高中生學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的困難成因與對(duì)策研究

王子豪

摘 要：“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”在高中物理的學(xué)習(xí)過程中是一個(gè)比較重要的課程，高中生會(huì)遇到很多困難，導(dǎo)致學(xué)生逐漸喪失對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣。為了更好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，必須要找出學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的困難所在，并進(jìn)行了深入的了解，有針對(duì)性的提出了相應(yīng)的對(duì)策，幫助高中學(xué)生更好的學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”。

關(guān)鍵詞：牛頓運(yùn)動(dòng)定律；困難成因；研究

在高中物理的學(xué)習(xí)過程中，“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”是邁不過去的一道坎，也是高中生在學(xué)習(xí)物理過程中最先接觸的力學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)的難度較大，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的影響也較大。“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”是力學(xué)的重要基礎(chǔ)，主要研究了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系，闡述了當(dāng)物體出現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，分析了產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因與力的數(shù)量之間的關(guān)系，為解決力和運(yùn)動(dòng)問題架設(shè)了一座橋梁。高中生在學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”時(shí)會(huì)遇到很多困難，如果不及時(shí)對(duì)學(xué)生遇到的這些困難進(jìn)行了解和分析，就不能幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)和認(rèn)知物理知識(shí)。本文通過對(duì)高中學(xué)生學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的困難及成因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的對(duì)策來解決困難。

一、高中學(xué)生學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的困難成因

1.前概念的干擾

前概念指的是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前所接觸到的一些物理學(xué)概念，前概念一般來源于生活經(jīng)驗(yàn)，而生活經(jīng)驗(yàn)所體現(xiàn)出來的物理現(xiàn)象往往是一些表面現(xiàn)象，不涉及到事物的本質(zhì)，所以從生活經(jīng)驗(yàn)中所得到的前概念往往表現(xiàn)是片面性的，有些甚至是錯(cuò)誤的，這些都會(huì)影響到學(xué)生學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”，形成學(xué)習(xí)的思維障礙。錯(cuò)誤前概念形成的成因主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）生活經(jīng)驗(yàn)。生活經(jīng)驗(yàn)的積累會(huì)對(duì)高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)產(chǎn)生影響，因?yàn)樗麄儠?huì)通過事物的表面現(xiàn)象來感知力學(xué)知識(shí)，一般情況下這種認(rèn)知是不全面的，甚至是錯(cuò)誤的。比如自由落體運(yùn)動(dòng)中，學(xué)生會(huì)認(rèn)為重量大的物體下落速度會(huì)更快，加速度也會(huì)更大。又比如當(dāng)學(xué)生在推動(dòng)一個(gè)物體的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)物體一推就會(huì)動(dòng)，而不推的情況下物體就不會(huì)動(dòng)，學(xué)生就會(huì)認(rèn)為當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)候一定有作用力的，而物體靜止的時(shí)候則沒有作用力；汽車在剎車之后會(huì)繼續(xù)向前滑行一段距離，而不會(huì)立刻停止下來，所以學(xué)生會(huì)想當(dāng)然的以為物體必須要在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)才會(huì)產(chǎn)生慣性。生活中的經(jīng)驗(yàn)會(huì)給學(xué)生造成概念理解上的一種障礙，從而形成了一些錯(cuò)誤的前概念。

（2）思維定勢(shì)的影響。思維定勢(shì)也會(huì)影響學(xué)生形成一些錯(cuò)誤的前概念，從而對(duì)物理概念的理解造成障礙。例如，學(xué)生認(rèn)為在物體的運(yùn)動(dòng)過程中，必須要有力的作用，在運(yùn)動(dòng)方向是作用力，而阻止運(yùn)動(dòng)的方向則是反作用力，所以物體受到的合力一定是大于0的；物體的速度與物體受到的力是相關(guān)的，且成正比的，有力必有速度，有速度必有力，力增大速度也會(huì)增大，力消失速度也會(huì)變?yōu)?；當(dāng)物體在進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，慣性會(huì)表現(xiàn)為直線運(yùn)動(dòng)，在進(jìn)行曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，慣性會(huì)表現(xiàn)為曲線運(yùn)動(dòng)。這些思維定勢(shì)的形成會(huì)影響學(xué)生對(duì)現(xiàn)有物理學(xué)知識(shí)的理解，干擾到思維的方式，如果不能跳出思維定勢(shì)，就不會(huì)對(duì)新問題的分析和思考，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié)果。

