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《速度变化快慢的描述：加速度》教学设计

范文

刘健智李丽萍

摘要：基于问题解决的教学，是科学探究的一种形式，能较好地落实物理核心素养的培养。加速度是高中物理第一个核心的比值定义的概念，将问题解决教学模式运用于加速度教学，形成了教学设计思路：①提出问题：速度变化快慢如何描述;②探究问题：用比值描述;③解决问题：这个比值被定义为加速度;④引发新问题：加速度的方向、拓展延伸。

关键词：问题解决;比值定义;概念教学;速度变化快慢;加速度;教学设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：A ? ?文章编号：1003-6148（2020）5-0032-5

1 ? ?教材分析

1.1 ? ?《普通高中物理课程标准（2017版）》的要求

理解加速度。例如，结合加速度概念的建构，体会物理学中的抽象思维。

1.2 ? ?本节内容在物理知识体系中的地位

加速度是高中阶段首先接触的核心概念，是位移、速度的后续概念，是联系运动和力的桥梁，是形成运动与相互作用观念的基础。加速度也是高中阶段第一次利用比值方法定义的概念，掌握本节课的知识和思路，有利于其他比值定义概念的学习。

1.3 ? ?教材内容与体系安排

加速度和速度概念的构建类似，却更抽象。学生感性材料不多，需要教师创设情境，让学生发现“速度变化快慢如何描述”这个问题，建构起加速度的物理意义。再引导学生建构“速度的变化量与时间的比值可以描述速度变化的快慢”，推理出加速度为矢量，明晰速度与加速度方向的关系，得出瞬时加速度的概念，扩展加速度的外延，构建知识网络，学会通过对物体速度与加速度的分析来判断运动状态。

2 ? ?学情分析

2.1 ? ?认知层面

（1）学生通过速度概念的构建，能把比值定义法较好地迁移到加速度概念学习中。

（2）学生依赖于日常经验，不习惯运用数学工具推理、判断、解释，对比值（变化率）的理解有待加强，存在速度越大或速度变化量越大加速度就越大、加速度为负就为减速运动等的错误经验，这不利于加速度的学习。

2.2 ? ?知识层面

（1）掌握了矢量的特征，但对矢量的理解浮于表面。

（2）理解了平均速度、瞬时速度的区别，有利于平均加速度与瞬时加速度的比较。

（3）理解图像的应用，了解图像的涵义，对加速度的学习有一定的帮助。

2.3 ? ?能力层面

（1）具有一定的观察总结能力，但抽象思维不足，容易混淆速度、加速度、速度变化量。

（2）可以进行简单的矢量数学计算，但对矢量的图像计算理解需要加深。

（3）在前面學习瞬时速度时知道了瞬时的意义，对极限法有一定的理解，但理解还不到位。

3 ? ?设计理念

基于“问题及其解决”进行设计，具体步骤：

（1）发现问题：速度的变化有快有慢;

（2）提出问题：如何描述速度变化的快慢？

（3）探究问题：理论探究得出用比值描述;

（4）解决问题：将这一比值定义为加速度;

（5）引发新问题：加速度的方向，拓展和应用加速度概念，图像法求加速度和瞬时加速度。

4 ? ?教学目标

4.1 ? ?物理观念

下列知识目标的落实，有利于运动与相互作用观念的形成：

（1）认识速度变化和速度变化快慢的区别，理解速度变化的快慢可以用比值来描述。

（2）理解比值即为速度的变化率，能区别速度、速度变化量与加速度。

（3）知道加速度的矢量性，领会其正负代表的涵义，理解加速度的方向。

（4）知道v-t图像中的斜率表示加速度。

（5）理解平均加速度与瞬时加速度的区别。

4.2 ? ?科学思维

（1）会用比值描述速度变化的快慢，会分析、总结物理过程，提升科学推理能力。

（2）通过构建和理解瞬时加速度，培养抽象思维能力，继续学习微元法和极限思想。

4.3 ? ?科学探究

（1）从生活实例中发现“速度变化有快有慢”，进而提出问题“如何描述速度的变化快慢”，培养发现问题和提出问题的能力。

（2）通过加速度的构建过程，培养解决问题、分析和归纳总结的能力。

4.4 ? ?科学态度与责任

（1）体会物理与生活的联系，形成探索生活、自然科学本质的动力。

（2）通过加速度物理量的构建，建立起科学认识世界的意义，更好地理解科学的本质。

（3）通过“死亡加速度”的分析，提高交通安全意识，增加社会责任感。

5 ? ?教学重难点

（1）教学重点：比值能够描述速度变化的快慢。

（2）教学难点：加速度的矢量性，加速度方向与速度方向之间的关系。

6 ? ?教法与学法

（1）教法：探究教学法。

（2）学法：探究式学习法。

7 ? ?教学流程（图1）

8 ? ?教学过程（表1）

9 ? ?板书设计（图5）

10.1 ? ?比值定义法

比值定义法中的因和果与主体属性相互之间彼此具有独立性[2]。在比值定义的物理量概念建构过程中，要注重理解物理量的来龙去脉，不能将比值法的公式纯粹数字化。

本节课通过问题探究让学生摸索规律，理解比值的物理意义，抓住了概念的本质，理解加速度与速度大小、速度变化量大小、时间长短没有直接关系，不落入公式纯粹数字化之中，让学生体会物理探索的方法和意义，更能领悟科学的本质。

10.2 ? ?问题解决教学模式

本节教学设计，从加速度的概念建构到概念辨析、延伸、深化，都是问题引领、学生探索的形式，有描述物体速度变化快慢的中心问题，有加速度方向和解读v-t图像、精准描述速度变化快慢等子问题环环相扣，联系生活，形成合乎逻辑的“问题”系统，贴近学生的“最近发展区”，在解决问题过程中探索知识，有利于刺激学生思维，提高课堂专注度，培养学生的探究意识。本节设计对课堂问题进行预设，而实际课堂会因为学情差异对预设问题有不同反应，也会导致新问题的生成，教师需要正确对待課堂的生成，及时反馈调整。

10.3 ? ?深度学习

深度学习是一种主动的、批判性的学习方式，也是实现有意义学习的有效方式[3]。学生的学习不是记忆大量的事实，停留在知识的浅层表面，而是通过主动学习把握知识本质，构建知识系统，即物理概念本质、适用范围、外延及各种关系的把握。

本节教学设计促使学生在情境中主动构建概念，实现了对加速度知识点的深度理解，注意了对加速度概念的延伸扩展，如瞬时加速度，在逻辑上让学生体会知识的结构化、系统化，促进学生深度学习，且为学有余力的学生提供了学习素材。

参考文献：

[1]胡皓云.例谈基于学科核心素养的物理概念教学[J].物理教学探讨，2017，35（10）：8-11.

[2]李君健.比值定义法的物理思想及教学启示[J].物理教学探讨，2014，32（12）：45-46.

[3]张浩，吴秀娟.深度学习的内涵及认知理论基础探析[J].中国电化教育，2012（10）：7-11，21.

（栏目编辑 ? ?邓 ? 磊）

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