沙艷麗

摘 要：加速度是重要的物理概念。加速度的教學(xué)是高中物理教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)。比較五個(gè)版本物理教材《加速度》一節(jié)的編排，在教學(xué)中根據(jù)學(xué)生的情況吸收各版本教材的優(yōu)點(diǎn)，將更有利于教學(xué)的組織，有利于學(xué)生突破加速度這一個(gè)學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：五版本；教材；加速度；邏輯

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）3-0078-3

加速度是高中物理中非常重要的物理概念，同時(shí)，加速度也是物理學(xué)上非常抽象的概念，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)非常困難。加速度是物理教學(xué)的重點(diǎn)，更是難點(diǎn)。是否能夠準(zhǔn)確理解加速度及其物理意義對(duì)學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)影響非常大，可以說(shuō)加速度是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的分水嶺，不理解加速度的學(xué)生不可能完成后續(xù)的物理學(xué)習(xí)任務(wù)。對(duì)于這樣一個(gè)教學(xué)重難點(diǎn)，研究五版本教材的編寫，根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況綜合個(gè)版本教材的優(yōu)點(diǎn)，有取舍地組織課堂教學(xué)活動(dòng)，循序漸進(jìn)，有效突破難點(diǎn)，以期達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

1 內(nèi)容對(duì)比

五個(gè)版本教材在《加速度》的編寫上所占的標(biāo)題、篇幅、內(nèi)容、例題、習(xí)題等方面都不同，具體如下表所示（表1）。

從標(biāo)題可以看出，“魯科版”把加速度和速度放在一起編為一節(jié)，其余四版本都單獨(dú)成一節(jié)。由此可認(rèn)為“人教版”“粵教”“滬科”“教科”等相對(duì)于“魯科版”更重視加速度在物理學(xué)中的地位。從學(xué)習(xí)內(nèi)容上來(lái)看“魯科版”最少，“滬科版”含量最大。“魯科版”只學(xué)習(xí)加速度的定義及加速度定義式的計(jì)算，而“滬科版”除了學(xué)習(xí)加速度，還要學(xué)習(xí)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度、v-t圖像、用DIS測(cè)量加速度，容量十分大。除了“滬科版”還有“教科版”和“人教版”都在加速度的編排中涉及到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像?！盎浗贪妗痹诩铀俣戎?，要求學(xué)生學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念和特征。

教學(xué)建議：加速度的教學(xué)必須要每個(gè)學(xué)生都達(dá)標(biāo)，否則后面的教學(xué)將會(huì)困難重重。若教學(xué)內(nèi)容過(guò)多、容量過(guò)大，教學(xué)效果勢(shì)必受到影響。如果像“滬科版”包含了加速度、加速度的測(cè)量、從勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像求加速度等，雖然在編排上給人感覺(jué)很完整，跟加速度有關(guān)的都放在一起，很系統(tǒng)。但是，教學(xué)中卻又不得不拆成若干課時(shí)來(lái)完成。如果把本章中有關(guān)加速度、加速度的測(cè)量、圖像等章節(jié)加起來(lái)的話，其實(shí)“滬科版”并非筆墨最多?！盎浗贪妗边@部分內(nèi)容加起來(lái)超過(guò)12頁(yè)，是“滬科版”的兩倍。建議針對(duì)加速度的教學(xué)，內(nèi)容不要太廣，但要夠深刻，切記貪多求全造成泛泛而談。通過(guò)實(shí)驗(yàn)求加速度是高中物理中重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，建議單獨(dú)成一節(jié)；速度也是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)單獨(dú)成一節(jié)；圖像對(duì)培養(yǎng)學(xué)生獲取信息和處理信息的能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力都有十分重要的幫助，更應(yīng)該單獨(dú)為一節(jié)課。

2 新課導(dǎo)入對(duì)比分析

五個(gè)版本在新課導(dǎo)入部分都列舉了緊密聯(lián)系生活的實(shí)例，通過(guò)對(duì)比分析提出問(wèn)題：物體的速度會(huì)變化，且變化情況不盡相同，所以需要引入新的物理量，從而導(dǎo)入新課。