2.學(xué)生不具備很強(qiáng)的邏輯思維能力

高中物理在初中物理的基礎(chǔ)上，增加了對(duì)物理現(xiàn)象本質(zhì)問題的分析和研究，所以在需要學(xué)生具備很強(qiáng)的邏輯思維能力。而高中學(xué)生在學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”時(shí)尚沒有形成很強(qiáng)的邏輯思維能力，例如當(dāng)兩個(gè)物體連在一起，然后施加一個(gè)力加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，學(xué)生會(huì)認(rèn)為兩個(gè)物體連接的繩子的拉力也等于施加的外力，這是學(xué)生常規(guī)的邏輯思維能力，其實(shí)若假設(shè)這兩個(gè)力是相等的，那前一個(gè)物體受到的是兩個(gè)大小相等的力，就會(huì)處于平衡狀態(tài)，不會(huì)有加速度的。所以邏輯思維能力的欠缺導(dǎo)致學(xué)生在認(rèn)知和學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”時(shí)會(huì)受到局限。

3.缺乏感性認(rèn)知和想象力

高中學(xué)生在學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”時(shí)會(huì)根據(jù)想象或直覺來構(gòu)建模型，而由于缺乏感性認(rèn)知?jiǎng)t會(huì)搭建成一個(gè)錯(cuò)誤的模型。在想象的過程中需要憑借大腦中原有的信息來進(jìn)行知識(shí)的搭建，創(chuàng)造出新的情景或形象，而學(xué)生碰到的物理情景很少，所以當(dāng)出現(xiàn)新的物理情景需要學(xué)生進(jìn)行想象時(shí)，學(xué)生就會(huì)感到困難。

二、高中學(xué)生學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”困難的對(duì)策與解決思路

針對(duì)目前高中學(xué)生學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的困難及成因，提出了解決這些困難的對(duì)策與解決思路，具體如下：

1.要為學(xué)生構(gòu)建新的物理概念。為了能夠?qū)W(xué)生之前所接受的前概念淡化，必須要通過設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)方案進(jìn)行強(qiáng)化，讓學(xué)生逐漸的拋棄前概念，把新概念根植于大腦中，構(gòu)建新的物理概念。如在“牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律”中的自由落體運(yùn)動(dòng)中，學(xué)生一般會(huì)把加速度和速度的概念混在一起，教師可以重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生了解到物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的加速度是一樣的，速度的概念是與重量和阻力有關(guān)的。這就需要教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并構(gòu)建出自由落體運(yùn)動(dòng)的新概念，不斷讓新的認(rèn)知充滿學(xué)生的思維中。

2.要重新掌握新舊知識(shí)之間的邏輯關(guān)系。高中生在學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的時(shí)候，已經(jīng)有了對(duì)力學(xué)的初步概念，而高中物理對(duì)邏輯關(guān)系的要求更進(jìn)一步，需要學(xué)生在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上要重新掌握新舊知識(shí)之間的邏輯關(guān)系。在加速度的講解中，學(xué)生已經(jīng)有了速度的概念，在實(shí)際分析的時(shí)候要結(jié)合速度-速度變化-速度變化的快慢-加速度的邏輯順序展開來講解，這樣學(xué)生就很容易理解了加速度的概念，同時(shí)也把新舊知識(shí)結(jié)合在了一起，知識(shí)體系也更加的完善了，邏輯思維能力也就提高到了一定的水平。

3.要提高實(shí)驗(yàn)意識(shí)和物理思考的習(xí)慣。高中物理課中所學(xué)的“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”在生活中有大量的實(shí)例存在，比如下雨天雨滴垂直落下，行走的路人該怎么撐傘，這就涉及到了運(yùn)動(dòng)合成與分解這個(gè)內(nèi)容。按照學(xué)生對(duì)分速度的理解，認(rèn)為雨滴的速度為垂直向下，路人的速度為水平向前，所以合速度應(yīng)該為斜向前下方，所以為了能夠與合速度的方向垂直傘的方向應(yīng)該為斜向后上方，這與實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)是相悖的，因?yàn)閷W(xué)生在思考這個(gè)問題的時(shí)候忽略了運(yùn)動(dòng)的合成和分解的基礎(chǔ)是同一個(gè)物體。所以教師要加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題的思考，形成一個(gè)物理思考的習(xí)慣。

三、結(jié)語

高中物理學(xué)習(xí)過程中，“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”是比較重要的一部分，也是比較基礎(chǔ)的部分，掌握了“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”對(duì)學(xué)習(xí)高中物理具有重要的作用。所以為了能夠更好的促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理，必須要分析其在學(xué)習(xí)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”中所遇到的困難及成因，并且要針對(duì)性的提出對(duì)策和解決思路。

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