物理教學(xué)中如何利用正遷移避免負(fù)遷移

摘要： 在教學(xué)過程中我們經(jīng)常用到知識的遷移方法，知識的遷移是指已有知識對新學(xué)知識的影響和同化，把已有的知識推廣到其它類似的情景中去。本文主要論述在物理教學(xué)過程中如何利用正遷移避免負(fù)遷移。

關(guān)鍵詞： 物理教學(xué) 正遷移 負(fù)遷移

在學(xué)習(xí)過程中如果已有知識對新學(xué)知識有幫助，就是正遷移；相反，如果已有知識對新學(xué)知識有負(fù)作用，就是負(fù)遷移。心理學(xué)研究得到的結(jié)論是：遷移并不是自動的，自動的遷移是很少出現(xiàn)的，只有通過引導(dǎo)，遷移才會容易產(chǎn)生，引導(dǎo)越多越得法，遷移就越多越順利。筆者本文談?wù)勎覀冊谖锢斫虒W(xué)過程中如何利用正遷移，避免負(fù)遷移。

1. 物理概念教學(xué)充分利用正遷移

心理學(xué)研究認(rèn)為，已有知識之所以能夠?qū)π碌闹R有遷移效果，主要在于新舊之間存在共同要素，兩者之間共同要素越多，遷移就越容易。在物理概念有的存在很多類似的地方，如果充分把握好正遷移，會收到事半功倍的教學(xué)效果。

在初中物理中有“密度”、“比熱容”和“電阻”等概念，如果我們在教密度這個概念的過程中，讓學(xué)生親自動手做一做密度測量的實驗，學(xué)生會真正認(rèn)識到“密度（ρ= ）是物質(zhì)本身的一種屬性，密度與物體的體積和質(zhì)量無關(guān)”，不是質(zhì)量大的物體密度就大，體積大的物體密度就小，同一屬性的物體，無論質(zhì)量是多少，體積的多大，密度都是一定的。對于某種物質(zhì)來說，質(zhì)量隨其體積的增大而增大，隨著體積的減小而減小。

如果牢固地掌握了“密度”的概念，對于“比熱容（c= ）”和“電阻（R= ）”的概念，以及高中部分的“介質(zhì)折射率（n= ）”、“電場強(qiáng)度（E= ）”、“電勢（U= ）”、“電容（C= ）”、“磁感應(yīng)強(qiáng)度（B= ）”等概念，都可以利用“密度”引入的方法進(jìn)行遷移，這些物理量都是利用了兩個或多個可測的物理量的比值，來定量研究和定義新的物理量的方法。

在高中物理中，周期和頻率的最早出現(xiàn)是在圓周運(yùn)動中，如果我們用簡單的實驗或?qū)W生自己做一些實驗，從感性和理性上真正理會了周期和頻率的物理意義，那么，在后面遷移到“機(jī)械振動”、“機(jī)械波”、“交流電”、“電磁振蕩”、“電磁波”、“光的波動理論”等的周期和頻率就是順?biāo)浦鄣氖虑椤?/p>

2. 物理問題討論充分利用正遷移

我們物理學(xué)中所遇到的問題千千萬萬，但有些問題之間存在著一般的共同特征，如果能夠抓住問題的突出特征，遷移就可能進(jìn)行，特征越明顯，遷移進(jìn)行得就會越順利。

例1. 在學(xué)習(xí)簡諧振動中，振子的速度和加速度的問題，特別是振子在平衡位置的這一特殊點，速度與加速度的關(guān)系是：速度達(dá)到最大值，而加速度為零，即速度的變化率為零。這個問題的特征是：一個物理量的大小達(dá)到最大值，但這個物理量隨時間的變化率為零。掌握這一特性后，遷移到這樣幾個問題中是大有益處的。①對于電磁振蕩LC振蕩電路中，電容器開始放電的瞬間，電容器上帶電量和回路中的電流強(qiáng)度大小關(guān)系。②交流發(fā)電機(jī)的線圈平面旋轉(zhuǎn)到與勻強(qiáng)磁場磁感線垂直時，通過線圈的磁通量與線圈中感應(yīng)電流大小的關(guān)系。

例2.如圖1所示，質(zhì)量為M，長度為L的小船停在靜水中，船的左端站有一個質(zhì)量為m人，當(dāng)人從船的左端走到右端時，不計水的阻力，求人和船的位移？

解析：這是一個二體問題，由動量守恒有：mv －Mv = 0以人的速度方向為正方向，則得到： = ，又由于s = t，s = t，所以有： = ，再根據(jù)L = s+ s

解得：s= ，s= 。

在解決這個問題之后，對下面的一系列問題遷移，要解答就簡單多了。

① 圖2所示，質(zhì)量為M的斜楔放在光滑的水平桌面上，有質(zhì)量為m的滑塊由靜止從頂端滑到底端，求斜契的水平位移？

② 圖3所示，質(zhì)量為M的弧形曲面放在光滑的水平桌面上，有質(zhì)量為m的小球由靜止從頂端滑到底端，求弧形曲面的水平位移？

在解題中不斷進(jìn)行遷移訓(xùn)練，學(xué)生就可以從題海中解脫出來。

3. 討論物理問題時盡量避免負(fù)遷移

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，由于各種因素的影響，往往會出現(xiàn)一些負(fù)遷移現(xiàn)象。

例3.如圖4所示，河岸上利用定滑輪拉繩索使小船靠岸，拉繩索的速度為v，當(dāng)船頭繩索與水平面夾角為α?xí)r，小船的速度是多少？

學(xué)生在解答這個問題時，由于思維定勢容易發(fā)生負(fù)遷移，主要出現(xiàn)以下兩種錯誤：

錯解1：認(rèn)為小船的速度與繩索的速度相同，也是v。

錯解2：繩索上各個點的速度相同，將繩索的速度分解，如圖5所示，則小船的靠岸速度為：v =vcosα。

出現(xiàn)錯誤的原因主要是兩個方面。第一，不能區(qū)分合運(yùn)動與分運(yùn)動兩者之間的關(guān)系以及物體的實際運(yùn)動就是合運(yùn)動。第二，不能正確應(yīng)用運(yùn)動的分解方法，不能根據(jù)實際效果將合運(yùn)動正交分解的道理。在已知合運(yùn)動和一個分運(yùn)動方向的條件下，可以畫出無數(shù)個平行四邊形，然而根據(jù)物體的實際運(yùn)動，將合運(yùn)動正交分解，才能求出唯一的符合實際的結(jié)果。

對于這個問題，關(guān)鍵是要分析小船上A點的運(yùn)動與車?yán)K索的運(yùn)動之間有什么樣的關(guān)系。A點的運(yùn)動（繩索末端的運(yùn)動）可以看作兩個分運(yùn)動的合成：一是沿著繩索方向的被牽引，繩索的長度縮短，設(shè)繩索縮短的速度為v ；另一個是垂直于繩索以定滑輪為圓心的擺動，它不改變繩索的長度，設(shè)與繩索垂直方向的分速度為v 。設(shè)A點在該時刻的速度為v′。如圖6所示，則A點的速度為：v′=v /cosα，v 為車?yán)K索的速度v =v，即得到船的速度為：v′=v/cosα。

總之，我們在教學(xué)過程中，要充分利用正遷移而避免負(fù)遷移，使學(xué)生從繁重的學(xué)習(xí)生活和題海中解脫出來。

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。”