初中物理學(xué)習(xí)負(fù)遷移現(xiàn)象探析與舉例

摘 要：物理是初中階段的起始學(xué)科，在學(xué)習(xí)物理的過程中，學(xué)生往往容易受到思維定勢、數(shù)學(xué)知識、前概念等因素的影響，形成學(xué)習(xí)上的負(fù)遷移.負(fù)遷移容易造成學(xué)習(xí)阻礙，對學(xué)生學(xué)習(xí)物理產(chǎn)生不利的影響，需要教師采取有效措施積極化解，幫助學(xué)生克服物理學(xué)習(xí)過程中的負(fù)遷移，提高學(xué)習(xí)效率.

關(guān)鍵詞：初中物理;負(fù)遷移;思維定勢;前概念

中圖分類號：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）14-0008-03

基金項目：江蘇省蘇科版初中物理教材編寫組總課題“蘇科版初中物理教材建設(shè)項目”之子課題“初中物理綜合實踐研究”.

作者簡介：劉學(xué)山（1974-），男，江蘇揚州人，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：初中物理教育與教學(xué)研究.

學(xué)習(xí)是一種思維活動，指人們通過閱讀、思考、理解、探究等途徑獲得知識和技能的過程.研究表明：各種學(xué)習(xí)活動是相互聯(lián)系、相互作用、相互影響的，一種學(xué)習(xí)對另一種學(xué)習(xí)的影響，叫作學(xué)習(xí)遷移.現(xiàn)代科學(xué)根據(jù)遷移的性質(zhì)、結(jié)果等標(biāo)準(zhǔn)，把學(xué)習(xí)遷移分為正遷移（起積極影響、促進(jìn)作用）和負(fù)遷移（起抑制阻礙或消極干擾）.會駕駛摩托車的人，學(xué)習(xí)駕駛汽車往往更容易學(xué)成;學(xué)生如果在寫字課上養(yǎng)成工整、整潔、規(guī)范的書寫習(xí)慣，則他們在完成作業(yè)或考試答題時，卷面書寫一般都較好，但也有學(xué)生在低年級學(xué)習(xí)漢語拼音時養(yǎng)成的發(fā)音習(xí)慣和母語思維，卻會對后來英語字母、單詞發(fā)音、詞匯、語法學(xué)習(xí)產(chǎn)生不良影響，這些都是學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象，前2例屬于正遷移范疇，第3例則屬于負(fù)遷移.

學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象廣泛存在于各類學(xué)習(xí)活動之中，一直為人們所關(guān)注.我國早在春秋時期，著名教育家孔子就提出學(xué)習(xí)要“溫故而知新”“舉一反三”，周朝《周易·系辭上》也提出學(xué)習(xí)要“觸類旁通”，這是較早的學(xué)習(xí)遷移理論，反映了我國古代先進(jìn)的教育思想和科學(xué)的學(xué)習(xí)理念.近現(xiàn)代國內(nèi)外也有許多學(xué)習(xí)遷移理論研究的代表人物和研究成果，眾多研究成果都普遍認(rèn)為：學(xué)習(xí)活動中，知識、技能、情感和態(tài)度等都可以發(fā)生遷移，這些遷移對各類學(xué)習(xí)活動有著不同程度的影響，往往直接影響學(xué)習(xí)的效果.因此，結(jié)合學(xué)科特點和教學(xué)實踐，運用應(yīng)對學(xué)習(xí)遷移的科學(xué)方法，加強(qiáng)教學(xué)應(yīng)對策略研究，強(qiáng)化學(xué)習(xí)中的正遷移，消除負(fù)遷移的影響，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率、提升教學(xué)質(zhì)量的重要途徑.現(xiàn)結(jié)合具體教學(xué)實踐，就初中物理學(xué)習(xí)中的負(fù)遷移現(xiàn)象和對策，舉例探討如下.

