“牛顿第三定律”教学疑点的处理策略

吴海燕

牛顿第三定律在动力学体系中理解难度不大，但是学生在某些问题上似懂非懂，是课堂教学的疑点所在.教师如果对这些教学疑点没有切实把握，就会导致一些教学误区，不利于学生认知的深化，容易出现思辨性错误.对于这一系列问题的处理，笔者有如下思考.

一、基本教学思路的布局

有些教师在引导学生对牛顿第三定律进行探究之前，都立足于这样的教学假设：学生对力作用的相互性一无所知.因此，在课堂导入阶段，给学生重复灌输一些他们熟知的实例和认知.这不仅浪费课堂时间，而且削弱了学生的学习激情.其实，有关力作用的相互性，初中阶段学生已经有了较为深刻的认知，而且在高中物理第三章中，学生学习力的基本概念，进行受力分析的操作训练，他们对力作用相互性的把握已经非常到位.学生只是尚未接受作用力和反作用力的有关概念，某些细节性的问题尚未进行详细的分析.对牛顿第三定律进行教学，必须在学生已有认知上寻找生长点，推进学生认知的重组和完善.基本教学思路如下：①通过力定义的复习，引出作用相互性的讨论.②借助相互性，引出作用力和反作用力的概念.③唤醒学生对力的相互性有关情境的回忆，强化他们的概念理解.④引导学生结合实例，总结相互作用力之间的同时性、反向性、同质性，并以追问的形式提醒学生对有关认知的盲点进行思考.

二、“马和车”模型相互作用力的辨析

相互作用力之间的大小关系看似简单，有些教师将其一带而过是不对的，因为学生在这一细节上的认识是比较模糊的.例如，在教学中，教师提出问题：一匹马拉着车子前进，那么是马拉车的力大，还是车拉马的力大呢？有学生认为，因为车子被马拉动了，因此马拉车的力较大；也有学生认为，要结合马车的运动状态来考虑：如果它们在匀速前进，就是两个力相等，如果加速，则马拉车的力大，如果减速，则车拉马的力大.教师可以借助力传感器进行相关场景的模拟，让学生直接看到在马拉车的过程中，无论它们处于何种运动状态，彼此间的拉力总是等大反向的.教师对此进行强调的目的在于，让学生认识到这一规律与运动状态无关，并且与谁是这一对力的主动施力物体无关.当然，教学到此为止还不够.这是教师单方面地试图用正确认知替代学生的错误认知，手段略显生硬，而学生的有关错误源于习惯性认知角度的偏差，因此教师要针对学生的认知特点，引导学生自主更正，让学生发现问题：作用力和反作用力分别作用在不同物体上，它们大小虽然相等，但是对物体的运动不一定能起到决定性影响，决定物体运动状态的是该物体所受合外力.车子被马拉动前进时，水平方向上一共有两个力：马提供的拉力以及地面阻力.当这两个力大小相等时，马车匀速前进；如果是马的拉力更大，则马车加速前进；反之马的拉力较小，则马车减速前进.同样，对马的分析有如下结果：马水平方向受到两个力：车拉马的力（阻力）以及地面的静摩擦力（马前进的动力）.如果两个力等大，则马匀速前行；如果动力大，则马加速；反之则减速.教师的讲解必须让学生明确以下几点：①只要界定为作用力和反作用力，则两者间必然存在等大反向的关系；②作用力与反作用力作用在不同物体上，两个物体的具体运动情形还与其他力相关，因此两个力的作用效果彼此独立，更谈不上抵消.

三、平衡力与相互作用力的辨析

平衡力与相互作用力有着等大反向等共同点，学生对此经常发生混淆.针对学生的误解，教师往往引导学生以表格的形式将两组概念的异同点进行对比，促进学生辨析，效果一般.究其原因，还是在于纯粹的概念辨析无法帮助学生进行形象化的思维.只有为概念提供载体，才能帮助学生进行区分和理解.有这样一个简单模型：某物体静止放在水平地面上，它对地面压力的大小与其重力相等，学生对此结论习以为常，却未思考该结论的来龙去脉.在牛顿第三定律的教学中，教师有必要引导学生对这一结论进行推导，这就需要借助二力平衡以及牛顿第三定律：物体受两个力重力G和地面的支持力F，结合平衡条件有F=G；再看到支持力的发生，它与物体对地面的压力F为一对作用力和反作用力，则有F=F.这一情境中，F与G属于平衡力，等大反向，却彼此独立，性质不一定相同；F与F作为作用力和反作用力，等大反向，性质相同，彼此依存.

总之，在进行教学设计时，教师要从学生的认知基础和思维特点出发，针对学生的认知困难进行重点突破，将有限的教学时间放在最需要的地方，从而回避教学误区，提升课堂效率.