注重科学方法渗透，引导学生自主探究——“速度变化快慢 加速度”教学设计，本文主要内容关键词为：快慢论文,加速度论文,教学设计论文,学生自主论文,注重论文，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、设计理念
提高课堂教学的有效性，一直是我们关注的问题，新的课程理念倡导“以学生为本”，“物理课程必须倡导学习的自主性、探究性、合作性，让学生主动参与学习，体验感悟科学探究的过程和方法”。物理知识（概念、规律）中蕴含着很多科学方法。
科学方法教育不仅是中学物理教学的重要内容，也是培养学生能力的重要途径。科学方法作为物理认识活动的中介，是连接物理现象与物理知识的纽带，在物理理论的发展中起着桥梁作用。也就是说，物理知识（概念、规律）只有通过科学方法的参与，才有可能上升为知识形态。因而，掌握科学方法是获取物理知识的重要途径，我们把这种路径表示为：物理现象→科学方法→物理知识。学生通过掌握科学方法，能更快捷地获取物理知识。
本节课是一节物理概念课，重点讲解加速度的概念和物理意义，而加速度的测量和方向是本节的难点，本教学设计试图从已有的物理知识和生活中的物理现象出发，通过类比、比值定义、比较、分析推理和归纳与综合等科学方法的渗透，构建学生主动参与、积极探究的课堂氛围，让学生在彰显科学方法中获取物理知识，从而提升课堂教学的有效性。
二、目标定位
（一）知识与技能
(1)理解速度的变化和速度变化快慢的区别。
(2)理解加速度的概念；理解加速度是表示速度矢量变化快慢的物理量；明确加速度的定义、公式、符号和单位；明确加速度跟速度、速度改变量的区别。
(3)理解用DIS实验中v-t图象斜率求得加速度的方法。
（二）过程与方法
(1)通过分析定义加速度的过程，认识类比的方法和用比值定义物理量的方法。
(2)通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较，感受分析、比较、推理等科学方法。
（三）情感、态度与价值观
(1)通过运用DIS实验测定加速度，感悟观察、实验对形成概念和发现规律的重要作用。
(2)通过介绍“嫦娥二号”的发射，激发民族自豪感和自信心。
三、方法阐述
本节课中加速度概念的引入、定义体现了类比、比值定义的科学方法，让学生在已有知识的基础上，在实际情景中，借助这些科学方法，通过主动探究、讨论、推理获取知识，深刻领会并掌握知识。
通过比较、分析和综合等方式理解不同物理量（速度、速度变化量、加速度）的区别和联系，加深对知识的理解。
通过实验操作（用DIS测加速度a），自主活动解决问题，使学生分析解决问题的能力得以发展和提高。
四、教学过程
第一环节：创设情景，理解速度变化量的概念，引入速度变化快慢的概念
【情景】汽车从车站开出，并在25s内速度由0增加到20m/s；而摩托车从车站开出，并在8s内速度由0增加到20m/s。
【问题】(1)哪一个速度变化大？速度变化量各为多少？
(2)速度变化量是矢量吗？
(3)哪一个速度变化快呢？用什么来反映速度变化快慢呢？
【学生活动】(1)讨论完成下列表1：
表1
(2)求速度的变化量。
【练习】如图1所示，小球以3m/s速度垂直撞墙后以5m/s反弹，求速度的变化量？
图1
(1)确定正方向；
(2)将撞墙前后小球的速度表示出来；
(3)速度的变化＝末速度－初速度，即
；
(4)结果的正负表示速度变化的方向。
以上活动由学生自主完成，出现问题学生互相讨论、补充，教师给予指导。
【设计意图】生活实践中蕴含着物理概念，通过实际事例创设情境，激发学生的学习动机。
第二环节：创设情景，理解速度变化量的概念，引入速度变化快慢的概念
1.由速度类比建立加速度的概念
【学生活动】回顾：在建立速度概念时，怎样描述物体位置的变化（Δs），又怎样描述物体位置的变化的快慢的？通过类比，建立加速度的概念。
2.由比值定义并理解加速度的概念
【问题】(1)由
，能否认为a与Δv成正比，和Δt成反比吗？这是用什么方法来定义物理量的？还有哪些物理量是用这种方法定义的？
(2)a的单位是什么？在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/
。
通过辨析、联想，使学生认识：加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值；这是用比值定义的方法定义的物理量；公式是加速度的定义式，而不是决定式。类似用比值定义法定义的物理量还有速度、电阻、密度等。
◆加速度概念的引入用到了类比的科学方法。
◆也用到了比值定义的科学方法。
3.通过例题分析掌握计算加速度的方法
例1 步枪发射一颗子弹的时间约是0.01s，子弹到达枪口时的速度可达900m/s，求子弹加速度大小。
