摘要比较人教版、苏科版和上教版三个版本教材对“速度”概念的不同描述，剖析各版本教材编撰的特性。从小学“速度”的教学要求出发，剖析中学生在初小学阶段对速率概念认知的发展，明晰中学“速度”的内涵，提出中学“速度”的教学策略。
关键词不同版本速率认知发展初小学衔接教学策略
一、三种版本教材“速度”描述的比较
1.三种版本教材“速度”的描述
（1）人教版教材[1]中速率描述
人教版教材使用比值定义法定义速率，给出速率估算公式和速率的化学意义，没有将速率的定义限定于直线运动。
（2）苏科版教材[2]中速率描述
苏科版教材给出了速率的化学意义和估算公式，没有使用比值定义法定义速率，也没有将速率的定义限定于直线运动。
（3）上教版教材[3]中速率的概念出现在“匀速直线运动”中
上教版教材给出速率估算公式和速率的化学意义，将速率的定义限定于直线运动。比值定义法的思想彰显不显著。
2.三种版本教材“速度”的描述差别
比较上述三种教材，它们的主要差别有两点：
（1）是否使用比值定义法定义速率；
（2）是否将速率的定义限定于直线运动。
同一个概念，不同版本教材描述为何会出现上述两点差异呢？这是由速率这个概念的特殊性所决定的。速率是中学生唯一历经中学、高中和学院三个学段学习的一个“特殊”概念，随着学习的深入，中学生对它的认识逐步加深和增强。中学“速度”作为一个过渡性概念初中物理公式及概念，不同版本教材编者对它的理解与认识的不同，造成描述方法出现差别。
二、从小学“速度”看中学“速度”
1.中学对速率的认识
在中学，与速率直接相关的数学量有四个：平均速率、瞬时速率、平均速度和瞬时速度。它们的定义如表1所示。
中学生步入中学学习时，在直线运动中，用位移定义速率，认识其矢量性，产生平均速率的认识。再用极限或微分的物理方式将平均速率发展成瞬时速率。
2.对中学“速度”的认识
（1）中学“速度”的内涵
高中“速度”是一个过渡性概念，它将发展成中学的平均速率。从小学到初中，中学生对速率概念认知的发展过程如图4所示。
中学生在中学“速度”的认识基础上，融入矢量性的知识后，用位移定义速率，将小学速率发展成中学的平均速率。所以，表1中小学的四个“速度”中与高中速率直接对接的是平均速率，即小学速率是中学平均速率的“前身”。
为此，小学速率应当是中学平均速率中除矢量性外的其他内容，即小学速率就是中学平均速率的大小。
（2）将中学“速度”的定义限定于直线运动
须要注意的是，在表1中，质点的路程s与经过这一段路程所用时间t的比值，即vs=，定义的是平均速度。当质点沿曲线运动时，位移大小大于路程，其平均速度小于平均速率的大小，这时平均速度不等于平均速率的大小，它们的意义和结果都是不同的。
在中学，倘若不限定于直线运动，直接用“路程与时间的比值”来定义速率，这些定义形式定义的是平均速度，而不是平均速率的大小。假如再将这一定义应用在曲线运动中，尽管教学时不向中学生提到平均速度的概念，但这时在中学生的潜意识中，她们对速率的定义所产生的是小学平均速度的认识，她们会在无意识上将中学速率定位成中学的平均速度，后续学习上将自然地将其发展成平均速度。这样的发展轨迹偏离中学速率的发展方向。而将中学速率的定义及应用都限定在直线运动中，就可防止中学生对中学速率的认识形成上述误差。
尽管中学教学中我们不要求中学生分辨平均速率的大小与平均速度的不同，但有一点是肯定的，中学速率作为一个过渡性概念，我们给中学生的定义虽然是阶段性的，也必须是严谨的，不能让中学生在潜意识中产生偏离发展方向的、错误的认识。
