能反映客观事实。

在学生填完表格后进行汇报，选出最败家发牌手（牌减少最快）、最快发家手（牌增加最快）、最稳持家手（牌变化最慢）、首富（牌数最多）和首贫（牌数最少）。班级气氛一下子就沸腾起来。

教师在学生汇报后提醒学生注意体会：变化量与变化快慢的区别，要变化快应集中精力发10秒就好，因为随着时间的推移发牌速度会下降，即变化快的不一定变化量大，而牌数多的不一定是增加的，也可能是根本就没有变化。牌数少的也不一定是减少的，也可能是增加比较缓慢。

通过教师的点评，学生明白了数量、变化量、变化率、变多、变少等数学量之间的联系与区别。

对本案例的反思：

一、对教材内容作了大胆的重组整合

本节内容原本为速度与加速度，在实际教学中把本节内容分為两节课完成；强化了加速度和速度变化率的理解，只提出加速度是矢量；对加速度方向的判断暂时弱化处理。通过事先准备的小实验来学习数量、变化量和变化率等数学概念，实现了创造性地使用教材的目的。

二、学生探究活动的设计和指导

高一的学生抽象思维能力、应用数学知识解决物理问题的能力都还十分薄弱。学生还没能很好地掌握数学上变化率的概念。教师事先精心设计了每个学生手上的纸牌，通过小实验上纸牌数量的控制让学生充分感受到数量、变化量、变化率等概念，保证了每位学生的参与。各组学生得到数据后通过组内的讨论和分析得出了各自的结论。不同组别间由于实验条件的不同分别得出了不同的结论，此时组间的信息共享和相互促进就自然而然形成了，生生互动水到渠成。在整节课中，学生的情绪始终高昂，学生始终处于主动学习状态，实现了从被动学习向主动学习转变。学生通过自己积极地实验和探索学习了相应的数学知识和物理概念，实现了知识的积极建构，真正成为学习的主人。

三、教师的作用和地位

本节课中教师看似十分轻松，实则不然。教师事先应精心安排好每个学生的纸牌数量，通过对每个学生的纸牌数量的控制来实现实验结果的可控性。通过纸牌数量的控制来让学生充分感受到数量大的并不一定就变化大或是变化率大，变化量大的变化率也不一定大。这一过程所用时间看似对加速度的学习没有直接影响，实际上在不知不觉中已完成了对数学基础的准备。教师在实验过程中也充分参与各组间的实验与探讨，通过与学生的交流和对学生的观察实现了对整个班级的控制。教师是学生实验中的参与者，从知识的传授者转变为学生探索知识的引路人。

本节课通过精心设计的实验和对实验条件的控制很好地完成了加速度的数学知识补充。让学生在自主探究与实验中完成知识的建构和生成，这应是学生掌握加速度概念最有效的方法。

参考文献：

[1]邢红军，陈清梅.论高考物理能力理论与命题导向[J].课程·教材·教法，2007（11）.

[2]陈刚，舒信隆.新编物理教学论[M].上海：华东师范大学出版社，2006.

[3]邢红军.高中物理高端备课[M].北京：中国科学技术出版社，2014.

编辑 李建军