“人教版”：小汽車和火車加速對(duì)比；

“粵教版”：籃球在空中運(yùn)動(dòng)、汽車啟動(dòng)和剎車、電梯升降過(guò)程中的加速和減速、步行、跑步時(shí)快時(shí)慢等；

“滬科版”：跑車和普通家用轎車加速對(duì)比；

“魯科版”：飛機(jī)起飛、火車啟動(dòng)；

“教科版”：萬(wàn)噸貨輪起航、火箭發(fā)射、蜻蜓停下、急剎車。

五版本都通過(guò)緊密聯(lián)系生活的豐富素材，導(dǎo)入新課，這有利于幫助學(xué)生理解加速度和建立加速度的意義。加速度是物理學(xué)中非常抽象的物理概念，學(xué)生學(xué)習(xí)有困難，且很多學(xué)生會(huì)望文生義理解為：“加速度就是增加出來(lái)的速度”，“只有加速運(yùn)動(dòng)中才有加速度，減速運(yùn)動(dòng)的物體具有減速度”等。要破除學(xué)生的這些錯(cuò)誤前概念和想當(dāng)然的認(rèn)識(shí)，他們才能更好地建立加速度的物理概念。筆者認(rèn)為，應(yīng)該在導(dǎo)入新課時(shí)列舉的例子中既有加速運(yùn)動(dòng)也有減速運(yùn)動(dòng)為好。這一點(diǎn)上，“粵教版”“魯科版”“教科版”處理得比較好，尤其是“教科版”還給每個(gè)例子配上精美的圖片。

教學(xué)建議：通過(guò)豐富的素材讓學(xué)生感受到速度的變化、速度變化的快慢相同。素材應(yīng)貼近于學(xué)生實(shí)際生活，有利于喚醒學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，有利于拉近物理與生活的距離。教師呈現(xiàn)的例子最好是視頻、圖片等可視化的素材，既有加速運(yùn)動(dòng)又有減速運(yùn)動(dòng)。

3 加速度的方向確定

五個(gè)版本關(guān)于加速度方向的表述如下：

“人教版”：“加速度方向與速度變化量的方向相同；確定了速度變化量的方向就確定了加速度的方向。”[1]

“粵教版”：“加速度也有方向。” [2]

“滬科版”：“加速度跟速度一樣，不僅有大小，而且有方向。加速度的方向始終跟物體運(yùn)動(dòng)速度變化（vt-v0）相同。”[3]

“魯科版”：“加速度不但有大小，而且有方向，是矢量。”[4]

“教科版”：“加速度也是矢量，它不僅有大小而且有方向。”[5]

加速度的方向十分抽象，不易理解。加速度的方向以及在直線運(yùn)動(dòng)中加速度與速度方向的關(guān)系是教學(xué)中應(yīng)該突破的一個(gè)難點(diǎn)，應(yīng)該在教材中有明確的表述?！盎浗贪妗焙汀棒斂瓢妗?，只說(shuō)了加速度有方向，但是如何確定加速度的方向卻沒(méi)有提及?！叭私贪妗焙汀敖炭瓢妗辈粌H指明了確定加速度方向的一般方法：而且還討論了在直線運(yùn)動(dòng)中加速度方向與速度方向的關(guān)系，并以畫圖輔助學(xué)生理解。

教學(xué)建議：加速度的方向是教學(xué)的重難點(diǎn)，建議初學(xué)時(shí)只討論單向直線運(yùn)動(dòng)，并采用圖示法，讓學(xué)生先明白速度變化的方向，然后由加速度的定義式分析得到加速度與速度變化同向。針對(duì)不同運(yùn)動(dòng)找到的方向是教學(xué)的關(guān)鍵，是學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)容易“卡殼”的地方。

4 加速度的物理意義

加速度的物理意義也是本節(jié)的重要內(nèi)容。五個(gè)版本的教材都在構(gòu)建加速度時(shí)，闡明了加速度的物理意義?！叭私贪妗薄盎浗贪妗薄皽瓢妗笔窃谛抡n導(dǎo)入舉例之后過(guò)渡時(shí)，表述引入加速度的目的，即加速度的物理意義；“教科版”是在定義加速度時(shí)表述的；而“魯科版”則是在定義加速度之后才說(shuō)明加速度的物理意義的。五個(gè)版本關(guān)于加速度的表述如下：

“人教版”：“為了描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化的的快慢這一特征，我們引入加速度的概念”。

“粵教版”：“物體速度變化有快有慢，速度變化的大小并不能描述物體速度變化的快慢。我們需要一個(gè)新的物理量——加速度來(lái)描述速度變化的快慢?！薄凹铀僭酱?，物體速度的改變?cè)娇??！?/p>