1 克服思維定勢負(fù)遷移

思維定勢也稱慣性思維.人們在學(xué)習(xí)過程中，總會不斷地對原有的現(xiàn)象、知識、經(jīng)驗進(jìn)行分析概括和總結(jié)，并重新感知評價，由此產(chǎn)生的新觀念、新思維往往帶有原先固有的某種傾向，其實質(zhì)是先前活動的經(jīng)驗對思維造成的慣性影響[1].這種影響具有很強(qiáng)的傾向性，有正面和負(fù)面之分，無論正面還是負(fù)面，使得學(xué)生在思考物理問題時，總是擺脫不了已有的“條條框框”，都對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)起到相當(dāng)程度的影響作用.特別是負(fù)面影響，使學(xué)生接受物理新觀念、新思想和新知識時，對問題進(jìn)行分析和判斷是消極的，是學(xué)生學(xué)習(xí)物理思維過程中一個不利因素，屬于負(fù)遷移的范疇.

例題1 一個人站立在平面鏡前，然后慢慢后退，則他在平面鏡中的像，像離平面鏡的距離（均選填“變大”“變小”或“不變”）.

教學(xué)時，學(xué)生往往根據(jù)日常生活中站在高樓上看馬路上的汽車、行人等，都好像變得很小，這是人的一種視覺感受，美術(shù)課程學(xué)習(xí)中，也有“近大遠(yuǎn)小”的透視現(xiàn)象和透視效果，第一格選填“變小”的比例很高.之所以這么多學(xué)生錯選，進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，主要是因為學(xué)生在解題時缺乏從論證推理得出結(jié)論的習(xí)慣，只憑借視覺的通常經(jīng)驗，甚至僅憑自己的主觀想象，沒有根據(jù)問題的需要進(jìn)行必要的思維活動，忽略了“像的實際大小與看到的像的大小是兩回事”.要解開這個疑點，教師必須帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真做好分組實驗“探究平面鏡成像的特點”，每個實驗小組按照實驗的需要和要求，準(zhǔn)備好器材：2支相同的蠟燭（蠟燭A、蠟燭B）、刻度尺和1塊玻璃板，并按實驗設(shè)計方案，分步驟操作，實驗中不斷改變蠟燭A離平面鏡的距離多次重復(fù)實驗，學(xué)生透過玻璃板均可以清晰看到：無論蠟燭A距鏡面是遠(yuǎn)還是近，蠟燭B和蠟燭A的像都能夠完全重合，像、物大小總是等大的.通過該分組實驗，教師為學(xué)生營造了一個真實的物理情境，學(xué)生在該情境中，有效地消除了錯誤的思維定勢，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果.類似的由于思維定勢造成負(fù)遷移的例子還有很多，例如“0攝氏度就是沒有溫度”“蒸包子時，最底層的包子先熟”等，需要教師正確面對，巧妙化解.

2 克服數(shù)學(xué)知識負(fù)遷移

在數(shù)學(xué)中，根據(jù)等量關(guān)系，a=b和 b=a表達(dá)的意思相同，但在光的反射現(xiàn)象中，反射光線本身不能主動變化，只能隨著入射光線和法線方向的改變而改變，總結(jié)和敘述時只能說反射角=入射角，而不能說成入射角=反射角，初中學(xué)生往往受數(shù)學(xué)等量關(guān)系的影響而犯邏輯關(guān)系的錯誤，這是非常典型的數(shù)學(xué)知識負(fù)遷移.物理是一門自然科學(xué)，對各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律往往既定性又定量，為了便于研究，需要設(shè)定許多物理量，如功率、壓強(qiáng)、浮力、功等，科學(xué)家給各種物理量下定義的方法很多，比值法是初中物理中最常見的一種.例如比熱容的定義用數(shù)學(xué)式表示為c=Q吸mΔt，該公式中涉及的比熱容、熱量、質(zhì)量和溫度 4個物理量中，c表示比熱容，它是物質(zhì)本身的一種物理特性，而Q吸是質(zhì)量為m的物體溫度升高Δt吸收的熱量（或Δt是質(zhì)量為m的某種物質(zhì)吸收熱量Q吸后升高的溫度），它們都有明確的物理意義且相互關(guān)聯(lián)，而并非任意變化.