因而，在中学定义速率时，应将其定义限定于直线运动。上教版教材（图3）中在定义速率时加上“直线运动”的限制条件，正是基于这样的考虑。
三、三种版本教材速率描写的剖析
人教版教材（图1）中，突出比值定义法的思想，但叙述过分简单，未将速率的定义限定于直线运动。假如班主任在教学中处理不当，中学生容易将概念定位成中学的平均速度，不利于中学阶段的教学。这样的描写可能使中学中学生在潜意识中对速率概念的建立“偏离正道”。
尽管人教版教材在定义速率时，没有加上直线运动的条件，但在本章教材的小结“学到了哪些”[1]中又将速率的定义限定于直线运动，如图5所示。
很其实，该处对速率定义时，编者考虑了中学速率将来的发展方向，这样的定义更严谨、更科学、更规范，既彰显比值定义法的思想，又防止中学生认识上的差错。
在教学实践中，常常有中学生将图1与图5比较后，对图5中为何加上“直线运动”的条件提出疑惑。因而，教材编撰时，与其千呼万唤始下来，不如在图1中对速率定义时直接加上“在直线运动中”的限定条件，使教材描述前后一致。
苏科版教材（图2）中，描述比较慎重，为防止将中学生带入平均速度的误区，没有用比值定义法对速率进行定义，也就无法彰显速率的比值定义法的思想。教材中只将v=说成速率的估算公式，会使中学生对其认识仍只逗留于中学语文的认知水平，没有从数学量的角度来研究速率，无法彰显数学概念的教学要求。这样的描写会造成小学中学生对速率概念的建立“短了一截”。
在2012年改版时，除速率外，教材中其他用比值定义法定义的数学量都使用比值定义法，惟独速率是个例外，可能编者的意图是为防止中学生将“初中速率”定位成中学的平均速度。
上教版教材（图3）中，将速率的定义限定于直线运动，可防止中学生将其应用到曲线运动中去，因而防止中学生将概念定位成平均速度，概念的描写相对合理，这样的安排充分考虑到概念的后续发展，严谨规范。只是教材中，比值定义法思想彰显不显著，致使中学生对速率概念的建立因教材描写的“羞羞答答”而“缺了一角”。
四、优化中学“速度”教学的策略
1.突出比值定义，展现思想方式
比值定义法是化学学中定义导入化学量的一种方式。速率是中学中学生接触的第一个用比值定义法定义的化学量。中学教学应有别于中学语文和生活中的认识，要让中学生从科学规范定义的角度对其产生科学的认知。因而，中学数学教学中应采用比值定义法定义速率，让中学生明晰v=是速率的定义式，而不只是高中物理中的估算公式，彰显比值定义法定义化学量的思想。
按照导入化学量的定义要求[4]，中学“速度”的定义为：速率是表示物体运动快慢的化学量（定性定义），在直线运动中其大小等于物体通过的路程s跟通过这一路程所用时间t的比值（定量定义）。依其定量定义可得出速率的定义式为：v=。
2.限定直线运动，防止误入邪路
由前文剖析已知，中学速率是中学平均速率的大小，则定义式中v=的路程s就必须等于位移的大小。假如物体做曲线运动，其路程小于位移的大小，v=定义的就不是平均速率大小，而是平均速度，这与中学速率发展方向是不一致的。因而，在定义中学速率时，加上物体沿直线运动的限定条件，其位移大小才等于路程，中学速率才是中学平均速率的大小。
中学教学中也不要将速率的定义应用于曲线运动，这种问题在中学会用平均速度和线速率的概念进行研究和剖析。中学中学生对速率知识的认知不完备，她们不具备解决曲线运动问题所需的知识，假如中学教学时往前跨出一步，让中学生将其运用于曲线运动，她们通过自身的思维对概念进行自我建构，将小学速率定位成平均速度，产生错误的认识，不利于中学“速度”概念的构建。
