培養(yǎng)遷移能力 提升核心素養(yǎng)

鄒韓仕

[摘???要]知識遷移能力是學生將學到的知識技能成功地遷移到新的情境、新的問題時所體現(xiàn)出的一種素質(zhì)和能力，是學生更高層次的能力表現(xiàn)。通過高考力學實驗復習，培養(yǎng)學生的縱向、橫向遷移能力，促進知識的正遷移，減少知識的負遷移，進一步提升學生的核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]力學實驗復習;縱向遷移;橫向遷移;正遷移;負遷移

[中圖分類號]????G633.7????????[文獻標識碼]????A????????[文章編號]????1674-6058（2019）35-0049-03

知識的遷移是一種學習對另一種學習的影響。知識遷移能力是指學生利用物理核心知識和科學方法解決陌生問題和不確定性問題以及探尋新知識和新方法的能力，是學生更高層次物理能力的表現(xiàn)，其實質(zhì)是觸類旁通，舉一反三，是把學到的某些原理知識應用到學習新的知識或解決新問題中去，也就是實現(xiàn)知識的遷移。知識遷移能力體現(xiàn)了學生分析、歸納、綜合、對比等方面的素質(zhì)和能力。學生知識遷移能力的高低直接影響著學生在復習過程中的信息處理能力、新舊知識的鏈接能力、利用物理知識解決實際問題的能力等。高考力學實驗復習中要充分挖掘資源?，培養(yǎng)學生的縱向、橫向遷移能力，促進學生知識的正遷移，減少知識的負遷移，進一步提升核心素養(yǎng)。

一、以“紙帶”為主線，構(gòu)建力學實驗知識組塊，促使知識縱向遷移

縱向遷移是指在難度和復雜程度上屬于不同層次的學習間的遷移，又叫作垂直遷移。心理學認為，學生掌握基礎(chǔ)知識和基本技能的牢固程度是影響遷移的重要因素之一。先前的學習越扎實、雄厚，就越容易產(chǎn)生遷移，效果也越顯著。因此，應當提高學生對所學知識的理解程度，為知識的遷移、應用奠定基礎(chǔ)。

高考力學實驗復習中，可以“紙帶”為主線，將各個實驗加以串聯(lián)，從而構(gòu)建力學實驗的知識組塊。通過紙帶可獲取的信息有：物體運動的時間、物體運動的位移、判斷物體的運動情況（加速、減速、勻速）、求速度（動能、功率、動量）（關(guān)聯(lián)實驗：研究勻變速直線運動、探究動能定理、驗證機械能守恒定律、驗證動量守恒定律等）、求加速度（合力、摩擦力、動摩擦因數(shù)）（關(guān)聯(lián)實驗：驗證牛頓運動定律、測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ等）。由此可見，只要抓住“紙帶”這條主線，就能帶出相關(guān)物理量、實驗方法和具體實驗，幫助學生形成知識網(wǎng)絡，培養(yǎng)學生的縱向遷移能力。

[例1]某同學利用圖1所示實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達滑輪處）。從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖2所示。打點計時器電源的頻率為50?Hz。

（1）通過分析紙帶上的數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計數(shù)點???????????和??????????之間某時刻開始減速。（2）計數(shù)點5對應的速度大小為???????????m/s，計數(shù)點6對應的速度大小為???????????m/s（保留三位有效數(shù)字）。（3）物塊減速運動過程中加速度的大小為[a]=???????????m/s2，若用[ag]來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值???????????????（填“偏大”或“偏小”）。

點評：可以此題為母題，幫助學生系統(tǒng)復習整個力學實驗的基礎(chǔ)知識。

二、舉一反三，觸類旁通，促使知識橫向遷移

橫向遷移是指把已學到的經(jīng)驗推廣應用到其他在內(nèi)容和難度上相類似的情境中，又叫作水平遷移。舉一反三，觸類旁通，實際上就是學習者通過思考，運用已有的知識技能，找到與要解決的問題相關(guān)的規(guī)律，從而把當前的問題納入已有的知識系統(tǒng)，從而解決問題。高考力學實驗復習中，可從以下四個方面培養(yǎng)學生的橫向遷移能力。

1.巧用同一實驗裝置完成不同實驗

如圖3所示的實驗裝置是力學實驗中的一套常見裝置，該裝置在高考題中頻繁出現(xiàn)，用此裝置可完成的基本實驗有：研究勻變速直線運動、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恒定律、測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ等。

