循序漸進 有效突破

沙艷麗

摘 要：加速度是重要的物理概念。加速度的教學是高中物理教學中的重點、難點。比較五個版本物理教材《加速度》一節(jié)的編排，在教學中根據(jù)學生的情況吸收各版本教材的優(yōu)點，將更有利于教學的組織，有利于學生突破加速度這一個學習難點。

關(guān)鍵詞：五版本；教材；加速度；邏輯

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）3-0078-3

加速度是高中物理中非常重要的物理概念，同時，加速度也是物理學上非常抽象的概念，學生學習起來非常困難。加速度是物理教學的重點，更是難點。是否能夠準確理解加速度及其物理意義對學生后續(xù)的學習影響非常大，可以說加速度是學生學習物理的分水嶺，不理解加速度的學生不可能完成后續(xù)的物理學習任務。對于這樣一個教學重難點，研究五版本教材的編寫，根據(jù)學生實際情況綜合個版本教材的優(yōu)點，有取舍地組織課堂教學活動，循序漸進，有效突破難點，以期達到最佳的教學效果。

1 內(nèi)容對比

五個版本教材在《加速度》的編寫上所占的標題、篇幅、內(nèi)容、例題、習題等方面都不同，具體如下表所示（表1）。

從標題可以看出，“魯科版”把加速度和速度放在一起編為一節(jié)，其余四版本都單獨成一節(jié)。由此可認為“人教版”“粵教”“滬科”“教科”等相對于“魯科版”更重視加速度在物理學中的地位。從學習內(nèi)容上來看“魯科版”最少，“滬科版”含量最大。“魯科版”只學習加速度的定義及加速度定義式的計算，而“滬科版”除了學習加速度，還要學習利用打點計時器測量勻變速直線運動的加速度、v-t圖像、用DIS測量加速度，容量十分大。除了“滬科版”還有“教科版”和“人教版”都在加速度的編排中涉及到勻變速直線運動的v-t圖像。“粵教版”在加速度之后，要求學生學習勻變速直線運動的概念和特征。

教學建議：加速度的教學必須要每個學生都達標，否則后面的教學將會困難重重。若教學內(nèi)容過多、容量過大，教學效果勢必受到影響。如果像“滬科版”包含了加速度、加速度的測量、從勻變速直線運動的v-t圖像求加速度等，雖然在編排上給人感覺很完整，跟加速度有關(guān)的都放在一起，很系統(tǒng)。但是，教學中卻又不得不拆成若干課時來完成。如果把本章中有關(guān)加速度、加速度的測量、圖像等章節(jié)加起來的話，其實“滬科版”并非筆墨最多。“粵教版”這部分內(nèi)容加起來超過12頁，是“滬科版”的兩倍。建議針對加速度的教學，內(nèi)容不要太廣，但要夠深刻，切記貪多求全造成泛泛而談。通過實驗求加速度是高中物理中重要的基礎實驗，建議單獨成一節(jié)；速度也是重要的學習內(nèi)容應當單獨成一節(jié)；圖像對培養(yǎng)學生獲取信息和處理信息的能力、運用數(shù)學知識處理物理問題的能力都有十分重要的幫助，更應該單獨為一節(jié)課。

2 新課導入對比分析

五個版本在新課導入部分都列舉了緊密聯(lián)系生活的實例，通過對比分析提出問題：物體的速度會變化，且變化情況不盡相同，所以需要引入新的物理量，從而導入新課。

“人教版”：小汽車和火車加速對比；

“粵教版”：籃球在空中運動、汽車啟動和剎車、電梯升降過程中的加速和減速、步行、跑步時快時慢等；

“滬科版”：跑車和普通家用轎車加速對比；

“魯科版”：飛機起飛、火車啟動；

“教科版”：萬噸貨輪起航、火箭發(fā)射、蜻蜓停下、急剎車。

五版本都通過緊密聯(lián)系生活的豐富素材，導入新課，這有利于幫助學生理解加速度和建立加速度的意義。加速度是物理學中非常抽象的物理概念，學生學習有困難，且很多學生會望文生義理解為：“加速度就是增加出來的速度”，“只有加速運動中才有加速度，減速運動的物體具有減速度”等。要破除學生的這些錯誤前概念和想當然的認識，他們才能更好地建立加速度的物理概念。筆者認為，應該在導入新課時列舉的例子中既有加速運動也有減速運動為好。這一點上，“粵教版”“魯科版”“教科版”處理得比較好，尤其是“教科版”還給每個例子配上精美的圖片。

教學建議：通過豐富的素材讓學生感受到速度的變化、速度變化的快慢相同。素材應貼近于學生實際生活，有利于喚醒學生生活經(jīng)驗，有利于拉近物理與生活的距離。教師呈現(xiàn)的例子最好是視頻、圖片等可視化的素材，既有加速運動又有減速運動。

3 加速度的方向確定

五個版本關(guān)于加速度方向的表述如下：

“人教版”：“加速度方向與速度變化量的方向相同；確定了速度變化量的方向就確定了加速度的方向。”[1]

“粵教版”：“加速度也有方向。” [2]

“滬科版”：“加速度跟速度一樣，不僅有大小，而且有方向。加速度的方向始終跟物體運動速度變化（vt-v0）相同。”[3]