例題2 關(guān)于比熱容的公式c=Q吸/mΔt，下列說法正確的是

A.比熱容跟物體升高或降低的溫度有關(guān)

B.物質(zhì)放熱越多，比熱容越大

C.物質(zhì)的質(zhì)量越大，比熱容越大

D.物質(zhì)的比熱容與質(zhì)量和溫度無關(guān)

部分學(xué)生錯選A、錯選B或錯選C，主要原因在于學(xué)習(xí)物理公式的過程中，僅僅把物理公式看作數(shù)學(xué)表達(dá)式，忽視了公式中各個量的物理意義，沒有深入理解公式所反映的物理規(guī)律本質(zhì).就本例的公式來說，不僅認(rèn)為比熱容c與Q吸、m和Δt有關(guān)，還認(rèn)為比熱容c與Q吸成正比，與m和Δt成反比，形成數(shù)學(xué)知識負(fù)遷移，這樣的負(fù)遷移影響了對比熱容公式的正確理解.教學(xué)時，教師要精心準(zhǔn)備，認(rèn)真講解，舉一反三，融會貫通，讓學(xué)生充分認(rèn)識到用比值法定義，無論是描述物體狀態(tài)特征（如速度、壓強(qiáng)），或者是描述物質(zhì)特性（如密度、比熱容），都有著特殊的物理意義，都不符合數(shù)學(xué)中簡單的比例關(guān)系[2].在初中階段，由于數(shù)學(xué)知識造成物理學(xué)習(xí)負(fù)遷移例子還有勻速直線運動速度（v=s/t）、密度（ρ=m/V）、熱值（q=Q放/m），導(dǎo)體電阻（R=U/I）等.

3 克服前概念負(fù)遷移

各種物理現(xiàn)象廣泛存在于日常生活實踐之中，學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理知識之前，會接觸并體驗到各種物理現(xiàn)象，并形成關(guān)于這些現(xiàn)象的感性認(rèn)識和固有觀念，被稱為物理前概念[3].由于初中生閱歷不豐富、直接感知有局限，知識框架不完善和物理現(xiàn)象的復(fù)雜性等因素的影響，學(xué)生形成的物理前概念不一定完全正確，有些甚至是錯誤的.錯誤的前概念還有一種類型，那就是物理公式和物理規(guī)律等往往具有一定的適用條件或適用范圍，因為教材的編排體系或教學(xué)的實際需要，剛開始學(xué)習(xí)時，可能會暫時回避這些適用條件，從而使學(xué)生形成不完全或暫時性錯誤的前概念，歐姆定律的學(xué)習(xí)具有一定的代表性.閉合電路中純電阻通電時，只有發(fā)熱而沒有對外做功，歐姆定律表達(dá)式及其變形公式均適用，但在非純電阻電路中，如電動機(jī)、電解槽等，歐姆定律將不再適用，學(xué)生往往沒有完全認(rèn)識公式中各物理量之間的關(guān)系與適用條件，形成了物理學(xué)習(xí)的負(fù)遷移.

例題3 小軍用玩具電動車的小電動機(jī)做趣味實驗.他將一個電壓恒定不變的3V直流電源如圖1所示的電路接在電動機(jī)兩端，閉合開關(guān)后，電動機(jī)穩(wěn)定勻速轉(zhuǎn)動了10s，此時電流表的示數(shù)為0.6A，關(guān)于本實驗，以下說法正確的是

A.電動機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動過程中的電阻為5Ω

B.電動機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動過程中的功率為1.8W

C.電動機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動的10s內(nèi)產(chǎn)生18J的熱量

