平铺高中物理的第一步--“运动描述”的教学建议_物理论文

平缓铺造高中物理的初始台阶——“运动的描述”的教学建议，本文主要内容关键词为：平缓论文,台阶论文,高中物理论文,建议论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

      一、认识第一单元的知识结构

      作为第一个单元，物理课程标准赋予它承前启后的作用，教材中主要是概念教学，内容包括描述运动的概念和运动图像。概念教学重在理解，规则教学重在应用，从概念到规则，从理解到应用，学习层次提升。教材安排两个分组实验，第一个是测定平均速度，第二个是探究运动规律，实验层次显然提高。[1-2]不论是课程标准还是教材，都遵循从简单到复杂的原则呈现知识，构造一个平缓、坚实、给学生机会的知识台阶。

      二、稳妥铺垫首级台阶

      描述运动的概念是运动知识体系的基础，也是初始台阶的首级。概念学习不是一蹴而就，而是认识逐渐深化的过程，因此，概念教学要把握关键，有取有舍，举一反三，使理解一步步深入。

      1.关于质点和参考系

      参考系和质点为“了解”层次，只要求学生能在一些情形中区别和运用。参考系教学不必引入相对运动的问题，质点的抽象程度较高，但学生在正、反例中区分实际物体可否简化为质点并不困难。当概念的级别不高时，就不必扩展，避免把简单问题复杂化。

      2.关于位移

      位移是学生全新学习的第一个物理量，前概念“路程”对学习有干扰作用。理解位移的物理意义是教学难点，可采取“先定性后定量”的方法，先定性画出位移，直观认识位置变化的大小和方向，比较与路程的不同，然后定量求解位移和路程，进一步从“量”上区别它们。

      例1：如图1，一物体在水平地面上接轨道ABC运动。其中，AB段为直线，BC段为半圆。求整个运动过程的位移和路程（位移要在图上标出）。

      

      3.关于速度和加速度

      速度是初中概念，但本单元给出了严格的速度定义：先定义平均速度，再由平均速度过渡到瞬时速度，同时指出速度的矢量性。平均速度是新概念，学生常常用路程替代位移而造成错误。从汽车时速表引出瞬时速度的方法易于接受，而从极限方法理解瞬时速度有难度。只要学生能在不同情形中区别平均速度和瞬时速度，就不必在此纠缠。

      例2：汽车从制动（同时也关闭油门）到停止共用了5s。在这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m，7m，5m，3m，1m。

      （1）求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。这5个平均速度中哪个最接近汽车关闭油门时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些还是略小些？

      （2）汽车运动的最后1s的平均速度是多少？汽车的末速度是多少？

      加速度是学生全新学习的第二个物理量，无类似概念类比，故对其物理意义和矢量性的理解是难点。由于加速度与速度、速度变化量、速度变化快慢等概念有关联，故对其理解就变成对一组概念的理解，可通过实例采取列表对比方法实现教学突破。对于矢量性，宜只介绍直线运动的情形：加速度方向与速度方向要么相同（加速时）要么相反（减速时），可用正负表示。要从定量来理解加速度，注重分析加速度的方向特点及符号表示。

      例3：一辆汽车从静止开始加速到108 km/h所用的时间是10s。接着以108 km/h的速度匀速行驶，因发现紧急情况而急刹车，5s即停下。请求上述两种情况的加速度大小，并说明其方向。

      三、扎实铺厚次级台阶

      跨过首级台阶后进入规律教学，内容有运动规律的描述和应用两方面。用数学描述规律是物理学研究的基本方法，有图像描述和公式描述两种。图像描述直观形象，公式描述则简洁、抽象和准确。显然，公式描述比图像描述更具抽象性，是物理规律的最终表现形式。

      1.关于运动图像

      人教版教材通过测量速度实验的描点法引入速度图像，粤教版教材则通过匀速直线运动的纸带数据描点绘制s-t图像，两个版本教材的引入方法相似，目的在于使学生正确理解图像的物理意义，要让学生动手描绘，从图像寻找信息、查找规律、求解物理量是常见的图像问题。

