旨在践行物理核心素养的《速度变化的快慢加速度》教学设计

旨在践行物理核心素养的?速度变化的快慢加速度?教学设计摘要：从光电门、传感器的课堂实验探究入手，以典型生活实例为背景，综合运用观察、比较和分类、推理、分析与综合、归纳分析等多种常规和非常规物理科学方法，将“加速度这一非常抽象的物理概念以及其深奥的物理意义直观化、生活化、简洁化，旨在深度培养学生物理学科思维方式和科学探究能力以及严谨、求真、求实的科学态度，提升学生的物理科学素养.关键词：速度变化快慢；加速度；探究；物理科学方法；物理核心素养1教学过程11实验探究：寻找匀变速运动中的“不变量实验装置：金属倾斜轨道、挡光片、光电门、小车；多媒体教学设备实物投影、笔记本电脑、白板、三角板.实验原理：猜想猜想、亲自操作实验，找到了不变量，证明了猜想的正确性.他们一定特别想知道这个不变量是什么，有什么意义，这就大大激发了他们求知的热情和积极性.只有这种在科学家思想引领下的科学探究的真过程，让学生模仿科学家的工作方式来思考问题、研究问题，才是真正的科学探究的过程.12理论探究：匀变速运动中的不变量“加速度的物理意义121通过图表的比较，感受“不变量的物理意义对典型物理情境进行精细分析和类比相结合，层层设问，逐步引导学生进行思考.在速度不同的变化过程中，各自都在受自身的“不变量制约而以相同方式变化着，既培养学生观察事物和区分事物的能力，也通过比较三个“不变量的大小关系，使学生初步体会到这个“不变量可以描述速度变化的快慢，让他们学会在比较中找到真知的物理科学方法.122通过图象的类比，得到加速度的物理意义两种图象类比：xt图象：图线的斜率为x/t，即速度v的物理意义表示质点运动的快慢，即位置变化的“快慢；vt图象：通过图线可以看出，每秒速度增加相同的量：斜率就是一直追寻的“不变量加速度.通过与最简单、最熟悉的匀速运动图象进行类比，经过综合分析、逻辑推理和大胆猜想比较速度图表渗透“不变量的物理意义到两种运动图象的类比推理得出“加速度的物理意义.这种由浅入深、由抽象到具体、由感性到理性的认识过程，为刚刚进入高中阶段的学习提供了模板式的认知思路和方法.经过这种历练，把抽象的物理概念直观化了，并且可以在头脑中建立加速度的概念和物理情境，而不是所谓的“记住概念.123通过探究相似物理量大小的区别，深刻理解加速度的物理意义速度v、速度变化量v、速度变化率v/t的区别.例1一辆汽车从静止开始启动，经过20s后，速度变为200m/s，这辆车的速度变化量是多少？加速度是多少？例2一辆汽车做直线运动，经过20s速度有40m/s减小到20m/s，这辆车的速度变化量是多少？加速度是多少？例3小球以v1=3m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁经t=001s后，以v2=2m/s的速度沿同一直线反向弹回.小球在这001s内的速度变化量是多少？加速度是多少？通过表2，罗列出学生熟悉的汽车、小球的运动情境，把三个相似物理量之间比较的理论知识直观化、生活化.学生经过亲自运算，应用这些数据针对设定的不同问题，进行分类比较，让他们在自己营造的熟悉环境和情境里进行探究，既可以清楚地区分各物理量之间的不同含义，也让他们最大限度地充分体验探究的过程，体会探究的形式、探究的方法充分尊重事实，依据亲自运算的结果观察、分析、比较刚刚学了矢量和矢量运算的根底上，运用矢量图将易混淆、懵懂、错误认识的问题迎刃而解.不仅对力的合成和分解打下坚实的根底，也让学生对矢量的认识更加深刻，更感兴趣了.125从vt图象“看加速度，加深对其物理意义的理解加速度“藏在哪里呢？经历一系列探究过程后，又回到起点，让学生根据亲自运算的数据建立图象，找到加速度图线的“斜率.通过倾斜程度的比较，学生再次直观感受加速度，进一步理解其物理意义.整个过程让学生一直处在亲历亲为的探究过程中，深刻体会图象在研究物理问题中的作用，培养他们应用数学手段解决物理问题的能力和良好的科学素养.126在自身感觉中体会加速度游客乘坐各种游乐设施经历的刺激运动中，各种超级夸张、搞笑的表情，把抽象的物理概念“加速度完全写在了游客的脸上，既有很强的娱乐效果，也让学生强烈地感受到加速度是真实存在的.学生哈哈大笑之后，便会意识到物理存在于生活的每个角落，衣食住行都离不开物理，即“物理来源于生活，又效劳生活，增强了他们热爱生活的热情和学习物理的积极性.127介绍“加加速度，深刻理解加速度物理意义加加速度的物理意义是描述物体运动加速度变化的快慢，多应用在军事领域.通过加速度与加加速度的类比，旨在帮助学生通过类比方说明在物理学中，有一种特别难理解的物理量“比值定义的物理量，比方速度、加速度、电场强度、电容、磁感应强度、感应电动势等等.“难的原因是这类物理量是由两个比较猜想，利用生活中的斜面，由学生亲自操作进行实验探究，找到“不变量；然后在教师引导下，学生通过例题表格中多组实验数据的比较、物理图象的类比、矢量图的静、动态分析、借助于生活实例区分相似物理量的多种角度的结合，适时的运用观察法、比较法、抽象思维法、综合分析法等物理科学方法，由浅入深、由远及近、由感性到理性、由抽象到直观把“不变量升华为“速度变化的快慢，逐步理解加速度的物理意义.在探究的过程中教师适时启发和点拨指导，让学生“像科学家一样思考，培养学生热爱生活、学会观察生活的品质，提升了学生的科学思维能力和科学探究能力.参考文献：【1】张宪魁，物理科学方法教育M.青岛：青岛海洋大学出版社，1996：【2】陶昌宏，探究性教学的“魂独立的思考探索的实践J.物理教师，20212：1.【3】人民教育出版社课程教材研究中心，普通高中课程标准实验教科书必修1M.北京：人民教育出版社，2021.