高中生學習“牛頓運動定律”的困難成因與對策研究

王子豪

摘 要：“牛頓運動定律”在高中物理的學習過程中是一個比較重要的課程，高中生會遇到很多困難，導致學生逐漸喪失對物理的學習興趣。為了更好的激發學生學習物理的熱情，必須要找出學習“牛頓運動定律”的困難所在，并進行了深入的了解，有針對性的提出了相應的對策，幫助高中學生更好的學習“牛頓運動定律”。

關鍵詞：牛頓運動定律；困難成因；研究

在高中物理的學習過程中，“牛頓運動定律”是邁不過去的一道坎，也是高中生在學習物理過程中最先接觸的力學內容，學習的難度較大，對學生的學習興趣的影響也較大。“牛頓運動定律”是力學的重要基礎，主要研究了運動與力的關系，闡述了當物體出現不同的運動軌跡時，分析了產生運動的原因與力的數量之間的關系，為解決力和運動問題架設了一座橋梁。高中生在學習“牛頓運動定律”時會遇到很多困難，如果不及時對學生遇到的這些困難進行了解和分析，就不能幫助學生更好的學習和認知物理知識。本文通過對高中學生學習“牛頓運動定律”的困難及成因進行了分析，并提出了相應的對策來解決困難。

一、高中學生學習“牛頓運動定律”的困難成因

1.前概念的干擾

前概念指的是學生在學習物理之前所接觸到的一些物理學概念，前概念一般來源于生活經驗，而生活經驗所體現出來的物理現象往往是一些表面現象，不涉及到事物的本質，所以從生活經驗中所得到的前概念往往表現是片面性的，有些甚至是錯誤的，這些都會影響到學生學習“牛頓運動定律”，形成學習的思維障礙。錯誤前概念形成的成因主要表現在以下三個方面：

（1）生活經驗。生活經驗的積累會對高中學生學習物理知識產生影響，因為他們會通過事物的表面現象來感知力學知識，一般情況下這種認知是不全面的，甚至是錯誤的。比如自由落體運動中，學生會認為重量大的物體下落速度會更快，加速度也會更大。又比如當學生在推動一個物體的時候，發現物體一推就會動，而不推的情況下物體就不會動，學生就會認為當物體運動的時候一定有作用力的，而物體靜止的時候則沒有作用力；汽車在剎車之后會繼續向前滑行一段距離，而不會立刻停止下來，所以學生會想當然的以為物體必須要在運動的狀態才會產生慣性。生活中的經驗會給學生造成概念理解上的一種障礙，從而形成了一些錯誤的前概念。

（2）思維定勢的影響。思維定勢也會影響學生形成一些錯誤的前概念，從而對物理概念的理解造成障礙。例如，學生認為在物體的運動過程中，必須要有力的作用，在運動方向是作用力，而阻止運動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，力增大速度也會增大，力消失速度也會變為0；當物體在進行直線運動時，慣性會表現為直線運動，在進行曲線運動時，慣性會表現為曲線運動。這些思維定勢的形成會影響學生對現有物理學知識的理解，干擾到思維的方式，如果不能跳出思維定勢，就不會對新問題的分析和思考，會導致出現錯誤的結果。

2.學生不具備很強的邏輯思維能力

高中物理在初中物理的基礎上，增加了對物理現象本質問題的分析和研究，所以在需要學生具備很強的邏輯思維能力。而高中學生在學習“牛頓運動定律”時尚沒有形成很強的邏輯思維能力，例如當兩個物體連在一起，然后施加一個力加速運動時，學生會認為兩個物體連接的繩子的拉力也等于施加的外力，這是學生常規的邏輯思維能力，其實若假設這兩個力是相等的，那前一個物體受到的是兩個大小相等的力，就會處于平衡狀態，不會有加速度的。所以邏輯思維能力的欠缺導致學生在認知和學習“牛頓運動定律”時會受到局限。

3.缺乏感性認知和想象力

高中學生在學習“牛頓運動定律”時會根據想象或直覺來構建模型，而由于缺乏感性認知則會搭建成一個錯誤的模型。在想象的過程中需要憑借大腦中原有的信息來進行知識的搭建，創造出新的情景或形象，而學生碰到的物理情景很少，所以當出現新的物理情景需要學生進行想象時，學生就會感到困難。

二、高中學生學習“牛頓運動定律”困難的對策與解決思路

針對目前高中學生學習“牛頓運動定律”的困難及成因，提出了解決這些困難的對策與解決思路，具體如下：

1.要為學生構建新的物理概念。為了能夠將學生之前所接受的前概念淡化，必須要通過設計相應的教學方案進行強化，讓學生逐漸的拋棄前概念，把新概念根植于大腦中，構建新的物理概念。如在“牛頓第一運動定律”中的自由落體運動中，學生一般會把加速度和速度的概念混在一起，教師可以重新進行教學設計，讓學生了解到物體在自由落體運動中的加速度是一樣的，速度的概念是與重量和阻力有關的。這就需要教師引導學生總結自由落體運動的規律，并構建出自由落體運動的新概念，不斷讓新的認知充滿學生的思維中。

2.要重新掌握新舊知識之間的邏輯關系。高中生在學習“牛頓運動定律”的時候，已經有了對力學的初步概念，而高中物理對邏輯關系的要求更進一步，需要學生在原有知識的基礎上要重新掌握新舊知識之間的邏輯關系。在加速度的講解中，學生已經有了速度的概念，在實際分析的時候要結合速度-速度變化-速度變化的快慢-加速度的邏輯順序展開來講解，這樣學生就很容易理解了加速度的概念，同時也把新舊知識結合在了一起，知識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.要提高實驗意識和物理思考的習慣。高中物理課中所學的“牛頓運動定律”在生活中有大量的實例存在，比如下雨天雨滴垂直落下，行走的路人該怎么撐傘，這就涉及到了運動合成與分解這個內容。按照學生對分速度的理解，認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該為斜向后上方，這與實際生活經驗是相悖的，因為學生在思考這個問題的時候忽略了運動的合成和分解的基礎是同一個物體。所以教師要加強引導學生對問題的思考，形成一個物理思考的習慣。

三、結語

高中物理學習過程中，“牛頓運動定律”是比較重要的一部分，也是比較基礎的部分，掌握了“牛頓運動定律”對學習高中物理具有重要的作用。所以為了能夠更好的促進學生學習高中物理，必須要分析其在學習“牛頓運動定律”中所遇到的困難及成因，并且要針對性的提出對策和解決思路。

參考文獻：

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