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1、旨在踐行物理核心素養(yǎng)的?速度變化的快慢加速度?教學(xué)設(shè)計(jì)
摘要：從光電門(mén)、傳感器的課堂實(shí)驗(yàn)探究入手，以典型生活實(shí)例為背景，綜合運(yùn)用觀(guān)察、比較和分類(lèi)、推理、分析與綜合、歸納分析等多種常規(guī)和非常規(guī)物理科學(xué)方法，將“加速度〞這一非常抽象的物理概念以及其深?yuàn)W的物理意義直觀(guān)化、生活化、簡(jiǎn)潔化，旨在深度培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科思維方式和科學(xué)探究能力以及嚴(yán)謹(jǐn)、求真、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，提升學(xué)生的物理科學(xué)素養(yǎng).關(guān)鍵詞：速度變化快慢；加速度；探究；物理科學(xué)方法；物理核心素養(yǎng)1教學(xué)過(guò)程11實(shí)驗(yàn)探究：尋找勻變速運(yùn)動(dòng)中的“不變量〞實(shí)驗(yàn)裝置：金屬傾斜軌道、擋光片、光電門(mén)、小車(chē)；多媒體教學(xué)設(shè)備〔實(shí)物投影、筆記本電腦、白板〕、三角板.
2、實(shí)驗(yàn)原理：猜想猜想、親自操作實(shí)驗(yàn)，找到了不變量，證明了猜想的正確性.他們一定特別想知道這個(gè)不變量是什么，有什么意義，這就大大激發(fā)了他們求知的熱情和積極性.只有這種在科學(xué)家思想引領(lǐng)下的科學(xué)探究的真過(guò)程，讓學(xué)生模仿科學(xué)家的工作方式來(lái)思考問(wèn)題、研究問(wèn)題，才是真正的科學(xué)探究的過(guò)程.12理論探究：勻變速運(yùn)動(dòng)中的不變量——“加速度〞的物理意義121通過(guò)圖表的比較，感受“不變量〞的物理意義對(duì)典型物理情境進(jìn)行精細(xì)分析和類(lèi)比相結(jié)合，層層設(shè)問(wèn)，逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考.在速度不同的變化過(guò)程中，各自都在受自身的“不變量〞制約而以相同方式變化著，既培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察事物和區(qū)分事物的能力，也通過(guò)比較三個(gè)“不變量〞的大小關(guān)系，使學(xué)
3、生初步體會(huì)到這個(gè)“不變量〞可以描述速度變化的快慢，讓他們學(xué)會(huì)在比較中找到真知的物理科學(xué)方法.122通過(guò)圖象的類(lèi)比，得到加速度的物理意義兩種圖象類(lèi)比：x—t圖象：圖線(xiàn)的斜率為Δx/Δt，即速度v的物理意義表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢，即位置變化的“快慢〞；v—t圖象：通過(guò)圖線(xiàn)可以看出，每秒速度增加相同的量：斜率就是一直追尋的“不變量〞——加速度.通過(guò)與最簡(jiǎn)單、最熟悉的勻速運(yùn)動(dòng)圖象進(jìn)行類(lèi)比，經(jīng)過(guò)綜合分析、邏輯推理和大膽猜想比較速度圖表滲透“不變量〞的物理意義到兩種運(yùn)動(dòng)圖象的類(lèi)比推理得出“加速度〞的物理意義.這種由淺入深、由抽象到具體、由感性到理性的認(rèn)識(shí)過(guò)程，為剛剛進(jìn)入高中階段的學(xué)習(xí)提供了模板式的認(rèn)知思路和方
4、法.經(jīng)過(guò)這種歷練，把抽象的物理概念直觀(guān)化了，并且可以在頭腦中建立加速度的概念和物理情境，而不是所謂的“記住〞概念.123通過(guò)探究相似物理量大小的區(qū)別，深刻理解加速度的物理意義速度v、速度變化量Δv、速度變化率Δv/Δt的區(qū)別.例1一輛汽車(chē)從靜止開(kāi)始啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)20s后，速度變?yōu)?00m/s，這輛車(chē)的速度變化量是多少？加速度是多少？例2一輛汽車(chē)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)20s速度有40m/s減小到20m/s，這輛車(chē)的速度變化量是多少？加速度是多少？例3小球以v1=3m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到墻壁經(jīng)〔Δt=001s后，以v2=2m/s的速度沿同一直線(xiàn)反向彈回.小球在這001s內(nèi)的速度變化量是多少？加速度是
