初中牛頓第一定律的教學(xué)研究

1、.初中牛頓第一定律的教學(xué)研究牛頓第一定律的教學(xué)研究，在中學(xué)物理教學(xué)研究中早已不是一個(gè)新問(wèn)題了許多物理教育工作者對(duì)于這一定律的教學(xué)發(fā)表了自己頗有見(jiàn)地的教學(xué)見(jiàn)解，并且得到了滿意的教學(xué)效果當(dāng)我們?cè)诮虒W(xué)理論中運(yùn)用這些教學(xué)策略時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，確實(shí)可以獲得如同一些文獻(xiàn)中所述的預(yù)期效果然而，當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)一些新的情境讓學(xué)生運(yùn)用牛頓第一定律去解決問(wèn)題時(shí)，令我們非常吃驚的是：學(xué)生對(duì)于牛頓第一定律的掌握程度卻又非常之差這使得我們困惑不解為何對(duì)同一教學(xué)策略教學(xué)的結(jié)果的評(píng)價(jià)出現(xiàn)如此之大的偏向？是老師教的原因，還是學(xué)生學(xué)的原因，抑或兩者兼而有之這促使我們對(duì)牛頓第一定律的教學(xué)進(jìn)展深層次的理性考慮，進(jìn)一步，我們從學(xué)生的認(rèn)知心理上

2、，對(duì)這一規(guī)律的教學(xué)進(jìn)展了深化的研究1 通常牛頓第一定律的教學(xué)，一般是按教材編排順序，先進(jìn)展演示實(shí)驗(yàn)引出課題，然后通過(guò)講解伽利略與亞里士多德的爭(zhēng)論，消除“力是維持物體運(yùn)動(dòng)原因的錯(cuò)誤觀念，進(jìn)一步通過(guò)做斜面小車實(shí)驗(yàn)證明牛頓第一定律的正確性，最后讓學(xué)生運(yùn)用牛頓第一定律去解釋日常生活中的現(xiàn)象，從而完成整個(gè)教學(xué)過(guò)程為了檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握牛頓第一定律的情況，我們?cè)眠@樣一道題目來(lái)檢測(cè)學(xué)生題目如下你坐在向前勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車?yán)?，將手中的鑰匙豎直上拋，問(wèn)當(dāng)鑰匙落下來(lái)時(shí)是落在手里，還是落在手后面全班56名同學(xué)在試卷上皆答：落在手后面問(wèn)其原因，皆曰：汽車在走，而鑰匙拋出后不再向前走了2 怎樣更好地改進(jìn)牛頓第一定律的

3、教學(xué)效果，使牛頓第一定律的教學(xué)效果真正是實(shí)實(shí)在在意義上的令人滿足我們認(rèn)為，囿于一般形式上的教學(xué)方法的改進(jìn)已是隔靴搔癢，而必須深化到學(xué)生的認(rèn)知構(gòu)造中去考察學(xué)消費(fèi)生錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的根源認(rèn)知心理學(xué)的理論告訴我們，學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念、規(guī)律時(shí)所形成的錯(cuò)誤，常常是由于其頭腦中的前科學(xué)概念的影響所謂前科學(xué)概念，是指兒童在學(xué)習(xí)物理課程以前的生活實(shí)際中，對(duì)各種物理現(xiàn)象和過(guò)程在頭腦中反復(fù)建構(gòu)所形成的系統(tǒng)的但并非科學(xué)的觀念比方牛頓第一定律就是如此在物理教學(xué)中，那種認(rèn)為只需要“正面?zhèn)魇谥R(shí)，學(xué)生就能承受，假如他們?nèi)圆焕斫?，可以多講幾遍就能到達(dá)目的的想法，理論證明是過(guò)于天真了因?yàn)樵谟行W(xué)生的經(jīng)歷中，早已有了與亞里士多德“力是維

4、持物體運(yùn)動(dòng)原因“的理論類似的觀念這樣，當(dāng)他們學(xué)習(xí)了牛頓第一定律之后，就可能把定律納入到自己原有的認(rèn)知構(gòu)造中，牛頓第一定律實(shí)際上成了“力是維持物體運(yùn)動(dòng)原因的代名詞讓他們解釋用手推車、用腳踢球等一些不易暴露錯(cuò)誤觀念的生活實(shí)例時(shí)，他們也能解釋得頭頭是道但當(dāng)解釋用手拋鑰匙、飛機(jī)扔炸彈的例子時(shí)，他們卻又運(yùn)用亞里士多德的理論去解釋，其錯(cuò)誤觀念暴露無(wú)遺這正是牛頓第一定律教學(xué)效果不佳的癥結(jié)之所在3 研究和改進(jìn)牛頓第一定律的教學(xué)，應(yīng)當(dāng)理解學(xué)生頭腦中前科學(xué)概念的特點(diǎn)第一，學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念是自發(fā)形成的過(guò)去，我們?cè)诮虒W(xué)中，常常誤認(rèn)為學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前其頭腦如同一張“白紙，老師可以在上面任意涂畫，事實(shí)并非如此學(xué)生

