关于“牛顿第一定律及惯性”教学问题的思考 ——论情感植入的作用

发表时间:2021/4/30   来源:《中国教师》2021年1月第3期   作者:刘彩丽
[导读] 教学过程中教师在了解学生认知的基础上,

        刘彩丽
        广州市番禺区大石富丽中学  
        摘要:教学过程中教师在了解学生认知的基础上,将人类情感植入到描述的物体里,能使学生对牛顿第一定律有真正融会贯通的理解。

        关键词:惯性  惰性  “反抗”情感

        “一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。”——牛顿第一定律
        “一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。”
 这是八年级下册物理课本对“牛顿第一定律”和“惯性”的表述。
    物理概念是初中物理教学的重要内容之一,对概念的理解是学生掌握物理知识,认识物理规律的核心。牛顿第一定律是经典物理学的基石,是初中物理关于“运动和力”的重要内容,也是学生后续学习物理学的一条基础性定律[1]。如何让学生理解牛顿第一定律和惯性是教学的重点和难点。以下是我的一些关于“牛顿第一定律”和“惯性”的教学体会。
        在讲授牛顿第一定律时教师常会举例子帮助学生理解定律的内容,例如原来静止的木箱,如果没有受到推力的作用,木箱会保持静止状态。再如,课堂实验中运动的小车受到的阻力越小,运动的距离越远,说明小车停下来的原因是受到了阻力,也就是说阻力改变了小车的运动状态,如果没有阻力也就是没有了改变小车运动状态的原因,小车就不会减速了,小车会保持原来的速度一直运动下去,即小车做匀速直线运动。讲第一个例子时大多数学生表示理解,可是在讲第二个例子时学生就有点跟不上了,因为这里的因果关系内容比较长,学生容易思维脱节。这时候除了课堂实验之外再配合些简单的思维导向流程图,就能够比较好的帮助学生记忆和理解,如:
        
        
        
        
        
        
        
        课堂讲到这里下一个内容就是惯性了,让学生把惯性概念在课本上画出来,并完成课本上的演示实验,然后做几道与惯性有关的练习题,经过学习之后学生遇到相关题目通常都能说出“由于惯性”。
        虽然课本上并没有提到“惯性定律”,但一些习题中经常会出现“牛顿第一定律也称惯性定律”这样子的问题,我就会经常被问:“老师,为什么牛顿第一定律也叫惯性定律呢?”接着我做出一番解释:
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        
        通常讲到这里,大多数学生表示似懂非懂,我在心里祈祷学生能够多看笔记多思考几次自己就能慢慢理解了。这是我教这节书的常态,课后反思起来,这样可能会导致有部分学生觉得问了老师也是无法理解,从而对物理学习失去了兴趣与信心,这是一个不好的开始。


        一次偶然的机会,能与我区教研员何志强老师谈论牛顿第一定律和惯性的教学困惑。何志强老师举了一个例子:学生早上不愿意起床就是因为学生有惯性,他自己本身就是牛顿第一定律中的那个物体。听了之后,我恍然大悟,以前教学中所举的例子不是箱子、小车就是小球之类的物体,缺少了一种情感意识。小球、小车之类的物体受力时运动状态改变,不受力时运动状态不变,没有表现出对改变的一种反抗,而惯性应该是物体对运动状态的改变的一种反抗。举人为例子,学生就很容易理解到这种“反抗”的情感意识了。想想我都激动不已,马上在今年的教学中运用了这个例子。
        课堂上,我用往常一样的方法阐述了“牛顿第一定律和惯性”,当学生们似懂非懂时我马上举了例子:“何××同学,今天早上闹钟响起来了,可是你还想躺在床上,不愿意起床,这就是惯性。”说完之后,当时我看到学生们的眼睛是发光的,他们瞬间被这个例子吸引住了,何××同学也没有觉得自己被批评,只是腼腆地笑了笑并且若有所思地对我点点头。我想学生对惯性的理解应该从小车的例子中升华了,体会到惯性是物体对运动状态的改变的反抗。然后我继续列举例子:“张××同学,你昨晚又没有写作业,这也是惯性。”全班哄堂大笑,我马上引导:“同学们,请你们现在想想自己与惯性有关的现象有哪些?”学生们马上纷纷讨论起来……
        “我昨天体育课坐在地板上不愿意起来,这是惯性。”
        “我骑车到学校门口时不能马上停下来,这是惯性。”
        “上课铃响了我还是不愿意回到课室,这是惯性。”
        ……
        大概讨论了3分钟,我示意同学们停下来,可是还有些声音,我循声问道:“李×同学,老师说安静下来了,可是你的嘴巴还是不停地说话。”全班同学异口同声地说:“这是惯性!”连我自己都笑了,这是学生能理解知识的愉悦。最后,我和学生说:“同学们,用反抗的情感去理解惯性,可以把惯性比喻成惰性,这是一个比方,希望同学们理解。”
        接着我利用解释惯性现象的“三步法”:第1步,确定研究2个对象(2个物体或同一物体的2个不同部分),明确研究对象原来的状态;第2步,描述其中一个研究对象因为受力运动状态发生了变化;第3步,另一个研究对象没有受力,由于惯性运动状态没有发生改变,最终造成整个现象的发生[2],总结了对于惯性现象一般性的解释思路,“  A 和 B  原来是       状态,当    时, A 受到力的作用     , B 由于惯性保持原来的     状态,所以        。”并且列举了几个典型的例子作为堂上练习。学生掌握的很快,课后作业也完成得很不错,对于小车上的木块倾斜方向和汽车启动或急刹时人为什么会向后或向前倾倒这些现象的解析,学生写出来的答案非常完整。
        通过例子角度的转化,抽象难懂的“惯性”变得生动有趣,自己就是定律中的那个物体,这种良好的情感体验是学生后续学习的正能量。学生能正确认识和理解“牛顿第一定律和惯性”是以后学习“运动和力”的良好开始。果不其然,在“九年级物理综合模拟测试”的一道题目“其它棋子为什么没有飞出去?”,学生回答“其它棋子没有受到打击力,由于惯性保持其静止状态”这类回答较多。在没有复习的前提下,学生能写出完整的解释,证明学生对“牛顿第一定律及惯性”的理解是深刻。从科学的本质来说“牛顿第一定律”阐述了力是改变物体运动状态的原因,它首次从本质上理清了运动和力的关系。以后学生不难明白,在牛顿第一定律的基础上,一定还可以找到科学的方法来定量研究运动和力的关系,为后续的学习打下结实的基础。

参考文献:
[1]何秀凤.教学设计要尊重学生认知的思维逻辑——以“牛顿第一运动定律”一课为例[J].物理教学探讨,2020(6)
[2]吴继阁.关于牛顿第一定律教学中若干问题的思考[J].物理教师,2016(3):57-59
[3]李晗.来之不易的牛顿第一定律[J].中学生数理化:八年级物理(人教版),2018
[4]蔡孝文.对“惯性”内容的教材分析[J].中学物理:初中版,2018
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