對(duì)初中物理遷移性學(xué)習(xí)力的教學(xué)研究與探討

福建省晉江市羅山中學(xué) 林小英

學(xué)習(xí)遷移，是一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響。正遷移是已學(xué)的經(jīng)驗(yàn)或知識(shí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)起到積極的促進(jìn)作用，能“舉一反三”“觸類旁通”；負(fù)遷移是指已學(xué)的經(jīng)驗(yàn)或知識(shí)對(duì)學(xué)新知識(shí)的慣性思維定式產(chǎn)生干擾和阻礙，導(dǎo)致學(xué)習(xí)認(rèn)知的錯(cuò)誤。學(xué)習(xí)力是一種綜合能力，是學(xué)習(xí)動(dòng)力、毅力和能力的綜合體現(xiàn)。

一、利用已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)進(jìn)行正遷移，用類比和對(duì)比遷移性學(xué)習(xí)完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)

比值定義法是初中引入物理公式時(shí)常用的方法，如速度、密度、壓強(qiáng)、功率、比熱容等。通過(guò)學(xué)習(xí)比值定義速度這個(gè)物理量的學(xué)習(xí)，然后利用舊知識(shí)復(fù)習(xí)引入，將新的物理概念用類比的方法引出，為新知識(shí)的學(xué)習(xí)做了很好的鋪墊。

例如最早開(kāi)始學(xué)習(xí)的速度，兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和路程都不一樣，如何比較它們的快慢呢？用路程和所用時(shí)間的比值，即單位時(shí)間通過(guò)的路程進(jìn)行比較。而在學(xué)習(xí)密度這個(gè)很抽象的物理量時(shí)，教師先通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量不同，那該如何來(lái)描述物質(zhì)的這種性質(zhì)呢？通過(guò)類比的方法可以得到：用質(zhì)量和體積的比值，即單位體積的質(zhì)量來(lái)描述，從而引入密度的新課學(xué)習(xí)。壓強(qiáng)、功率和比熱容也是用比值定義，也可以用類比的遷移性學(xué)習(xí)完善物理知識(shí)體系。

在物理教學(xué)中，功率和效率是容易混淆的概念，在教學(xué)中是可以通過(guò)列表對(duì)比的方式來(lái)區(qū)分功率和效率，這樣讓學(xué)生對(duì)功率和效率認(rèn)識(shí)更清楚、更深刻。從物理量的概念、物理意義、公式、單位進(jìn)行區(qū)別，一目了然。通過(guò)對(duì)比，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中就會(huì)先弄懂題目中求的是哪個(gè)物理量，該用哪個(gè)公式來(lái)求解，不會(huì)生搬硬套，造成審題不認(rèn)真的錯(cuò)誤。

功率P 效率η概念 功與完成這些功所用時(shí)間的比值 有用功與總功的比值物理意義 做功的快慢 有用功在總功中占多大比例公式 P=W/t η＝（W有/W總）×100%單位 瓦特 無(wú)單位，用百分?jǐn)?shù)

二、消除已有的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)產(chǎn)生的負(fù)遷移，用實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)建構(gòu)正確的思維

物理來(lái)源于生活，但往往會(huì)被生活中的表面現(xiàn)象所蒙蔽，得出一些錯(cuò)誤的思維，會(huì)對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生負(fù)遷移。如用力推小車(chē)，小車(chē)向前運(yùn)動(dòng)，不推，小車(chē)就不往前運(yùn)動(dòng)，因而得出物體要運(yùn)動(dòng)就必須有力的作用，而不能得出運(yùn)動(dòng)的物體不受力時(shí)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，這就是負(fù)遷移。看到不過(guò)到胸的水，趟下去可能就沒(méi)過(guò)頭了，這也是負(fù)遷移。學(xué)生在分析推出去的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)（不考慮空氣阻力）受力時(shí)，回答往往是“受到重力和推力的作用”，多了一個(gè)向前的推力，正是受“沒(méi)有力就沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，力是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因”的影響，鉛球要向前運(yùn)動(dòng)就要受到向前的推力這一錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)起了作用。要糾正學(xué)生的這一錯(cuò)誤，首先要讓學(xué)生明白，推球時(shí)球確實(shí)受到推力，正是這個(gè)推力讓球改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)從而向前運(yùn)動(dòng)；其次要讓學(xué)生明白，緊接著鉛球離開(kāi)了手，手和球沒(méi)有了接觸，此時(shí)手不可能對(duì)球施加力的作用，沒(méi)有受到向前推力卻能繼續(xù)向前飛是由于慣性。所以多畫(huà)出這個(gè)向前的推力也是負(fù)遷移。學(xué)完簡(jiǎn)單的機(jī)械后，學(xué)生會(huì)有這樣的認(rèn)識(shí)：簡(jiǎn)單機(jī)械越省力機(jī)械效率越高。這也是負(fù)遷移。例如滑輪組，通常是通過(guò)增加動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)更省力。由于動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)增加，對(duì)動(dòng)滑輪做的額外功增加，有用功不變，總功越多，機(jī)械效率反而減小。

