速度变化快慢的描述——加速度教学探究

山西省临汾第一中学 侯红霞

教材教法分析

加速度是联系力学和运动学的桥梁和纽带，在整个力学、电磁学中都涉及到。为今后学习运动学和动力学奠定基础，教师要尽最大努力的寻找视频、制作课件，充分挖掘教科书本中的素材：如表格、数据、图像等。采用类比、观察、图示、比喻等一系列手段，由浅入深遵循循序渐进的原则，帮助学生理解加速度，构建学生主动参与、积极探究的课堂氛围，培养学生由形象到抽象的思维能力，提升课堂教学的有效性。

学情分析

加速度概念对于刚上高中的初中生来说太抽象，学生不好理解。首先，在日常生活中，多数情况下学生只涉及到运动路程、位移、运动快慢，甚至刚上高中往往忽略了位移、速度的方向。很少遇到速度变化有快慢之分的现象，就是日常生活中有的，也把它们当成运动快慢的描述。不通过日常生活现象的对比，学生头脑中很难形成加速度的概念。其次，学生抽象思维能力不高，对于速度、速度变化，速度变化快慢很难分清。再次，在一条直线上的矢量运算法则不清，速度变化的方向就不好理解。最后，在教学过程中，学生往往只注重结果，不重视过程，这样对学生思维能力的培养将起不到作用。我在教学过程中，结合学生的实际情况，教科书提供的素材，找到了解决问题的根源，在此基础上找到教学的对策，取得了良好的教学效果。

一、加速度的引入

教科书上通过思考与讨论对比普通的小型轿车和旅客列车起步后，达到相同的速度所用时间不同，让学生举例说明速度大、速度变化大、速度变化得快三种不同情况。学生由于缺少日常生活经验，只知道运动有快慢之分，不知道速度变化还有快慢之分，因此举不成样子。课堂上达不到预期的效果。

活动一：观看视频，提出问题。

先让学生猜测：飞机、汽车、摩托车哪个运动的快？大家回答的是否正确？请观看一段精彩视频，飞机、汽车和摩托车一起赛跑，看后大家谈谈体会。学生回答后，总结如下：1.他们都在做变速运动。2.它们最后的速度不同，飞机最大，摩托车最小。3.开始的时候，摩托车速度变得最快，飞机速度变得最慢。这样创设情境，引出前概念速度和情景的矛盾，激发学生想学习新知的欲望。从而说明飞机、摩托车和赛车都做加速运动，但速度增加的快慢不同。

活动二：描述速度改变的快慢。

展示表格分析、比较飞机、赛车、摩托车启动时速度改变的快慢。

让学生通过类比速度的教学，根据数据表来概括总结规律，锻炼学生的分析、综合能力。结论：在相同的时间内，速度改变大的物体速度改变的快；在速度改变相同的情况下，所用时间短的速度改变的快。但是在速度和时间都不同的情况下，如何来比较速度改变的快慢呢？学生就可以总结出来加速度概念，这样就让学生通过观察、分析、比较，知道了速度大、速度变化大、速度变化快，加速度概念的得出就水到渠成。

理解加速度表达式时针对学生实际设计如下问题。

问题讨论一：速度改变的大小跟初速度、末速度大小有关吗？

问题讨论二：加速度跟速度改变的大小成正比，跟所用时间成反比对吗？

问题一比较抽象，学生凭生活经验觉得有关，比如：位移跟初、末位置坐标有关吗？部分学生凭数学知识觉得无关，但还有部分学生似懂非懂，再举例上楼梯时，上了几个台阶和由第几级台阶上到第几台阶有关系吗？学生豁然开朗。问题二要告诉学生该式是加速度定义式并且是比值定义的物理量，不是加速度的决定式，关于它的决定式后面会学到。

二、加速度方向与速度方向的关系

凭标题学生就觉着加速度的方向与速度的方向有关，实际上二者无任何关系。是本节教学的一个难点，为了突破这一难关，我试图让学生根据位移和速度的矢量性来讨论加速度的矢量性，尝试了更行之有效的教学方法。因为学生还不很熟悉矢量，没学过矢量的运算法则。为了化难为易，我设计了如下的练习。一个沿直线运动的物体，1.速度在1s内由3m/s增加到5m/s，2.速度由5m/s减小到3m/s，若运动的方向为正方向，通过计算用矢量图表示出来物体运动的速度、速度变化方向，拓展练习3.速度由-3m/s增加到-5m/s4.速度由-5m/s减小到-3m/s呢？这样通过课本上的矢量图，再结合具体计算，学生更容易理解加速度的方向与速度方向的关系。

若速度沿反方向则如图

通过四幅图的对比和具体赋值计算，让学生总结结论，从图中可以看出：在直线运动中，如果速度增加，加速度的方向与速度的方向相同，如果速度减小，加速度的方向与速度的方向相反。然后出示问题讨论三：加速度为正，物体做加速运动，加速度为负，物体做减速运动对吗？学生再次从图中总结。有加速度为负但物体做加速运动，由此归纳出更本质的东西，物体做加速运动，是因为加速度方向与速度方向相同，物体做减速运动，加速度方向与速度方向相反，而不是由加速度的正负决定。加速度为负，物体可以做加速运动，因为规定初速度的方向为负。这样学生尽管没有学过矢量运算法则，但是通过直线运动中规定正方向，从而把矢量运算转换成代数运算，学生自己练习、归纳、总结、讨论得到的结论理解更加深刻。

教学效果

通过视频、课件，讨论、学生自己动手练习分析、归纳总结，让学生自己体验、领悟速度改变快慢和方向。通过采用不同的教学手段，不同问题设计，让学生在初中的基础上，由浅入深、由形象到抽象，来理解这个基本概念。通过练习检验，发现学生收到了意想不到的很好效果。