(3)匀速直线运动中的a=______。
4.通过自主活动比较速度、速度变化量、加速度三个物理量的区别与联系
【问题】(1)比较卡车、摩托车、人及兔子的加速度大小。
(2)物体速度很大，加速度一定很大吗？举例说明。
(3)速度变化量很小，加速度一定很小吗？举例说明。
让学生思考每一个问题，教师点评、点拨、适当拓展。
【学生活动】(1)用什么方法比较人和兔子的加速度呢？
假想：人抓兔子，人和兔子的反应时间相同，你能抓住兔子吗？
这里事实上用到了控制变量的科学方法——在Δt一定的情况下，通过比较Δv的大小来比较加速度
的大小。
(2)比较速度v、速度改变量Δv和加速度a，讨论完成下列表格2：
表2
加速度的大小和速度大小无关，和速度变化大小也无关，只有用速度的变化和时间的比值，即单位时间内该物理量变化的数值（变化率）才能表示变化的快慢——速度变化率。
5.了解一些物体加速度的数量级，使加速度的概念更具体化
指导学生阅读课本第35页的“点击”部分，了解一些常见物体加速度的数量级。
【自主活动】PPT展示有关“嫦娥二号”发射的图片，提醒学生利用国庆长假，关心2010年10月1日～3日，我国“嫦娥二号”的发射，激发学生的民族自豪感和自信心。通过网络搜索，了解不同型号火箭的发射加速度。
【设计意图】加速度是一个比较抽象的物理概念，对刚进入高中学习的学生来说，较难理解，教学中通过类比、比值定义等科学方法的参与，顺应学生思维发展的规律，逐步化解难点，使抽象的概念变得具体，学生理解掌握物理知识也就顺理成章。
了解火箭发射的加速度，这是在教学中生成的问题，恰逢“嫦娥二号”的发射时期，一个小小的教学智慧，既能提高学生学习兴趣，又渗透了德育教育。
第三环节：通过s-t图象求速度，并学会用DIS实验测定加速度大小，加深对加速度概念的认识
【学生活动】回顾：利用DIS实验得出的v-t图象，是怎样求出速度v的？
通过分析、类比由s-t图象的斜率求速度（如图2），得出可以通过求v-t图象的斜率的方法求得物体运动的加速度。
【问题】(1)在s-t图象中直线的斜率表示什么？
(2)在v-t图象中直线的斜率又表示什么？怎样求得加速度a？
用位移传感器结合计算机获得v-t图象，如图3所示。通过图象求其加速度。具体方法是在v-t图象上取相距较远的两点
，求出它们所在直线的斜率，即可求得（平均）加速度
。
【学生活动】学生实验：用DIS实验测定加速度。
在教师指导下学生自行实验，教师提醒学生注意：
(1)正确安装位移传感器；
(2)调节轨道倾角，重复实验，直至屏上显示的v-t图象是一段倾斜直线时，正确选择区域，再进入数据分析。求出直线的斜率，即可测出加速度。
(3)应多次测量得出a的平均值。
【设计意图】从已有的知识技能——利用s-t图象直线斜率可求速度v入手，类比理解由v-t图象直线的斜率可求出加速度的大小，把学生思维活动的积极性调动起来；将v-t图象由“加速”运动的图象可以拓展到“减速”运动的图象，提高学生探索的兴趣。
第四环节：通过讨论辨析，认识加速度的方向
【学生活动1】认识由实验得出的v-t图象求出的加速度有正、负，正、负的含义是什么？
a＞0，表示速度在均匀增大，
a＜0，表示速度在均匀减小。
【学生活动2】讨论加速度是否有方向，如何确定加速度的方向？
加速度是一个矢量，它的方向就是速度变化量Δv的方向。物体做直线运动时（通常取初速度
的方向为正方向），加速度为正值时，表示加速度方向跟初速度方向相同，物体速度随时间在增加；加速度为负值时，表示加速度方向跟初速度方向相反，物体速度随时间在减小。
【问题】加速度的方向一定跟速度的方向一致吗？
【设计意图】由于前面已经理解了速度变化Δv是矢量，并学会了简单的（同一直线上）矢量运算方法，讨论加速度是否有方向的问题，对学生来说就很简单了。
第五环节：自我总结，深化理解
【学生活动】通过思维导图如图4所示，让学，生自己总结本节学习的内容和方法。
图4
【设计意图】用思维导图系统整理一节课的知识和方法，加深理解和掌握本节学习的内容。思维导图在教学中的应用是我校课堂教学的特色，灵活运用思维导图不仅能提高教学效率，更能激发学生自主学习的兴趣，培养其良好的思维品质。
五、教学反思
本节课在学生已有速度、矢量等知识基础上，通过科学方法的渗透，构建学生主动探究的课程氛围，让学生在科学方法的引领下，获取新的物理概念——加速度。每一个环节都通过学生积极思考、主动参与来完成，并设置问题情境调节课堂气氛，增强学生积极主动学习的兴趣；同时，教学中抓住一些生成性问题，不仅开拓了学生的知识视野，同时也激发了他们的创新意识。但本节课的设计也有一些不足，其不足之处在于DIS实验是一种新的实验模式，因此，对学生的实验能力估计过高，从而使“用DIS实验测加速度”环节教学节奏过快。