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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?教學設計
摘要：從光電門、傳感器的課堂實驗探究入手，以典型生活實例為背景，綜合運用觀察、比較和分類、推理、分析與綜合、歸納分析等多種常規(guī)和非常規(guī)物理科學方法，將“加速度〞這一非常抽象的物理概念以及其深奧的物理意義直觀化、生活化、簡潔化，旨在深度培養(yǎng)學生物理學科思維方式和科學探究能力以及嚴謹、求真、求實的科學態(tài)度，提升學生的物理科學素養(yǎng).關鍵詞：速度變化快慢；加速度；探究；物理科學方法；物理核心素養(yǎng)1教學過程11實驗探究：尋找勻變速運動中的“不變量〞實驗裝置：金屬傾斜軌道、擋光片、光電門、小車；多媒體教學設備〔實物投影、筆記本電腦、白板〕、三角板.
2、實驗原理：猜想猜想、親自操作實驗，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.只有這種在科學家思想引領下的科學探究的真過程，讓學生模仿科學家的工作方式來思考問題、研究問題，才是真正的科學探究的過程.12理論探究：勻變速運動中的不變量——“加速度〞的物理意義121通過圖表的比較，感受“不變量〞的物理意義對典型物理情境進行精細分析和類比相結合，層層設問，逐步引導學生進行思考.在速度不同的變化過程中，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)學生觀察事物和區(qū)分事物的能力，也通過比較三個“不變量〞的大小關系，使學
3、生初步體會到這個“不變量〞可以描述速度變化的快慢，讓他們學會在比較中找到真知的物理科學方法.122通過圖象的類比，得到加速度的物理意義兩種圖象類比：x—t圖象：圖線的斜率為Δx/Δt，即速度v的物理意義表示質點運動的快慢，即位置變化的“快慢〞；v—t圖象：通過圖線可以看出，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.通過與最簡單、最熟悉的勻速運動圖象進行類比，經(jīng)過綜合分析、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動圖象的類比推理得出“加速度〞的物理意義.這種由淺入深、由抽象到具體、由感性到理性的認識過程，為剛剛進入高中階段的學習提供了模板式的認知思路和方
4、法.經(jīng)過這種歷練，把抽象的物理概念直觀化了，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1一輛汽車從靜止開始啟動，經(jīng)過20s后，速度變?yōu)?00m/s，這輛車的速度變化量是多少？加速度是多少？例2一輛汽車做直線運動，經(jīng)過20s速度有40m/s減小到20m/s，這輛車的速度變化量是多少？加速度是多少？例3小球以v1=3m/s的速度水平向右運動，碰到墻壁經(jīng)〔Δt=001s后，以v2=2m/s的速度沿同一直線反向彈回.小球在這001s內的速度變化量是多少？加速度是
5、多少？通過表2，羅列出學生熟悉的汽車、小球的運動情境，把三個相似物理量之間比較的理論知識直觀化、生活化.學生經(jīng)過親自運算，應用這些數(shù)據(jù)針對設定的不同問題，進行分類比較，讓他們在自己營造的熟悉環(huán)境和情境里進行探究，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探究的過程，體會探究的形式、探究的方法充分尊重事實，依據(jù)親自運算的結果觀察、分析、比較剛剛學了矢量和矢量運算的根底上，運用矢量圖將易混淆、懵懂、錯誤認識的問題迎刃而解.不僅對力的合成和分解打下堅實的根底，也讓學生對矢量的認識更加深刻，更感興趣了.125從v—t圖象“看〞加速度，加深對其物理意義的理解加速度“藏〞在哪里呢？
6、經(jīng)歷一系列探究過程后，又回到起點，讓學生根據(jù)親自運算的數(shù)據(jù)建立圖象，找到加速度——圖線的“斜率〞.通過傾斜程度的比較，學生再次直觀感受加速度，進一步理解其物理意義.整個過程讓學生一直處在親歷親為的探究過程中，深刻體會圖象在研究物理問題中的作用，培養(yǎng)他們應用數(shù)學手段解決物理問題的能力和良好的科學素養(yǎng).126在自身感覺中體會加速度游客乘坐各種游樂設施經(jīng)歷的刺激運動中，各種超級夸張、搞笑的表情，把抽象的物理概念“加速度〞完全寫在了游客的臉上，既有很強的娛樂效果，也讓學生強烈地感受到加速度是真實存在的.學生哈哈大笑之后，便會意識到物理存在于生活的每個角落，衣食住行都離不開物理，即“物理來源于生活，又效
7、勞生活〞，增強了他們熱愛生活的熱情和學習物理的積極性.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動加速度變化的快慢，多應用在軍事領域.通過加速度與加加速度的類比，旨在幫助學生通過類比方說明在物理學中，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、電場強度、電容、磁感應強度、感應電動勢等等.“難〞的原因是這類物理量是由兩個比較猜想，利用生活中的斜面，由學生親自操作進行實驗探究，找到“不變量〞；然后在教師引導下，學生通過例題表格中多組實驗數(shù)據(jù)的比較、物理圖象的類比、矢量圖的靜、動態(tài)分析、借助于生活實例區(qū)分相似物理量的多種角度的結合，適時的運用
8、觀察法、比較法、抽象思維法、綜合分析法等物理科學方法，由淺入深、由遠及近、由感性到理性、由抽象到直觀把“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.在探究的過程中教師適時啟發(fā)和點撥指導，讓學生“像科學家一樣思考〞，培養(yǎng)學生熱愛生活、學會觀察生活的品質，提升了學生的科學思維能力和科學探究能力.參考文獻：【1】張憲魁，物理科學方法教育[M].青島：青島海洋大學出版社，1996：【2】陶昌宏，探究性教學的“魂〞——獨立的思考探索的實踐[J].物理教師，2021〔2〕：1.【3】人民教育出版社課程教材研究中心，普通高中課程標準實驗教科書必修1[M].北京：人民教育出版社，2021.
旨在踐行物理核心素養(yǎng)的《速度變化的快慢加速度》教學設計