5、多少？通過(guò)表2，羅列出學(xué)生熟悉的汽車(chē)、小球的運(yùn)動(dòng)情境，把三個(gè)相似物理量之間比較的理論知識(shí)直觀(guān)化、生活化.學(xué)生經(jīng)過(guò)親自運(yùn)算，應(yīng)用這些數(shù)據(jù)針對(duì)設(shè)定的不同問(wèn)題，進(jìn)行分類(lèi)比較，讓他們?cè)谧约籂I(yíng)造的熟悉環(huán)境和情境里進(jìn)行探究，既可以清楚地區(qū)分各物理量之間的不同含義，也讓他們最大限度地充分體驗(yàn)探究的過(guò)程，體會(huì)探究的形式、探究的方法充分尊重事實(shí)，依據(jù)親自運(yùn)算的結(jié)果觀(guān)察、分析、比較剛剛學(xué)了矢量和矢量運(yùn)算的根底上，運(yùn)用矢量圖將易混淆、懵懂、錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的問(wèn)題迎刃而解.不僅對(duì)力的合成和分解打下堅(jiān)實(shí)的根底，也讓學(xué)生對(duì)矢量的認(rèn)識(shí)更加深刻，更感興趣了.125從v—t圖象“看〞加速度，加深對(duì)其物理意義的理解加速度“藏〞在哪里呢？
6、經(jīng)歷一系列探究過(guò)程后，又回到起點(diǎn)，讓學(xué)生根據(jù)親自運(yùn)算的數(shù)據(jù)建立圖象，找到加速度——圖線(xiàn)的“斜率〞.通過(guò)傾斜程度的比較，學(xué)生再次直觀(guān)感受加速度，進(jìn)一步理解其物理意義.整個(gè)過(guò)程讓學(xué)生一直處在親歷親為的探究過(guò)程中，深刻體會(huì)圖象在研究物理問(wèn)題中的作用，培養(yǎng)他們應(yīng)用數(shù)學(xué)手段解決物理問(wèn)題的能力和良好的科學(xué)素養(yǎng).126在自身感覺(jué)中體會(huì)加速度游客乘坐各種游樂(lè)設(shè)施經(jīng)歷的刺激運(yùn)動(dòng)中，各種超級(jí)夸張、搞笑的表情，把抽象的物理概念“加速度〞完全寫(xiě)在了游客的臉上，既有很強(qiáng)的娛樂(lè)效果，也讓學(xué)生強(qiáng)烈地感受到加速度是真實(shí)存在的.學(xué)生哈哈大笑之后，便會(huì)意識(shí)到物理存在于生活的每個(gè)角落，衣食住行都離不開(kāi)物理，即“物理來(lái)源于生活，又效
7、勞生活〞，增強(qiáng)了他們熱愛(ài)生活的熱情和學(xué)習(xí)物理的積極性.127介紹“加加速度〞，深刻理解加速度物理意義加加速度的物理意義是描述物體運(yùn)動(dòng)加速度變化的快慢，多應(yīng)用在軍事領(lǐng)域.通過(guò)加速度與加加速度的類(lèi)比，旨在幫助學(xué)生通過(guò)類(lèi)比方說(shuō)明在物理學(xué)中，有一種特別難理解的物理量——“比值〞定義的物理量，比方速度、加速度、電場(chǎng)強(qiáng)度、電容、磁感應(yīng)強(qiáng)度、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等等.“難〞的原因是這類(lèi)物理量是由兩個(gè)比較猜想，利用生活中的斜面，由學(xué)生親自操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，找到“不變量〞；然后在教師引導(dǎo)下，學(xué)生通過(guò)例題表格中多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較、物理圖象的類(lèi)比、矢量圖的靜、動(dòng)態(tài)分析、借助于生活實(shí)例區(qū)分相似物理量的多種角度的結(jié)合，適時(shí)的運(yùn)用
8、觀(guān)察法、比較法、抽象思維法、綜合分析法等物理科學(xué)方法，由淺入深、由遠(yuǎn)及近、由感性到理性、由抽象到直觀(guān)把“不變量〞升華為“速度變化的快慢〞，逐步理解加速度的物理意義.在探究的過(guò)程中教師適時(shí)啟發(fā)和點(diǎn)撥指導(dǎo)，讓學(xué)生“像科學(xué)家一樣思考〞，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)生活、學(xué)會(huì)觀(guān)察生活的品質(zhì)，提升了學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力.參考文獻(xiàn)：【1】張憲魁，物理科學(xué)方法教育[M].青島：青島海洋大學(xué)出版社，1996：【2】陶昌宏，探究性教學(xué)的“魂〞——獨(dú)立的思考探索的實(shí)踐[J].物理教師，2021〔2〕：1.【3】人民教育出版社課程教材研究中心，普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)必修1[M].北京：人民教育出版社，2021.
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