5、在長(zhǎng)期的生活理論當(dāng)中，逐漸形成了自己對(duì)客觀世界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的看法他們幾乎每天都會(huì)看到物體在力的作用下運(yùn)動(dòng)，而在力停頓作用時(shí)物體靜止，于是主觀地?cái)嘌裕河辛Γ敲次矬w運(yùn)動(dòng)；無(wú)力，那么物體靜止這正是亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動(dòng)原因的理論第二，學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念具有隱蔽性由于學(xué)生頭腦中前科學(xué)概念都在潛移默化中形成的，所以它以潛在的形式存在這包含兩方面的意義其一是學(xué)生自己并沒(méi)有意識(shí)到它的存在，因?yàn)閷W(xué)生并沒(méi)有有意識(shí)地考慮并形成“力是維持物體運(yùn)動(dòng)原因的概念其二是前科學(xué)概念平時(shí)并不表現(xiàn)出來(lái)，但往往在學(xué)生運(yùn)用物理概念解決問(wèn)題時(shí)表現(xiàn)出來(lái)比方前述測(cè)驗(yàn)說(shuō)明，許多有10多年教齡的初中物理老師頭腦中也存在著牛頓第一定

6、律的前科學(xué)概念，然而他們自己卻并不知道第三，學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念具有頑固性由于前科學(xué)概念是兒童頭腦中業(yè)已形成的概念，且長(zhǎng)期的日常生活經(jīng)歷與觀察又加強(qiáng)了這些概念因此，學(xué)生頭腦中的前科學(xué)慨念是非常頑固的國(guó)內(nèi)外物理教育界近年來(lái)的一些研究說(shuō)明：一旦學(xué)生對(duì)某些物理現(xiàn)象形成了前科學(xué)概念，要想加以轉(zhuǎn)變是極其困難的尤其那些在人類科學(xué)認(rèn)識(shí)史上經(jīng)歷了曲折歷程的前科學(xué)概念，更是如此按照皮亞杰的理論，學(xué)生認(rèn)識(shí)什么和如何行動(dòng)，主要決定于他們所具有的認(rèn)知圖式思維形式，而不完全取決于老師所講述的內(nèi)容他們按照自己已有的圖式吸收和排斥信息在有錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)存在的情形下，就會(huì)在頭腦中形成和正確信息極不一樣的東西4 在上述研究的根底上

7、，我們對(duì)牛頓第一定律的教學(xué)提出如下教學(xué)建議1注重科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法與科學(xué)精神教育牛頓第一定律不僅在物理學(xué)本身上占有重要地位，而且在物理教學(xué)中也具有很好的教育價(jià)值在教學(xué)中，不僅應(yīng)當(dāng)注重科學(xué)知識(shí)教學(xué)定律本身，而且要特別強(qiáng)調(diào)定律得出所運(yùn)用的科學(xué)方法包括理論實(shí)驗(yàn)的方法和科學(xué)推理方法，這一點(diǎn)常常是許多物理老師容易忽略的方面而且，還要結(jié)合定律的教學(xué)，潛移默化地對(duì)學(xué)生進(jìn)展科學(xué)精神教育為什么只有伽利略可以大膽地疑心亞里士多德延續(xù)2019多年的錯(cuò)誤結(jié)論？引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立起科學(xué)的疑心精神，樹(shù)立理論是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)的信念這樣融知識(shí)、方法和精神于一體的教學(xué)，才真正表達(dá)了牛頓第一定律教學(xué)的全部?jī)?nèi)涵2必須破除老師頭腦中的

8、前科學(xué)概念由于不少初中物理老師頭腦中還具有牛頓第一定律的前科學(xué)概念，因此，很難想象出這些老師所教授出的學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念可以加以破除所以，破除老師自己頭腦中前科學(xué)概念是牛頓第一定律教學(xué)的前提3破除學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念由于在牛頓第一定律教學(xué)中學(xué)生頭腦中存在著前科學(xué)概念，老師必須促使學(xué)生頭腦中前科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變，在他們的頭腦中引發(fā)認(rèn)知沖突和危機(jī)，使他們頭腦中原有的觀念與當(dāng)前面臨的現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生無(wú)法調(diào)和的矛盾，促使原構(gòu)造的解體和新構(gòu)造的建構(gòu)這種過(guò)程可以說(shuō)是在學(xué)生頭腦中引發(fā)了一場(chǎng)科學(xué)革命比方，除以上兩個(gè)例子外，還可向?qū)W生布置如下一個(gè)問(wèn)題勻速向前行駛的汽車前后玻璃窗上各有一只蜜蜂兩只蜜蜂同時(shí)以一樣的速度向前后窗飛去，問(wèn)前窗蜜蜂先飛到后窗，還是后窗蜜蜂先飛到前窗？假如學(xué)生正確答復(fù)了這個(gè)問(wèn)題，說(shuō)明學(xué)生頭腦中該問(wèn)題上的前科學(xué)概念已經(jīng)破除否那么，那么認(rèn)為仍然沒(méi)有破除4堅(jiān)持糾正前科學(xué)概念由于前科學(xué)概念的頑固性因此，認(rèn)為前科學(xué)概念經(jīng)過(guò)一兩次糾正就消失了的觀點(diǎn)是極其錯(cuò)誤的破除學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念不是一件輕而易舉的事情，它的發(fā)生過(guò)程是相當(dāng)緩慢的抑制舊圖式亞里士多德的觀點(diǎn)的慣性