要消除負(fù)遷移，使學(xué)生形成正確的物理概念和物理規(guī)律，教師事先要做好調(diào)查研究，看學(xué)生已經(jīng)知道的跟物理概念和規(guī)律相違背的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)有哪些。知道和了解學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)之后，就要想方設(shè)法地排除這些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的根基。最行之有效的方法就是動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐表明：初中生對(duì)實(shí)驗(yàn)最感興趣、最敏感、最好奇。比如在“物體的浮與沉”這節(jié)課，教師事先準(zhǔn)備2個(gè)乒乓球，一個(gè)裝有沙子，一個(gè)空心，問(wèn)學(xué)生：哪個(gè)會(huì)下沉？學(xué)生肯定會(huì)回答：重的那個(gè)。接著教師提問(wèn)：為什么呢？學(xué)生回答：裝有沙子的，比較重，重的下沉。那是不是重的物體一定下沉呢？這時(shí)候拿出一個(gè)蘋(píng)果和一個(gè)李子，問(wèn)學(xué)生：哪個(gè)會(huì)下沉？學(xué)生回答：重的蘋(píng)果。這時(shí)教師可以請(qǐng)學(xué)生馬上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)蘋(píng)果上浮，李子下沉。蘋(píng)果比較重，為什么反而會(huì)上浮呢？這就引發(fā)了學(xué)生對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的認(rèn)知沖突。學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)就是“重的物體下沉，輕的物體上浮”，這是負(fù)遷移。根據(jù)物體的浮沉條件，浸沒(méi)在液體中的物體受到重力和浮力，物體的浮與沉、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變是由它的受力大小所決定的。只有比較它所受的重力和浮力的大小關(guān)系才能判斷浮沉。蘋(píng)果的重力比較大，但它受到的浮力更大而且大于它受到的重力，所以蘋(píng)果浮起來(lái)了。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生打破原先腦海里的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，為后面學(xué)習(xí)浮沉條件打下了很好的基礎(chǔ)。

做實(shí)驗(yàn)，更直觀，更容易讓學(xué)生理解，能夠起到事半功倍的效果。物理課堂要生動(dòng)，一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)、一個(gè)小魔術(shù)、一個(gè)自制的實(shí)驗(yàn)裝置、一個(gè)科技前沿的小視頻等，都能激發(fā)學(xué)生的興趣，為課堂增添光彩。

三、利用好數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行學(xué)科滲透正遷移解決物理問(wèn)題，消除對(duì)物理概念本質(zhì)掌握產(chǎn)生干擾的負(fù)遷移

達(dá)·芬奇認(rèn)為數(shù)學(xué)是一切科學(xué)的基礎(chǔ)，物理基本概念和基本規(guī)律很多都可以用數(shù)學(xué)式來(lái)表達(dá)。物理與數(shù)學(xué)關(guān)系密切，靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決物理實(shí)際問(wèn)題是學(xué)好物理知識(shí)的重要工具。要學(xué)好物理，就要學(xué)好數(shù)學(xué)，要教好物理就要在教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用?？梢越柚鷶?shù)學(xué)規(guī)律和圖像等手段來(lái)解決物理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)物理應(yīng)用的正遷移。

例如，小翼利用天平和量杯來(lái)測(cè)量某液體的密度時(shí)，測(cè)得液體的體積V、液體和量杯的總質(zhì)量m，得到幾組數(shù)據(jù)并繪出m-V圖像，如下圖所示。求：（1）該液體的密度；（2）量杯的質(zhì)量。