“魯科版”：“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，它不僅有大小而且有方向。”[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線運動中加速度與速度方向的關(guān)系是教學中應該突破的一個難點，應該在教材中有明確的表述。“粵教版”和“魯科版”，只說了加速度有方向，但是如何確定加速度的方向卻沒有提及。“人教版”和“教科版”不僅指明了確定加速度方向的一般方法：而且還討論了在直線運動中加速度方向與速度方向的關(guān)系，并以畫圖輔助學生理解。

教學建議：加速度的方向是教學的重難點，建議初學時只討論單向直線運動，并采用圖示法，讓學生先明白速度變化的方向，然后由加速度的定義式分析得到加速度與速度變化同向。針對不同運動找到的方向是教學的關(guān)鍵，是學生學習時容易“卡殼”的地方。

4 加速度的物理意義

加速度的物理意義也是本節(jié)的重要內(nèi)容。五個版本的教材都在構(gòu)建加速度時，闡明了加速度的物理意義。“人教版”“粵教版”“滬科版”是在新課導入舉例之后過渡時，表述引入加速度的目的，即加速度的物理意義；“教科版”是在定義加速度時表述的；而“魯科版”則是在定義加速度之后才說明加速度的物理意義的。五個版本關(guān)于加速度的表述如下：

“人教版”：“為了描述物體運動速度變化的的快慢這一特征，我們引入加速度的概念”。

“粵教版”：“物體速度變化有快有慢，速度變化的大小并不能描述物體速度變化的快慢。我們需要一個新的物理量——加速度來描述速度變化的快慢。”“加速越大，物體速度的改變越快。”

“滬科版”：“為了描述物體運動速度變化的快慢，需要引入一個新的物理概念——加速度。”

“魯科版”：“建立加速度的概念，就可以用加速度來描述物體速度變化的快慢。”

“教科版”：“物理學中，用速度的改變量Δv與發(fā)生這一改變所用時間Δt的比值定量地描述物體速度變化的快慢。”

從以上表述可以看出，五個版本的教材都認為加速度的物理意義是：描述物體運動速度變化的快慢。“粵教版”則在這個基礎上進一步指明加速度是如何來描述物體速度變化的快慢，即“加速度越大，物體速度變化得越快。”雖然“粵教版”對加速的物理意義做了“怎樣描述”的深入討論，然而還是有缺陷。加速度是矢量，其大小描述的是速度變化的快慢，方向又代表什么意義呢？加速度的方向描述的是速度變化的方向，嚴格地講加速度的物理意義應該是：描述運動物體速度變化快慢及方向。

教學建議：

對加速度的物理意義做兩點深化：

第一，加速度描述運動物體速度變化快慢及方向，而不僅僅是速度變化的快慢；

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

5 循序漸進才能有效突破

加速度這一概念過于抽象，是初學物理者最難理解的概念之一。其名稱——加速度容易讓人錯誤理解為“增加的速度”等。熊志全老師在《物理原來不能這樣考》一書中認為，中國的學生很難理解加速度的一個重要原因就是加速度的名稱不對，“中國學生對加速度和速度的概念理解費力，其實一個重要的原因就是我國的先哲們不應該將‘a(chǎn)cceleration’翻譯成‘加速度’，君不見加速度（acceleration）的英文單詞根本不是速度（velocity）這個單詞加一個前綴復合的！”[7]熊志全老師還建議取一個合理的中文名稱取代加速度。為此，對于加速度的教學建議先不要提出加速度這一概念，分如下幾個步驟完成，循序漸進完成。

首先，帶領(lǐng)學生分析導入新課的例子，找出速度變化的幾種情況：大小不變，方向變化；大小變化，方向不變；大小方向都變化。

第二，以直線運動為例子，通過圖示法，帶領(lǐng)學生分析速度變化大小Δv的計算及其方向。

第三，提出要描述速度變化快慢，就要看速度在單位時間內(nèi)的變化量，提出速度的變化率，確定速度變化率的方向，并結(jié)合實例計算速度的變化率。為了幫助學生理解變化率，建議列舉生活中一些變化率的例子，比如：小孩身高的增加、銀行存款改變等。

第四，指出速度變化率就是加速度，正式提出加速度這一概念。

第五，待學生學習牛頓第二定律后，再比較加速度的定義式a=與決定式F=ma，對比中讓學生明白合外力和質(zhì)量、加速度、速度變化、時間這些物理量之間的因果關(guān)系：物體獲得的加速度由其所受的合外力和自身質(zhì)量決定，而自身獲得的加速度和經(jīng)歷的時間又決定了速度的變化（Δv=vt-v0=at）。這樣，學生出現(xiàn)“速度變化越大的物體加速度越大”，“加速度與速度變化成正比，與時間成反比”等錯誤的概率會減少很多。

參考文獻：

[1]張大昌.普通高中課程標準實驗教科書物理1[M].北京：人民教育出版社，2011：25—29.

[2]保宗悌.普通高中課程標準實驗教科書物理必修1[M].廣州：廣東教育出版社，2005：15—17.

[3]束炳如，何潤東.普通高中課程標準實驗教科書物理1[M].上海：上海科技教育出版社，2011：37—42.

[4]廖伯琴.普通高中課程標準實驗教科書物理1[M].濟南：山東科學技術(shù)出版社，2011：25—26.

[5]陳熙謀，吳祖仁.普通高中課程標準實驗教科書物理1[M].北京：教育科學出版社，2005：15—19.

[6]熊志權(quán).物理原來不能這樣考[M].成都：西南交通大學出版社，2012：86.

（欄目編輯 鄧 磊）