高中物理知識遷移策略之我見

朱海濤

(江蘇啟東第一中學(xué) 226200)

一、遷移思維在高中物理中的作用

人的大腦會在學(xué)習(xí)的過程中形成各種思維，而在學(xué)習(xí)新的知識的時候人的大腦通常會通過已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識來建立橋梁去為新知識進(jìn)行鋪墊.而在高中物理新知識獲取的過程中仍然有相似的特點，學(xué)生對于新知識的理解通常較慢，在這個時候老師就可以通過以前知識的學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生一步步對新知識進(jìn)行理解.而在這個學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生一開始可能會不適應(yīng)，但經(jīng)過長期的培養(yǎng)，學(xué)生將學(xué)會自主思考，從而獲得知識遷移的能力.

二、類比法在高中物理中的應(yīng)用

首先從類比法的特點出發(fā)，類比法是從人們對于舊事物認(rèn)知的基礎(chǔ)上出發(fā)，從而對新事物建立一個更加深刻更加全面的的理解與認(rèn)識，也便于在舊事物的基礎(chǔ)之上對新事物開展創(chuàng)新.以美國的萊特兄弟為例，他們將類比法充分地運用于人類與鳥類之間，通過類比的方法，加之以創(chuàng)新的思維模式為人類裝上了“翅膀”，飛機(jī)由此誕生.由此可見老師教導(dǎo)學(xué)生使用類比法是何其重要.下面通過一道例題來闡述類比法在高中物理中的巧妙運用.

例題某一檢驗電荷+Q，質(zhì)量為M，在點電荷的影響下受電場力的作用以恒定速率V以圓弧軌跡運動且在同一運動軌跡上經(jīng)過了兩點A、B,測得AB=S，檢驗電荷由A運動到B轉(zhuǎn)過了θ(弧度)，在這個過程中我們不計算重力，求A、B兩點電場強(qiáng)度的大小、方向以及兩點間的電勢差.

從這道題目的角度出發(fā)，老師可以采用類比法教導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解答.可以將其聯(lián)想成為天體運動，類似于地球繞著太陽所做的圓周運動，在這個過程中是由萬有引力為地球提供圓周運動的向心力，又因為地球在軌道上運動的速率不發(fā)生改變，由動能定理知，引力對于地球的圓周運動不做功.所以與前面學(xué)習(xí)過的天體運動解決方式相同，向心力由電場力提供，從這個角度出發(fā)這個電荷的運動只與電場力的大小有關(guān)，并且我們可以通過題目得出結(jié)論是電荷在圓形軌道上運動時它的運動速度大小不發(fā)生任何變化，由此可知檢測電荷是在圍繞著點電荷進(jìn)行勻速圓周運動.再根據(jù) 點電荷的電勢分布特點，A、B兩點應(yīng)當(dāng)處于等勢面上.故，又有電場力提供向心力，知A、B兩點的場強(qiáng)大小方向分別在A、B兩點與Q的聯(lián)線上，背離場源電荷.

三、遷移思維在物理與數(shù)學(xué)之間的應(yīng)用

例如，只有在數(shù)學(xué)中學(xué)會了一元二次方程的解答，才能在物理的運動中解決加速度的問題.知識的遷移是要把學(xué)過的某些知識聯(lián)系到其他問題中，從而更加輕便的解決其他的問題.

例題某人在地面上最多能舉起60kg的物體，而在一個加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體.求：

(1)此電梯的加速度為多少？

(2)若電梯以此加速度上升，則此人在電梯里最多能舉起物體的質(zhì)量是多少？(G=10m/s2)

解(1)電梯加速下降設(shè)加速度為A，在地面舉起物體質(zhì)量為M1，在下降電梯舉起物體質(zhì)量為M2則M1G-M0G=M1A所以A=2.5m/s2

(2)設(shè)加速上升時，舉起物體質(zhì)量為M2則M0G-M2G=M2A,M2=48kg

從這個例題中不難看出，如果沒有數(shù)學(xué)運算的基礎(chǔ)，就無法對這道題進(jìn)行解答.而如果不知道基本的物理知識也無法對此題進(jìn)行解答.由此可見知識的遷移在不同的學(xué)科之間相輔相成，密不可分.

四、培養(yǎng)知識遷移能力的方法

根據(jù)高中生學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，自我約束能力相對完備，探索的能力強(qiáng)的角度出發(fā)，制定合理的教學(xué)計劃.老師可以帶領(lǐng)同學(xué)建立各種各樣的物理模型，通過提出問題激發(fā)學(xué)生的興趣，例如小球為什么做圓周運動，這個圓周運動的向心力是多大，方向又是怎樣，這個過程中做了多少功？而向心力是矢量，它的大小又應(yīng)該怎么確定？

例如，質(zhì)量M1=10g的小球在光滑的水平桌面上以V1=30cm/s的速率向右運動，恰好遇上在同一條直線上向左運動的另一個小球.第二個小球的質(zhì)量為M2=50g，速率V2=10cm/s.碰撞后，小球M2恰好停止.那么，碰撞后小球M1的速度是多大，方向如何？

解析取相互作用的兩個小球為研究的系統(tǒng).由于桌面光滑，在水平方向上系統(tǒng)不受外力.在豎直方向上，系統(tǒng)受重力和桌面的彈力，其合力為零.故兩球碰撞的過程動量守恒.

設(shè)向右的方向為正方向，則各速度的正、負(fù)號分別為V1=30cm/s，V2=10cm/s，V2′=0. 據(jù)動量守恒定律有

M1V1+M2V2=M1V1′+M2V2′.

解得V1′=-20cm/s.

即碰撞后球M1的速度大小為20cm/s，方向向左.

說明：通過此例總結(jié)運用動量守恒定律解題的要點如下.

確定研究對象.對象應(yīng)是相互作用的物體系.(2)分析系統(tǒng)所受的內(nèi)力和外力，著重確認(rèn)系統(tǒng)所受到的合外力是否為零，或合外力的沖量是否可以忽略不計. (3)選取正方向，并將系統(tǒng)內(nèi)的物體始、末狀態(tài)的動量冠以正、負(fù)號，以表示動量的方向.向?qū)W生提出問題，應(yīng)用什么定理解決，怎樣受力分析，并與學(xué)生共同思考后，進(jìn)一步提出問題，促進(jìn)學(xué)生的進(jìn)一步思考，在問題結(jié)束后應(yīng)帶領(lǐng)同學(xué)們進(jìn)一步鞏固，總結(jié)其中的知識遷移的應(yīng)用.來進(jìn)一步提高學(xué)生的能力.

高中的物理題目相對來說思維邏輯相對緊密、解題步驟更加細(xì)致，從而導(dǎo)致習(xí)題的難度不斷提升，使得一部分學(xué)生在屢次遭受到挫折之后喪失了學(xué)習(xí)物理的興趣.而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)物理的能力出現(xiàn)問題的主要原因則是因為學(xué)習(xí)方法不對，以及思維建立錯誤.因此高中老師的任務(wù)尤為艱巨，而遷移思維的培養(yǎng)更是重中之重，老師應(yīng)該通過組織活動進(jìn)行實驗，不定期地討論測驗等方式來檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，以及思維培養(yǎng)的程度.