（1）為了盡可能減少摩擦力的影響，需要將長木板的右端墊高，直到在沒有沙桶拖動下輕推小車，?小車拖動紙帶穿過計時器時能做?????????????????????????????????。

點評：由實驗原理[mgh=12mv2-12mv02]，數(shù)學變形可得：[v2=2gh+v02]，則圖像中直線斜率為重力加速度。應用“化曲為直”思想處理實驗數(shù)據(jù)的解題思路是：明確實驗目的→列出對應數(shù)學表達式→對物理量進行換元→確立自變量和因變量（建立線性關(guān)系）→推導圖像截距、交點、面積、斜率的物理意義→確立未經(jīng)測量或無法直接測量的物理量。

四、比較辨析，防止知識負遷移

負遷移也稱消極遷移，它指的是一種學習對另一種學習產(chǎn)生的消極作用。由于學生的認知結(jié)構(gòu)、思維定式以及學習方法等的局限性，而產(chǎn)生負遷移，從而影響或干擾了新知識的學習。復習時，應讓學生對力學基本實驗的原理、方法、儀器使用、誤差來源、數(shù)據(jù)處理等問題有深刻的認識和理解，并通過對比分析，引導學生主動參與判斷、評價和矯正，避免“死記硬背、生搬硬套、一知半解”的現(xiàn)象，在相異中尋求相似，從中掌握事物的共性，在相似中尋求相異，進而掌握各個事物的個性，以防止負遷移的產(chǎn)生。

[例5]如圖15所示的裝置由氣墊導軌、兩個光電門、滑塊和沙桶（含沙）等組成。光電門可以測出滑塊分別通過兩個光電門的瞬時速度，導軌標尺可以測出兩個光電門間的距離，另用天平測出滑塊和沙桶（含沙）的質(zhì)量分別為M和m。下面說法正確的是 （選填字母代號）。

A.用該裝置可以測出滑塊的加速度

B.用該裝置驗證牛頓第二定律，要保證拉力近似等于沙桶的重力，必須滿足m[<][<]?M

C.可以用該裝置驗證機械能守恒定律，但必須滿足m[<][<]?M

D.用該裝置可以驗證動能定理

點評：該實驗用氣墊導軌代替長木板、用光電門代替打點計時器來測量速度，經(jīng)過改裝后的裝置，可以測出滑塊的加速度、驗證牛頓第二定律、驗證機械能守恒定律、驗證動能定理，使一套實驗裝置具備多種功能。但在處理這個實驗時，有的學生受前概念的干擾，認為仍然要讓氣墊導軌傾斜以平衡摩擦力，有的學生認為不管要完成哪個實驗，都必須滿足m[<][<]??M這一條件。之所以有這樣的認識，是因為對實驗的基本原理、實驗方法、實驗誤差理解不夠透徹，生搬硬套結(jié)論，思維不夠嚴謹。對測滑塊的加速度、驗證牛頓第二定律、驗證動能定理三個實驗，由于這三個實驗的研究對象是滑塊（或小車），為了讓滑塊（或小車）所受的拉力近似等于重物（沙及沙桶、鉤碼、砝碼及砝碼盤等）的重力，故需將影響的因素加以“消除”，需要平衡摩擦力（或用氣墊導軌代替長木板），并滿足重物質(zhì)量要遠遠小于滑塊質(zhì)量。而對驗證機械能守恒定律這一實驗，為滿足守恒條件，實驗中不能有摩擦力，故也需要平衡摩擦力（或用氣墊導軌代替長木板），但其研究對象是沙桶和滑塊組成的系統(tǒng)，目的是驗證系統(tǒng)減少的重力勢能是否等于增加的動能，即[mghB=12（m+M）v2B]，故不需滿足重物的質(zhì)量要遠遠小于滑塊質(zhì)量。

總之，在高考力學實驗復習中，教師要通過優(yōu)化組合，講求實效，靈活運用，多角度、多層次引導學生主動參與討論、比較、綜合、判斷、評價和矯正，有效促進學生知識遷移能力的提高，提升學生核心素養(yǎng)。

[???參???考???文???獻???]

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[2]??周青玉.如何培養(yǎng)學生應用知識遷移的能力[J].?中學物理，2012（16）：71-72.

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[5]??王世存，？王后雄.中學化學學習中負遷移成因及教學對策[J].?課程·教材·教學，?2012（1）：101-105.

（責任編輯 易志毅）