關于加速度的兩種教學思路比較分析

徐小琴

在高中物理力學教學中，加速度是能聯系諸多力學知識點的一個重要物理量，分析加速度與其他相關的物理量之間的關系，有助于教師在這部分知識的教學中理清施教思路，明晰上課流程，同時也能為學生建立一個良好的知識結構，從而讓學生更為順利地學好本部分的知識。

從物理教學的傳統思路與新課程理念下的高中物理教學實際來看，筆者以為基本上可以將高中物理的知識教學分為兩種思路。一是傳統教學中的線性思路，這種思路認為學生對知識的學習是線性的、累積性的，類似于蓋房子要一層一層地蓋，上面的磚頭必須放在下面的磚頭上，由于這一隱喻的影響，教師總認為后面的知識總是緊緊地建立在前面知識的基礎之上，而且次序一般不可顛倒（所以這部分教師對教材的更改，尤其是知識順序的更改是非常抗拒的）；而課改以來若干新的教學理念給高中物理教學帶來新的思路，于是出現了另一種網狀型的教學思路，這種思路認為物理知識間不是線性的，而是像網絡一樣縱橫交錯，每個知識點就像網中的結點一樣，可以同時與多個知識點相聯系，一個知識點的建立基礎也不是唯一的，可以是多元的。在這樣的思路中，知識是立體的，從一個知識點到另一個知識點之間存在著不止一條道路（持這樣觀點的教師能夠應付各種各樣的教材體系或順序的調整）。本文試以“加速度”這個知識點為例，談談兩種思路在高中物理教學中的實踐與思考。

一、加速度知識在兩種教學思路中的流程比較

線性教學思路：勻速直線運動——變速直線運動及其描述——加速度——勻變速直線運動例（自由落體運動）——勻速圓周運動（向心加速度）——變加速運動（了解）。

網狀教學思路：由于這一思路異于線性思維，因此選擇用平面圖的方式呈現在下面。事實上，還可以演化成立體形狀的，但那樣看起來相對復雜，因此為了閱讀、理解方便，這里擇簡呈現（見下圖）。

二、兩種教學思路的實踐反思

用第一種教學思路實施教學。因為知識點是線狀的，知識的前后關系比較明晰，所以上課流程比較清晰，不容易亂，學生聽起來也比較輕松。但這種方式帶來的結果是學生頭腦中的知識也基本呈現現狀，知識點之間不容易自發地產生聯系，這樣不利于學生構建一個完整的知識體系，不符合高中學生學習物理時的認知特點。考慮到力學是高中物理的重點內容，這部分知識學得好差與否，一方面影響到整個高中物理知識體系的建立，另一方面影響到學生對高中物理學習的興趣。因此，僅僅采用這一教學方式是不夠的。由于這一思路源于傳統，實踐過的同行們較多，因此此處不再論述。

在上述反思的基礎上，筆者嘗試采用第二種教學思路實施教學。現將教學思路結合上面的網狀教學思路圖詳細分析如下：

首先，通過回顧初中階段的知識，調出學生的先前經驗供加速度知識學習的運用。在初中階段及加速度前面知識的學習中，學生仔細研究過勻速直線運動，對于勻速直線運動中速度的大小和方向均不變都有著深刻的認識。在此基礎上，可以對學生提出觀點：勻速直線運動說的是物體運動時速度不變，而實際在日常生活中，這樣的運動是比較罕見的。一般物體運動的速度都是變化的，為了簡單起見，我們先研究速度變化均勻的直線運動。

其次，跟學生探討速度變化有無快慢及對速度快慢的描述。這時可以提供兩個例子讓學生進行比較：一個人短跑時速度在3秒內由0增加到6m/s，一輛汽車在7秒內速度由0增加到20m/s，那人和汽車速度變化哪個大一些？哪個快一些？如何比較不同物理速度變化的快慢呢？這里的第一個問題為第二個問題作鋪墊，第二個問題讓學生知道了速度變化有快慢之分，第三個問題將本課的第一個重要問題推出。由于學生早就知道了類似于這種問題的比較方法，以及更深一點的比值定義法，因此此處并不難判斷出第三個問題的答案，正確回答應該是“通過比較相同時間內速度的變化來比較物體速度變化的快慢”。這一步在網狀教學思路中體現為將“加速度”的知識，與“勻速直線運動”知識聯系在一起，聯系條件就是：加速度為0的運動就是勻速直線運動。

第三，加速度與力的關系。在高中物理力學中，加速度與力的關系是用牛頓第二運動定律來聯系的。事實上，也正是因為對牛頓第二運動定律進行了探究，學生才會認識到一個物體做變速運動時的加速度，只與這個物體受到的合力以及物體本身的質量有關，而與引入加速度概念時用來描述的物體運動的末速度、初速度（速度變化大小）和時間無關。事實上，力與運動的關系是密不可分的。在網狀教學思路圖中，力與運動關系密切，為了便于描述加速度與其他知識點之間的關系，上圖將力簡化在知識點的外圍，事實上，加速度與力也有直接聯系，這一點大多高中物理教師均能理解，不再贅述。

第四，教師提出最簡單的變速運動“勻變速直線運動”。由于加速度事實上是在這種情況下的例子上建立的，因此這是學生最為熟悉的變速運動（當然也是最簡單的變速運動）。而且，學生最初學到的vt=v0+at，s=v0t+at2，以及由這兩個式子推出的vt2-v02=2as，都是勻加速直線運動的規律描述。勻加速直線運動在網狀教學思路中可以與加速度及牛頓第二運動定律發生聯系。

第五，曲線運動。這是在對直線運動研究得比較透徹的基礎上，由加速度引出的另一種典型的運動。在曲線運動中，常常被研究的顯然是勻速圓周運動，加速度也演變成向心加速度，從字面上理解，此時加速度的方向是指向圓心的，“向心”兩個字可以讓學生形成比較好的想象表象。其在網狀教學思路中，加速度被附加了大小不變、方向指向圓心的條件。

當然，上述網狀教學思路肯定不是在一節課上完成的，也不是在一個知識點上學習的。之所以作出這樣的描述，實際上希望由加速度這一概念能夠牽連出一個知識網絡，通過這張網絡的編織，可以讓學生對高中物理知識產生一個由線及面、由面及體的理解。而且，傳統的線狀教學思路也有其可取的地方，尤其是其可以讓學生初步了解相關知識，因此，這兩種方式有時可以交替進行。比較恰當的選擇策略是先選用線性教學思路進行新概念的學習，然后使用網狀教學思路進行相關概念的復習，這樣可以達到一個比較好的效果。

綜上所述，筆者以為網狀教學思路是高中物理教學的必選，不可或缺，因為這樣的選擇，我們可以讓學生的認知結構由線性走向立體，而這對于培養學生的思維，提升學生學習高中物理時的思維品質是大有裨益的。

（江蘇省江安高級中學）