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基于核心素养的教学设计速度变化快慢的描述—加速度

一、教材分析与学情研判

加速度是高中物理必修课程中极为关键的概念，它不仅是对运动学知识体系的深化与拓展，更是连接运动学与动力学的桥梁。从教材编排来看，本节内容承接了质点、位移、速度等基本概念，通过对生活中常见的速度变化现象的分析，引导学生建立加速度的概念，为后续学习牛顿运动定律、曲线运动乃至电磁学中的运动问题奠定坚实基础。

从学情角度而言，学生在初中阶段已对速度有了初步认识，能够理解物体运动的快慢。进入高中后，他们的抽象思维能力和逻辑推理能力正处于发展阶段，但对变化率这一抽象概念的理解仍存在困难。学生容易将速度大与速度变化快相混淆，也难以理解速度为零时加速度不为零的情况。因此，教学过程中需注重从学生已有经验出发，通过创设情境、问题驱动、实验探究等方式，引导学生逐步跨越思维障碍，实现从速度到加速度的认知跃迁。

二、教学目标的确立——核心素养的具象化

（一）物理观念

1.通过对具体运动实例的分析，使学生初步形成加速度的概念，理解加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。

2.引导学生掌握加速度的定义式和单位，能够运用定义式进行简单的计算。

3.帮助学生理解加速度的矢量性，知道加速度的方向与速度变化量的方向一致，在直线运动中能判断加速度方向与速度方向的关系（同向加速，反向减速）。

（二）科学思维

1.通过类比速度概念的建立过程，引导学生运用比值定义法构建加速度的概念，体会科学概念建立的逻辑性和严谨性。

2.通过对不同运动过程中速度变化的分析与比较，培养学生运用分析、比较、归纳等科学思维方法解决问题的能力。

3.引导学生辨析速度、速度的变化量与加速度的区别和联系，培养学生的批判性思维和逻辑辨析能力。

（三）科学探究与创新

1.创设丰富的问题情境，鼓励学生主动观察、思考，提出关于速度变化快慢的问题，并尝试设计简单的方案进行比较和判断。

2.引导学生参与数据处理和分析过程，从具体数据中归纳出加速度的定义，体验科学探究的基本过程。

3.鼓励学生结合生活实际，举例说明加速度的存在及其意义，激发其探究兴趣和创新意识。

（四）科学态度与责任

1.通过对汽车启动、刹车，运动员起跑等生活实例的分析，使学生认识到物理知识源于生活，应用于生活，体会物理学的实用价值。

2.在概念的建立和辨析过程中，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。

3.通过对交通安全等相关问题的讨论，渗透珍爱生命、遵守规则的社会责任教育。

三、教学重点与难点剖析

教学重点：加速度的概念及其物理意义；加速度的定义式和单位；加速度的矢量性。

教学难点：加速度矢量性的理解，尤其是加速度方向与速度方向、速度变化量方向的关系；加速度与速度、速度变化量的区别与联系。学生在初次接触时，极易将速度大等同于速度变化快，或将速度变化量大等同于速度变化快，需要通过多层次的辨析和实例分析加以突破。

四、教学方法与教学准备

教学方法：情境激学法、问题驱动法、类比迁移法、讨论探究法、多媒体辅助教学法。注重启发式教学，引导学生主动建构知识。

教学准备：多媒体课件（包含图片、视频片段，如跑车与普通轿车启动对比、高铁加速与进站、运动员起跑与冲刺等）、打点计时器（或频闪照片模拟软件）、小车、斜面、纸带等（用于后续实验探究铺垫或课堂演示）。

五、教学过程设计

（一）创设情境，引入新课——激发认知冲突

情境1：展示两组常见的运动场景视频或图片：

*A.静止的小轿车在3秒内速度达到约10m/s（约36km/h）。

*B.静止的高铁列车在30秒内速度达到约100m/s（约360km/h）。

引导学生思考：两车都在加速，它们的运动有何不同？哪一个速度增加得更快？如何比较？

情境2：再给出两组数据：

*C.某自行车在2秒内速度从0增加到8m/s。

*D.某运动员在0.5秒内速度从0增加到5m/s。

进一步提问：自行车和运动员，谁的速度变化得更快？你是如何判断的？

通过对以上情境的讨论，学生初步意识到，仅用速度大或速度变化量大无法准确描述物体速度变化的快慢，从而引出建立一个新的物理量来描述速度变化快慢的必要性，激发学生的求知欲。

（二）概念建构，深化理解——科学思维的培养

1.类比迁移，初探定义

引导学生回顾：我们如何描述物体位置变化的快慢？（速度，v=Δx/Δt）。

启发思考：那么，我们应该如何描述物体速度变化的快慢呢？

学生可能会提出用速度的变化量除以所用时间来比较。

肯定学生的思路，指出这正是物理学中描述速度变化快慢的方法，从而引出加速度的定义：速度的变化量Δv与发生这个变化所用时间Δt的比值，叫做加速度。

2.定义辨析，明确意义

给出加速度的定义式：a=Δv/Δt。

其中，Δv=vsu