D.電動機(jī)在勻速轉(zhuǎn)動過程中電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

圖1中電流表測量通過電動機(jī)的電流，電源電壓恒為3V，電流表示數(shù)為0.6A，有學(xué)生沒有搞清物理公式中各物理量的含義而亂寫亂套公式，也有學(xué)生忽視或誤解物理公式的適用條件，很容易根據(jù)公式R=U/I=3V/0.6A=5Ω，從而選擇了答案A，該過程看似正確，其實是錯誤的，因為電動機(jī)勻速轉(zhuǎn)動時，該電路已經(jīng)是非純電阻電路，歐姆定律不再適用，實際電流遠(yuǎn)小于I=U/R，同樣的道理在學(xué)習(xí)電功W=UIt和電熱Q=I2Rt時也有體現(xiàn)，需要教師高度重視，認(rèn)真分析，講清電功和電熱的聯(lián)系和區(qū)別，兩個公式的變形公式又有哪些？各個公式及變形公式中，適用范圍分別是什么？使學(xué)生做到熟記于心，靈活運用，融會貫通，切實消除這些負(fù)遷移對學(xué)習(xí)物理產(chǎn)生的不利影響.

初中生物理學(xué)習(xí)中的負(fù)遷移類型還有一些，但主要有以上三種，除了上述例子以外，現(xiàn)就目前初中物理教材中其它負(fù)遷移現(xiàn)象，分知識版塊簡要列舉見表1.

負(fù)遷移對學(xué)生的學(xué)習(xí)會產(chǎn)生較大的阻礙，往往是教學(xué)難點[4].這些教學(xué)難點的形成，綜合來講，有的與物理知識本身對抽象思維要求高有關(guān)，有的與教材編寫缺少針對性形象化的說明有關(guān)，還有的與運用物理知識解決實際問題時需要靈活多變有關(guān)等.教學(xué)實踐中我們常常發(fā)現(xiàn)：凡是基礎(chǔ)知識扎實、思維縝密嚴(yán)謹(jǐn)、方法巧妙得當(dāng)?shù)膶W(xué)生很少發(fā)生負(fù)遷移，而看現(xiàn)象浮光掠影、不能透過現(xiàn)象看本質(zhì)、缺乏辨析能力的學(xué)生，則往往思維、邏輯混亂，發(fā)生負(fù)遷移的概率較大.部分學(xué)生雖然已上初中，但心理未能得到同層次發(fā)展，學(xué)習(xí)物理時，不善于從多方面去分類、比較和理解，觀察物理現(xiàn)象僅僅停留在現(xiàn)象表面的水平上，不能從思考過程中抽象出物理模型，更沒有掌握分析問題、解決問題的科學(xué)方法和思維技巧，錯誤沒有得到糾正，新觀念就難以建立.

所以，初中物理教學(xué)中，教師應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，有針對性地采取措施，引導(dǎo)學(xué)生抓住物理現(xiàn)象的本質(zhì)，探尋各種物理問題的聯(lián)系與區(qū)別，幫助他們運用切實有效的思維方式和科學(xué)方法，對不同的問題找共同點，對相似的問題找不同點，培養(yǎng)學(xué)生分析、比較和解決問題的能力，有效促進(jìn)正遷移，最大限度地防止負(fù)遷移[5].提高學(xué)習(xí)效率，培育學(xué)生的核心科學(xué)素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

[1]姜美珍.如何克服初中物理教學(xué)中的思維定勢[J].湖南中學(xué)物理，2017，32（08）：6-7.

[2]王雅卓.遷移視角下數(shù)學(xué)對高中物理力學(xué)教學(xué)的影響研究[D].上海：上海師范大學(xué)，2019.

[3]盧倩，陳宗榮，王較過.初中物理學(xué)習(xí)中的負(fù)遷移成因及教學(xué)對策[J].物理教學(xué)探討，2020，38（12）：73-76.

[4]韓志祥.矢量概念建構(gòu)中的負(fù)遷移及對策[J].物理教學(xué)，2020，42（12）：16-19.

[5]羽燕.淺談在初中物理教學(xué)中如何有效防止逆向負(fù)遷移[J].新課程（教育學(xué)術(shù)版），2009（05）：54.

（收稿日期：2021-02-20）