      2.关于运动规律

      用一组公式描述运动规律是本单元的最大亮点，因有图像知识基础，公式的建立并不困难。教材先介绍速度规律，接着是位移规律，最后是几个推论。速度规律的应用难度不大，但要注意匀减速直线运动的加速度表示。位移规律比较复杂，公式中包含四个物理量：位移s、速度v、加速度a和时间t，并且是非线性关系。在应用位移规律时，可多方创设情境，或求位移，或求初速度、加速度和时间，在多角度的应用中掌握规律。

      下面推论是台阶的更高一级，如果能用它们求解问题，常常收获意想不到的效果，如例4。

      例4：汽车从静止开始做匀加速直线运动，途中先后经过相隔125m的A，B两点，用10s时间，已知过B点的速度为15m/s，求汽车从出发位置到A点的位移和所用的时间各是多大？

      至此，描述匀变速直线运动规律的公式至少有四个，因公式多，正确选择公式变成教学难点。解决的办法是训练，引导学生在全方位的训练中体会和归纳方法，并形成方法积淀。

      3.关于实验

      第一个实验要求学生了解打点计时器原理，掌握实验操作，并处理数据：从纸带计算平均速度，把部分计数点的近似瞬时速度描到v-t图上。第二个实验要求学生会判断匀变速直线运动（Δv=c），会计算瞬时速度（

）和加速度（Δs=a

），会描点画出速度图像，并从图像求加速度。逐差法和其他变式应用暂不做要求。

      自由落体运动只是匀变速直线运动的特例，不做另外的要求，到此，本单元的教学任务结束了。与初中相比，学生学习了严格的运动概念，学会用科学的数学方法描述运动规律，并且运用规律解决运动问题，这是很大的学习成就，值得高兴和自豪。让学生保持一份欢乐和自信去攀登下一个台阶，比解决两车追赶或相撞问题更有意义。

      四、初始处埋下方法的种子

      高中物理逻辑性强，实验要求高，数学应用复杂，建立与之相适应的学习方法是学生进一步学习物理的必然要求。因此，第一单元不仅是知识教学，还需从一开始就埋下方法的种子，使之成为初始台阶的重要组成部分。有关高中物理学习的方法很多，但下列方法的基础性、操作性和实用性都很强，应引起师生的关注。

      1.联系生活

      生活经验是理解物理概念和规律的起点知识，在新课教学中，应积极引导学生寻找生活原型，通过类比、归纳、演绎形成新知识。生活经验人人都有，如对汽车行驶速度的判断、从起跑到冲刺的跑步过程体验、生活中的“变化量”和“变化快慢”的区分等等，生活经验的多少和优劣直接影响知识的同化水平。

      2.积极动手

      物理课堂不仅“听”和“说”，更重要的是“动手”，物理知识的习得，绝大多数是在“动手”中实现。如动手“画一画”，画位移，画运动过程分析草图，画运动图像；动手“写一写”，写概念名称，写定义的关键字眼，列方程，演算方程；动手“做一做”，自己独立做一个实验，测出一个物理量，体验物理研究的乐趣。

      “动手”是最生动的学习行动，是物理课堂最鲜明的特色。教师要设计“动手”内容，引导学生“动手”，发现和化解“动手”遇到的困难，从而养成良好的习惯。

      3.学会模仿

      模仿是一种简单实用的学习方法，特别适合理解能力不强的学生。当模仿次数达到一定程度，就熟能生巧，形成新知识。

      4.善于分析

      “物理过程分析”是解决复杂物理问题的有效方法，而“运动过程分析”就是这一方法的最初表现，通常的操作步骤是：画过程草图，寻找承上启下的联系点，应用运动规律列方程，最后解方程得出结论。可选择电梯上行运动（经历加速、匀速、减速）做分析，当有一定的积累后再扩展到汽车延误、列车（非质点）过桥、物体追赶等更复杂的运动问题。

      第一单元是高中物理学习的开场，台阶的首级要低，即使最后一级也不能太高，不要设置难题或偏题，不要挖坑，要保证最多的学生融入画境中参与涂鸦。如初始台阶构筑平缓，学生将沿台阶开始有自信的高中生活。如果门槛太高，很多学生可能会初始化失败，从而与高中物理失之交臂，留下终身遗憾。因此，平缓的初始台阶是学生进一步学习之必需，也是教师必尽构筑之责任。

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