前一课时学习了速度的概念,学生学习了用比值法来描述一个物体的运动快慢(位置变化快慢),可以让学生回顾引出速度概念的过程,用类比方法迁移到加速度(速度变化快慢)的概念学习中来,这给学习加速度这一概念降低了台阶。但由于学生抽象思维能力不强,对于速度、速度的变化、速度的变化快慢的区别很难分清;在学生的生活经验中,与加速度有关的现象不多,这更给学生形成和理解加速度的科学概念带来了难度。
教师创设物理情境,让学生在观察和体验后有所发现,有所联想,运用科学思维,萌发并提炼出科学问题,使教学过程成为发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。让学生用探究的方法,“走”一遍加速度概念的建立过程,按照从简单到复杂,从特殊到一般的顺序进行探究,顺理成章、水到渠成地引出加速度的概念。然后从公式和图像两个方面加以理解,通过对生活中加速度和速度概念分析对比,加深理解加速度的物理意义,本课时教学的设计流程是:学生主观感受(第一层是运动物体有速度,第二层是运动物体速度有变化,第三层是运动物体的速度变化有快有慢)—提出问题—发散类比—拓展探究—交流与合作—分析与论证。
引入加速度的概念后,通过有趣的实例体会加速度的实际应用。通过具体数据表格说明匀变速直线运动是加速度不变的运动。由于速度和加速度的重要性及其关联性,应引导学生对速度、速度的变化量及加速度进行比较、分析,以期对它们有更深入的理解。可以用课堂讨论的方式向同学们强调两个问题:第一,速度、速度变化的大小和加速度的物理意义是完全不同的,速度变化大的加速度也不一定大,还要看这一变化所用的时间;第二,加速度的大小与速度的大小没有任何直接关系,高速公路上高速匀速行驶的汽车,它的加速度为零。暂时回避几个问题:第一,只提出加速度是矢量,如何判断方向的问题应暂时回避,注意循序渐进,不要求过高的理解,待引出牛顿第二定律再研究;第二,不宜提“速度变化的快慢”,包括“速度方向变化的快慢”。
加速度的概念既是重点,又是难点。首先要注意加速度的引入。可以通过公共汽车与无轨电车(或卡车与小汽车)启动,速度从零加速到5m/s的差异,使学生体会到速度的变化有快慢问题。也可演示物体从不同倾角的斜面滑下,在水平面滑行的距离大致相同,比较物体在不同倾角的斜面的速度变化的不同点是什么?从而提出速度变化有快慢之分。引入加速度的概念后,要强调两个问题。其一,加速度不是表示速度的增加,也不是速度的变化,而是速度变化的快慢。其二,加速度的大小与速度的大小没有任何直接关系,高速公路上高速匀速行驶的汽车,它的加速度为零。这两个问题,都可以用课堂讨论的方式进行。
暂时回避几个问题:
第一,只提出加速度是矢量,如何判断方向的'问题应暂时回避,待引出牛顿第二定律再研究;
第二,不宜提“速度变化的快慢”,包括“速度方向变化的快慢”;
第三,不宜提平均加速度与即时加速度。
在教学过程中不妨多举些例子,会有利于学生对“加速度”概念的理解。比如我们可以给学生一个这样的例子:一辆汽车用10s的时间从0km/h增高到108km/h(也就是平时说的30m/s)的速度,如果是匀加速,那么加速度就是3m/s2,这辆汽车遇到特殊情况时,从108km/s开始刹车,4s停下来,那么此时的加速就是7.5m/s2。
上面这辆汽车在加速阶段,加速度是3m/s2,那么第一秒末是3m/s,第二秒末是6m/s,第三秒末是9m/s……第十秒末就是30m/s,就是108km/h。在刹车阶段,加速度是7.5m/s2,从30m/s开始刹车,刹车第一秒达到22.5m/s,第二秒末达到15m/s,第三秒末达到7.5m/s,第四秒末达到0,停下来。
例子要浅显易懂,然后可以多举几个,如果让学生两个人一组互举例子,效果是最好的。
加速度的概念,对于刚迈上高中门槛的初中学生来讲,实在是太抽象!首先在日常生活中,多数情况下,学生只涉及到运动多少路程、位移,运动有多快?很少碰到速度变化有快慢之分的现象,可以说不学物理,在头脑中是不会自发的形成“加速度”的概念;其次,学生抽象思维能力不高,对于速度、速度的变化、速度的变化率的区别很难分清;最后,在教学过程中学生往往只重结果,轻过程,再通过大量的习题来死记结论,如果这样,学生的思维能力将得不到培养。另,加速度是联系动力学和运动学的桥梁,机械振动、电磁场、能量守恒、动量定理等内容都涉及到。利用一节课的时间把它讲清讲透是不可能的事,使学生心理上自动接受并运用,这是循序渐进的过程。因此,教师上课时要充分挖掘书本的素材,如图像、表格、数据;尽最大努力搜集与速度变化快慢有关的现象,引起学生重视加速度的概念;采用演示、类比、比喻等一切手段帮助学生理解加速度的意义;调动学生参与教学过程,培养学生的思维能力,调动学习物理的兴趣。
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