用递进设问法学透牛顿第一定律

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  摘要:《牛顿第一定律》是高中物理的一个重要内容,但由于一些“先入为主”的错误的日常经验,比如“有力作用物体就运动,没有力物体就停止运动”等,对学习牛顿第一定律产生负面影响,难以深刻理解牛顿第一定律。“递进设问法”从简单问题出发,通过层层递进自我设问,找到错误认识的产生原因,从而真正建立起科学观点。递进设问法改变了由原来被动接受老师的教导为自我认识,自我探究,自我纠正,自我反思,由“学会”转向“会学”,在学习物理的其他概念和规律时也可以充分应用。
  关键词:递进设问法;牛顿第一定律
  《牛顿第一定律》是高中物理的一个重要内容,它是经典力学中三大定律之一,是整个力学的基础。牛顿第一定律指出:“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。”这条定律包含着两个重要的概念:1. 定律说明了力和运动的关系,物体的运动并不需要力去维持,力是改变运动状态的原因。2. 定律说明物体具有能够保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,物体这种固有的特性叫做惯性。牛顿第一定律科学地说明了力和惯性这两个概念,正确地解释了力和运动的关系。但是由于我们在学习之前,从日常生活中已积累了一定的生活经验,对一些问题形成了某些观念,比如“有力作用物体就运动,没有力物体就停止运动”等,这些“先入为主”的错误的日常经验,对学习牛顿第一定律产生负面影响,造成一些同学无法正确理解牛顿第一定律。而且这些头脑中的日常概念在大脑中根深蒂固,生命力极强,有很多同学记住了“力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因”,但在解决具体问题时,还是按“物体向哪个方向运动,就应受到这个方向的力的作用”去处理问题。若我们同学能自己通过深入思考探究,自我发现,自我认识,自我纠正,那么在克服以前错误概念的影响上效果会更理想,学习会更有效。在学习时,我觉得可以采用自我递进设问法,进行理性的逻辑的推理从而得到科学的正确结论。
  “递进设问法”就是从简单的问题开始,逐步改变物理情境,推出难度递进的相关问题,积极动脑,提出解决问题的方法。对于“力和运动的关系”要形成正确的认识,并不是一件容易的事情。在学习中,我们首先从简单的问题出发,设问1:一辆玩具小車原来是静止的,现在要让它运动起来,有什么办法?(推它)。设问2:停止用力,小车又如何呢?(停止运动)。设问3:是不是停止用力,同时就停止运动了呢?(不是的,小车滑行一段距离后才停下来)。这里产生了矛盾冲突:向前滑的这段过程中,推力已撤掉,可小车仍在运动,这与力是维持运动的原因产生了矛盾。设问4:停止用力小车为什么能滑行一段距离?小车为什么停了下来?(是因为摩擦力)。设问5:如果让摩擦力小一点,又会怎么样?若没有摩擦力呢?通过层层递进自我设问,找到错误认识产生的原因,从而真正建立起力和运动关系的正确观点。
  对惯性的理解上,我们也曾因为看到速度大的汽车停下来要比速度小的汽车难,所以认为:速度大的物体,惯性大。惯性与速度有关。对此,我们从简单问题入手,递进设问找出错误所在。设问1:什么是惯性?(惯性是物体保持原有运动状态的性质,反映物体运动状态改变的难易程度,一切物体都有惯性。)设问2:既然一切物体都有惯性,那么惯性如何表现出来?(根据前面学习的牛顿第一定律知道,物体不受力时,静止的物体保持静止,运动的物体保持匀速直线运动状态。)设问3:物体受力时,惯性又如何表现?惯性与外力有关吗?(物体受力时,惯性表现为运动状态改变难易程度的体现。用同样大的力分别将铅球和篮球推出去,篮球运动状态更容易改变,说明惯性与外力无关。)设问4:速度大的汽车停下来要比速度小的汽车难,所以速度大的物体惯性大吗?这里产生了矛盾冲突:换另一个角度思考,速度大的容易加速到某一值,运动状态更易改变,惯性就小。发现矛盾。如果惯性与速度有关,没有速度的物体应该没有惯性,这与前面的一切物体都有惯性矛盾。因此,在学习中,通过自己动脑,探究论证逐步形成了对物理概念的正确的理解,效果比简单接受老师教导的科学理论更好,理解更深刻。
  递进设问法改变了由原来被动接受知识为自我认识,自我探究,自我纠正,自我反思,由“学会”转向“会学”,不仅在学习牛顿第一定律上能让我们找到被表面现象掩盖了的本质,同时我觉得在学习物理的其他概念和规律时也可以充分应用,自己从简单问题出发逐步进行探究来获得科学概念,更有效地学习物理。
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