高中物理教学案例:加速度
高中物理教学案例:加速度
1.问
题
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的产生
刚刚从事新
一年级
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的物理教学~一些高中学生顺手拿起桌上的一本书向空中抛去~然后用手接住~笑着对我说~老师~加速度多大,旁边一大帮同学笑嘻嘻地抢着回答:
?你是指抛上去还是落下来的过程,
?上升加速度朝上~下降时加速度朝下。
?上升过程速度都没增加~哪有加速度,下降才有加速度吧。
?最高点苹果都停下来了~肯定没有加速度。
?老师~我忘得一干二净了~全还给你了~白学了。
……
这是一群口无遮拦的学生的回答~在这种场合下~他们不会在乎回答错了老师对他们的批评~也不奢求答出最佳答案以博得老师的赞许。这就是他们对“加速度”活生生的理解~这就是那些曾经陪伴他们高中三年的“加速
留在脑海中的第一印象。 度”
大家兴致勃勃~嘘寒问暖~他们都大学毕业三年了~有的高中毕业后就未曾谋面。但我却一直在思考一个问题:为什么只要谈到加速度~学生会情不自禁地想到速度,只要谈到加速度方向~学生会自然地联想到运动方向。这还是当时省属重点中学的尖子生啊:学习物理的最终价值难道就是为了考上大学,
2. 他们是这样学的~我是这样教的
加速度的概念在高中物理中的地位不言而喻~它贯穿高中物理始终~但过不了三五年~他们将这些东西抛到了九霄云外~抑或将加速度概念扭曲。也就是上面回答的那些根深蒂固的“加速度”答案。
想想原来我的教学方法~基本上都是两种模式进行导入:
第一种是列一个如下所示的表格作为新课的引入:
1
运动物体 速度改变量 所用时间 单位时间内速度改变量
铅球 17m/s 0.2s 85m/s
汽车 20m/s 4s 5m/s
4m/s 炮弹 250m/s 0.005s 5×10然后设计问题:根据表格中的信息回答下列问题:
1.哪一个速度改变量大,
2.哪一个所用时间长,
3.哪一个速度变化快,
学生讨论回答完毕~老师总结:单位时间内速度的改变量就叫加速度。然后转身在黑板上醒目地写上今天的主题:“速度变化的快慢 加速度”( 第二种是作速度-时间图像进行导入: v/m/s 30
作出两物体的v—t图像~都是匀变速直线运甲 动~同学们从图中找一找速度随时间的变化规律。
10 学生:甲图中~物体的速度每5秒变化30m/s~
乙 乙图中~物体的速度每5秒变化10m/s。 t/s
O 5 师:哪个物体的速度改变要快一些呢,
学生:甲物体~因为甲的速度每秒才改变6m/s。
师:对~今天我们就来引入一个新概念——加速度~来描述速度改变的快慢(
这两种方式估计是全中国千千万万的物理教师通常的教学方法~以生活中常见的物体的速度、速度的变化、速度的变化快慢来引出“加速度”~最终迫不及待地给出定义:用来描述速度变化快慢的物理是就叫加速度。然后说出加速度的矢量性~有正负之分~再进行交流与讨论~对公式进行巩固等等。
对于加速度方向问题~更是弄得学生晕头转向。教材对加速度方向的描述为“加速度也有方向~在直线运动中~通常取物体初速度的方向为正方v0
2
向~当末速度~加速度a为正值~表明加速度方向与初速度的方向与初vv,t0
速度的方向相同~物体在加速,” ,摘自广教版高中物理教材,必修1,v0
第14页,~这句话我一直耿耿于怀~除了表述使你发晕之外~再找不到其它价值所在~何况还经不起推敲。
3.大胆尝试
加速度的教学安排在高一物理第一学期~这些刚刚从初中进入高中的学生来说~这是一个大门槛。不就是用比值定义物理量吗,初中也有~如电阻、密度等~但千万不要这样认为~初中是一个具体的物理量的比值~而高中的加速度是一个物理量变化的比值。初中是“死比值”~高中是“活比值”~初中是静态量的描述~高中是变化量的描述~单从加速度的单位就可以看出
,v这个量不简单~不能相提并论:因此~对加速度的运动学定义式,高a,,t一学生已感到明显不适应,他们在具体判断加速度大小时,总习惯把加速度跟速度联起来考虑,他们甚至认为,根据定义式,加速度跟Δv成正比,跟Δt成反比。
加速度是运动学中极为抽象的概念~赵凯华先生在《新概念物理教程-力学》中明确指出:“这是人类认识史上最难建立的概念之一~也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念”从历史上看~伽利略是第一个提出并研究加速度概念的科学家。而这样高难度的概念呈给高一学生时~实在是教学中的难点~而加速度又贯穿物理学的始终~因此又成了一个重点。针对出现的问题~我在教学过程中做了如下三点尝试:
?弱化加速度方向。加速度方向真的那么重要吗,学过了牛顿第二定律~加速度方向不言而喻。特别是对“加速运动时加速度为正、减速运动时加速度为负”等问题的讨论不要引入~否则将作茧自缚:加速度方向为合外力方向这么简单的问题~在运动学这章纠缠这么久有必要吗,为什么在刚刚开始学“加速度”概念时要这样苦苦折磨我们的学生:
3
?加速度的内涵远比加速度这个名字更重要。不要及早提出加速度这个名词~使学生产生负迁移。干脆就用速度的变化率,或速度的变化快慢,来代替即可。加速度的引入避免以速度变化来引入~可以用房价的变化、身高的变化、温度的变化来取代~这样更加自然~不要死死缠住速度不放。好象没有速度就定义不了加速度一样。
,v?引导学生尝试加速度的另类定义来激发学生讨论兴趣~因为学a,,s
,v生不明白定义更具有广泛应用和优越性。学完牛顿第二定律后~学生a,,t
会知道为什么速度对时间的变化来定义加速度更具有使用价值。
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