3.理解两种“速度”，利于初小学衔接
“速度”与“平均速率”是小学中学生在本章学习中遇见的两个概念，三种版本的教材都在无意间将它们进行了“割裂”，使中学生误以为它们是两种完全不同的“速度”。上教版和人教版教材尤为显著。上教版教材分别在两种运动中给出两种速率，互不关联，彼此独立。人教版教材的本章小结“学到了哪些”[1]中在匀速直线运动中定义速率（如图5所示）后，却又另起一行：“在变速运动中，常用平均速率简略描述运动的快慢”，这也许在暗示中学生，速率与平均速率是有区别的，它们只能分别运用在各自对应的运动中。平常教学实践中我们也发觉，不少中学生误认为此处的平均速率与此前的速率是两个概念，因而错误地觉得速率是拿来描述匀速直线运动，平均速率只是拿来描述变速直线运动，它们是有区别的。
为使中学生全面正确认识两种“速度”，有利于中学“速度”的发展，在给出平均速度概念后，按以下三个步骤展开教学。
第一步，统一两种“速度”
教学中在平均速率的概念出现后，我们要回过头来让中学生重新认识速率的定义，使她们认识到不管“匀速”还是“变速”直线运动中，所定义的都是平均速率，晓得速率与平均速率不是两个不同的概念，在小学它们是一致的，此前速率定义的就是平均速率。
第二步，比较两种运动
匀速直线运动中的平均速率与时间选择无关，变速直线运动中的平均速率与时间选择有关。教学中要让中学生认识到这一点，并通过对两种运动中平均速率的比较，加深对平均速率的理解。
本片段教学可利用人教版教材中图1.3-3[1]（如图6所示）。
先让中学生估算图6中两种运动每一段的平均速率和全程的平均速率，估算结果如表2。
再引导中学生剖析比较表2两种运动中每一段的平均速率和全程的平均速率的大小，得出以下推论：（1）匀速直线运动中每段的平均速率与全程平均速率相同；（2）变速直线运动中每段平均速率通常不相同；变速直线运动全程平均速率与每段平均速率通常不相同。
最后，通过中学生讨论，产生以下认识：（1）匀速直线运动中平均速率与所选时间无关；（2）变速直线运动中平均速率与所选时间有关，只能简略描述物体运动的快慢。
第三步，留下发展空间
在变速直线运动中，提出以下两个问题讨论：
（1）全程与各段的平均速率相比，哪种方法估算的平均速率描述变速运动的快慢更确切？
（2）要使描述车辆运动快慢更确切一点，估算平均速率的时间应怎样选定？
通过中学生讨论初中物理公式及概念，得出估算平均速率时所选定的时间越短，平均速率描述变速物体运动快慢越确切的推论。中学生在此基础上自然会形成新的疑惑：估算平均速率时怎么能够使时间取得更短呢？这就为小学瞬时速率的教学留下思维的悬念、留下思索的空间，迸发中学生形成后续学习的兴趣与欲望。
综上所述，在中学“速度”的教学中应充分考虑概念在初小学的衔接，从利于中学生对概念认知的发展方面来设计教学。用比值定义法的思想定义速率，使中学生认识到化学量与生活（或中学语文）中的“速度”的不同；不突破直线运动的范围，防止小学中学生潜意识上将其划分成中学的“平均速度”；认识定义的是平均速率，其描述的确切程度依赖于时间t的选定，为中学平均速率发展成瞬时速率的教学留下伏笔。
参考文献
[1]彭前程.义务教育教科书化学八年级下册[M].南京：人民教育出版社，2012.
[2]刘炳升，李容.义务教育教科书化学八年级下册[M].北京：山东科技出版社，2012.
[3]张越，徐在新.九年义务教育课本化学八年级第一学期（试用）[M].北京：北京教育出版社，2006.
[4]杨广佚.探讨化学量的定义方式[J].大众科技，2010（3）.