“滬科版”：“為了描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢，需要引入一個(gè)新的物理概念——加速度?！?/p>

“魯科版”：“建立加速度的概念，就可以用加速度來(lái)描述物體速度變化的快慢?！?/p>

“教科版”：“物理學(xué)中，用速度的改變量Δv與發(fā)生這一改變所用時(shí)間Δt的比值定量地描述物體速度變化的快慢?！?/p>

從以上表述可以看出，五個(gè)版本的教材都認(rèn)為加速度的物理意義是：描述物體運(yùn)動(dòng)速度變化的快慢?！盎浗贪妗眲t在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步指明加速度是如何來(lái)描述物體速度變化的快慢，即“加速度越大，物體速度變化得越快。”雖然“粵教版”對(duì)加速的物理意義做了“怎樣描述”的深入討論，然而還是有缺陷。加速度是矢量，其大小描述的是速度變化的快慢，方向又代表什么意義呢？加速度的方向描述的是速度變化的方向，嚴(yán)格地講加速度的物理意義應(yīng)該是：描述運(yùn)動(dòng)物體速度變化快慢及方向。

教學(xué)建議：

對(duì)加速度的物理意義做兩點(diǎn)深化：

第一，加速度描述運(yùn)動(dòng)物體速度變化快慢及方向，而不僅僅是速度變化的快慢；

第二，加速度是如何描述速度變化快慢的，即加速度越大速度變化越快，加速度的方向就是速度變化的方向。

5 循序漸進(jìn)才能有效突破

加速度這一概念過(guò)于抽象，是初學(xué)物理者最難理解的概念之一。其名稱——加速度容易讓人錯(cuò)誤理解為“增加的速度”等。熊志全老師在《物理原來(lái)不能這樣考》一書中認(rèn)為，中國(guó)的學(xué)生很難理解加速度的一個(gè)重要原因就是加速度的名稱不對(duì)，“中國(guó)學(xué)生對(duì)加速度和速度的概念理解費(fèi)力，其實(shí)一個(gè)重要的原因就是我國(guó)的先哲們不應(yīng)該將‘a(chǎn)cceleration’翻譯成‘加速度’，君不見加速度（acceleration）的英文單詞根本不是速度（velocity）這個(gè)單詞加一個(gè)前綴復(fù)合的！”[7]熊志全老師還建議取一個(gè)合理的中文名稱取代加速度。為此，對(duì)于加速度的教學(xué)建議先不要提出加速度這一概念，分如下幾個(gè)步驟完成，循序漸進(jìn)完成。

首先，帶領(lǐng)學(xué)生分析導(dǎo)入新課的例子，找出速度變化的幾種情況：大小不變，方向變化；大小變化，方向不變；大小方向都變化。

第二，以直線運(yùn)動(dòng)為例子，通過(guò)圖示法，帶領(lǐng)學(xué)生分析速度變化大小Δv的計(jì)算及其方向。

第三，提出要描述速度變化快慢，就要看速度在單位時(shí)間內(nèi)的變化量，提出速度的變化率，確定速度變化率的方向，并結(jié)合實(shí)例計(jì)算速度的變化率。為了幫助學(xué)生理解變化率，建議列舉生活中一些變化率的例子，比如：小孩身高的增加、銀行存款改變等。

第四，指出速度變化率就是加速度，正式提出加速度這一概念。

第五，待學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓第二定律后，再比較加速度的定義式a=與決定式F=ma，對(duì)比中讓學(xué)生明白合外力和質(zhì)量、加速度、速度變化、時(shí)間這些物理量之間的因果關(guān)系：物體獲得的加速度由其所受的合外力和自身質(zhì)量決定，而自身獲得的加速度和經(jīng)歷的時(shí)間又決定了速度的變化（Δv=vt-v0=at）。這樣，學(xué)生出現(xiàn)“速度變化越大的物體加速度越大”，“加速度與速度變化成正比，與時(shí)間成反比”等錯(cuò)誤的概率會(huì)減少很多。

參考文獻(xiàn)：

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[3]束炳如，何潤(rùn)東.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理1[M].上海：上?？萍冀逃霭嫔?，2011：37—42.

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[5]陳熙謀，吳祖仁.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理1[M].北京：教育科學(xué)出版社，2005：15—19.

[6]熊志權(quán).物理原來(lái)不能這樣考[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2012：86.

（欄目編輯 鄧 磊）