方法一：從數(shù)學(xué)圖像中可以獲取重要數(shù)據(jù)信息，利用量杯質(zhì)量和液體密度不變，兩個(gè)未知數(shù)要進(jìn)行數(shù)學(xué)的列方程組求解。

解：設(shè)量杯的質(zhì)量為m0，液體的密度為ρ，利用圖像上兩點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)列出兩個(gè)等式ρ×20cm3+m0=40g，ρ×80cm3+m0=100g，得ρ=1g/cm3，m0=20g。

方法二：利用數(shù)學(xué)線性函數(shù)的意義，即與縱坐標(biāo)的截距代表液體體積為0時(shí)的量杯質(zhì)量為20g；m=ρV+m0，ρ即為斜率，可用變化的質(zhì)量除以變化的體積求解，降低解題的難度。

教師要利用這類題型來(lái)培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的融合思維，充分運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)描述、表達(dá)物理概念和規(guī)律，提高問(wèn)題分析能力、知識(shí)遷移能力和創(chuàng)新思維能力。

但要注意區(qū)別物理和數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)純粹只是量的關(guān)系，而物理公式中各物理量有具體含義。比如，歐姆定律I=U/R的變形式R=U/I，如果純粹當(dāng)作數(shù)學(xué)式子，以數(shù)學(xué)思維來(lái)思考，會(huì)得到“導(dǎo)體的電阻與電壓成正比，與電流成反比”的合乎數(shù)學(xué)運(yùn)算規(guī)則的錯(cuò)誤結(jié)論。要消除這種負(fù)遷移，教師在進(jìn)行電阻的概念教學(xué)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出影響導(dǎo)體的電阻大小因素有：長(zhǎng)度、橫截面積、材料和溫度。電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與外界的電壓和電流的大小無(wú)關(guān)。這樣就突出了物理概念的“物性”，在“物”的基礎(chǔ)上講“理”，從而有效防止數(shù)學(xué)知識(shí)的負(fù)遷移。

數(shù)學(xué)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律既有正遷移又有負(fù)遷移，兩者都不容忽視。

四、調(diào)動(dòng)學(xué)生積極的情緒、采用有效的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生的物理遷移性學(xué)習(xí)力

學(xué)習(xí)力是指學(xué)習(xí)動(dòng)力、毅力和能力的綜合體現(xiàn)。強(qiáng)調(diào)突出學(xué)生的主體地位，教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)物理情境，激發(fā)學(xué)生積極情緒的學(xué)習(xí)動(dòng)力。遷移性學(xué)習(xí)力培養(yǎng)學(xué)生接受新物理知識(shí)、完善舊物理知識(shí)系統(tǒng)、解決物理實(shí)際問(wèn)題的能力。在自覺(jué)進(jìn)行物理學(xué)習(xí)中會(huì)遇到一些障礙，需要不斷克服困難來(lái)完成學(xué)習(xí)的毅力。在電學(xué)的測(cè)量性實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常會(huì)遇到單只電表測(cè)量電阻的阻值、單只電表測(cè)量小燈泡的額定功率的創(chuàng)新題。教師要引導(dǎo)學(xué)生探索缺了器材如何補(bǔ)，是等效替代還是轉(zhuǎn)換測(cè)量，然后從實(shí)驗(yàn)原理、器材選擇、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)的記錄和處理、實(shí)驗(yàn)誤差分析等多角度尋找測(cè)量方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

總之，在物理教學(xué)中，教師要抓住概念的本質(zhì)特征，進(jìn)行知識(shí)構(gòu)架，形成遷移基礎(chǔ)。強(qiáng)化學(xué)生的歸納概括能力，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分類整理、歸納，舉一反三，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)的正遷移。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)將抽象的物理問(wèn)題直觀化，體會(huì)公式的來(lái)龍去脈，才能提高學(xué)生的遷移能力。運(yùn)用類比法、列表法等多種方法，促使知識(shí)發(fā)生正遷移。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的遷移性學(xué)習(xí)力，建構(gòu)完善的初中物理學(xué)科知識(shí)體系，促成物理教學(xué)的高效課堂。