高中生学习“牛顿运动定律”的困难成因与对策研究

王子豪

摘 要：“牛顿运动定律”在高中物理的学习过程中是一个比较重要的课程，高中生会遇到很多困难，导致学生逐渐丧失对物理的学习兴趣。为了更好的激发学生学习物理的热情，必须要找出学习“牛顿运动定律”的困难所在，并进行了深入的了解，有针对性的提出了相应的对策，帮助高中学生更好的学习“牛顿运动定律”。

关键词：牛顿运动定律；困难成因；研究

在高中物理的学习过程中，“牛顿运动定律”是迈不过去的一道坎，也是高中生在学习物理过程中最先接触的力学内容，学习的难度较大，对学生的学习兴趣的影响也较大。“牛顿运动定律”是力学的重要基础，主要研究了运动与力的关系，阐述了当物体出现不同的运动轨迹时，分析了产生运动的原因与力的数量之间的关系，为解决力和运动问题架设了一座桥梁。高中生在学习“牛顿运动定律”时会遇到很多困难，如果不及时对学生遇到的这些困难进行了解和分析，就不能帮助学生更好的学习和认知物理知识。本文通过对高中学生学习“牛顿运动定律”的困难及成因进行了分析，并提出了相应的对策来解决困难。

一、高中学生学习“牛顿运动定律”的困难成因

1.前概念的干扰

前概念指的是学生在学习物理之前所接触到的一些物理学概念，前概念一般来源于生活经验，而生活经验所体现出来的物理现象往往是一些表面现象，不涉及到事物的本质，所以从生活经验中所得到的前概念往往表现是片面性的，有些甚至是错误的，这些都会影响到学生学习“牛顿运动定律”，形成学习的思维障碍。错误前概念形成的成因主要表现在以下三个方面：

（1）生活经验。生活经验的积累会对高中学生学习物理知识产生影响，因为他们会通过事物的表面现象来感知力学知识，一般情况下这种认知是不全面的，甚至是错误的。比如自由落体运动中，学生会认为重量大的物体下落速度会更快，加速度也会更大。又比如当学生在推动一个物体的时候，发现物体一推就会动，而不推的情况下物体就不会动，学生就会认为当物体运动的时候一定有作用力的，而物体静止的时候则没有作用力；汽车在刹车之后会继续向前滑行一段距离，而不会立刻停止下来，所以学生会想当然的以为物体必须要在运动的状态才会产生惯性。生活中的经验会给学生造成概念理解上的一种障碍，从而形成了一些错误的前概念。

（2）思维定势的影响。思维定势也会影响学生形成一些错误的前概念，从而对物理概念的理解造成障碍。例如，学生认为在物体的运动过程中，必须要有力的作用，在运动方向是作用力，而阻止运动的方向则是反作用力，所以物体受到的合力一定是大于0的；物体的速度与物体受到的力是相关的，且成正比的，有力必有速度，有速度必有力，力增大速度也会增大，力消失速度也会变为0；当物体在进行直线运动时，惯性会表现为直线运动，在进行曲线运动时，惯性会表现为曲线运动。这些思维定势的形成会影响学生对现有物理学知识的理解，干扰到思维的方式，如果不能跳出思维定势，就不会对新问题的分析和思考，会导致出现错误的结果。

2.学生不具备很强的逻辑思维能力

高中物理在初中物理的基础上，增加了对物理现象本质问题的分析和研究，所以在需要学生具备很强的逻辑思维能力。而高中学生在学习“牛顿运动定律”时尚没有形成很强的逻辑思维能力，例如当两个物体连在一起，然后施加一个力加速运动时，学生会认为两个物体连接的绳子的拉力也等于施加的外力，这是学生常规的逻辑思维能力，其实若假设这两个力是相等的，那前一个物体受到的是两个大小相等的力，就会处于平衡状态，不会有加速度的。所以逻辑思维能力的欠缺导致学生在认知和学习“牛顿运动定律”时会受到局限。

3.缺乏感性认知和想象力

高中学生在学习“牛顿运动定律”时会根据想象或直觉来构建模型，而由于缺乏感性认知则会搭建成一个错误的模型。在想象的过程中需要凭借大脑中原有的信息来进行知识的搭建，创造出新的情景或形象，而学生碰到的物理情景很少，所以当出现新的物理情景需要学生进行想象时，学生就会感到困难。

二、高中学生学习“牛顿运动定律”困难的对策与解决思路

针对目前高中学生学习“牛顿运动定律”的困难及成因，提出了解决这些困难的对策与解决思路，具体如下：

1.要为学生构建新的物理概念。为了能够将学生之前所接受的前概念淡化，必须要通过设计相应的教学方案进行强化，让学生逐渐的抛弃前概念，把新概念根植于大脑中，构建新的物理概念。如在“牛顿第一运动定律”中的自由落体运动中，学生一般会把加速度和速度的概念混在一起，教师可以重新进行教学设计，让学生了解到物体在自由落体运动中的加速度是一样的，速度的概念是与重量和阻力有关的。这就需要教师引导学生总结自由落体运动的规律，并构建出自由落体运动的新概念，不断让新的认知充满学生的思维中。

2.要重新掌握新旧知识之间的逻辑关系。高中生在学习“牛顿运动定律”的时候，已经有了对力学的初步概念，而高中物理对逻辑关系的要求更进一步，需要学生在原有知识的基础上要重新掌握新旧知识之间的逻辑关系。在加速度的讲解中，学生已经有了速度的概念，在实际分析的时候要结合速度-速度变化-速度变化的快慢-加速度的逻辑顺序展开来讲解，这样学生就很容易理解了加速度的概念，同时也把新旧知识结合在了一起，知识体系也更加的完善了，逻辑思维能力也就提高到了一定的水平。

3.要提高实验意识和物理思考的习惯。高中物理课中所学的“牛顿运动定律”在生活中有大量的实例存在，比如下雨天雨滴垂直落下，行走的路人该怎么撑伞，这就涉及到了运动合成与分解这个内容。按照学生对分速度的理解，认为雨滴的速度为垂直向下，路人的速度为水平向前，所以合速度应该为斜向前下方，所以为了能够与合速度的方向垂直伞的方向应该为斜向后上方，这与实际生活经验是相悖的，因为学生在思考这个问题的时候忽略了运动的合成和分解的基础是同一个物体。所以教师要加强引导学生对问题的思考，形成一个物理思考的习惯。

三、结语

高中物理学习过程中，“牛顿运动定律”是比较重要的一部分，也是比较基础的部分，掌握了“牛顿运动定律”对学习高中物理具有重要的作用。所以为了能够更好的促进学生学习高中物理，必须要分析其在学习“牛顿运动定律”中所遇到的困难及成因，并且要针对性的提出对策和解决思路。

参考文献：

[1]陈霞. 高中生学习“牛顿运动定律”的困难成因与对策研究[D]. 南京师范大学， 2015.

[2]曹新红. 高中物理牛顿运动定律的教学策略探讨[J]. 新课程·中学， 2015（12）.

[3]梁洁文. 高中生对牛顿运动定律的学习困难及教学对策研究[D]. 华南师范大学， 2004.