在物理教學中,如何讓學生不僅掌握知識,更能將所學知識靈活運用到新情境中,是教育工作者一直探索的問題.思維進階理論為解決這一問題提供了新的視角,它強調學生思維從低級到高級的逐步發展過程,而遷移能力則是學生能否將已有知識經驗遷移到新學習情境的關鍵能力.
1思維進階理論與遷移能力概述
1. 1 思維進階理論
思維進階理論認為,學生的思維發展是一個由淺入深、從簡單到復雜的過程.它通常包括具體形象思維、抽象邏輯思維和辯證思維等不同階段.在學習過程中,學生首先通過具體的事物和現象來感知知識,形成初步的認識,這屬于具體形象思維階段.隨著學習的深人,學生逐漸能夠運用概念、判斷和推理等思維形式對知識進行分析和綜合,進人抽象邏輯思維階段.而辯證思維則是更高層次的思維,它要求學生能夠全面、聯系和發展地看待問題.在物理教學中,引導學生的思維逐步進階,有助于他們更好地理解和掌握物理知識.
1. 2 遷移能力
遷移能力是指學習者將在某種情境下學到的知識、技能和態度應用到另一種情境中的能力.根據遷移的方向,可分為順向遷移和逆向遷移;根據遷移的效果,可分為正遷移和負遷移.正遷移能夠促進新知識的學習,而負遷移則會對學習產生干擾.在物理學習中,培養學生的遷移能力,能夠使學生在面對新的物理問題時,迅速調動已有的知識和經驗,找到解決問題的方法.
1. 3 思維進階理論與遷移能力的關系
思維進階是遷移能力發展的基礎.隨著學生思維從具體形象思維向抽象邏輯思維和辯證思維進階的過程,他們對知識的理解逐漸深人和全面,能夠更好地把握知識之間的內在聯系,從而更有效地實現知識的遷移.同時,遷移能力的提升又反過來促進思維的進一步發展,學生在遷移知識的過程中,需要不斷地思考和分析,這有助于學生突破原有的思維局限,實現思維的進階.
2 從具體形象思維中獲取解題方法
例1王同學將一個密度較大的小球從圖1中的A點水平向右以某一初速度拋出,在豎直平面內的豎直方向放置一擋板,當小球經過擋板頂端的 B 點時,小球下落的高度為 5cm ,最后落在地面的 c 點, A,C 兩點與擋板間的水平距離相等, g 取10m/s2 ,空氣阻力忽略不計,那么擋板的高度 h 和小球在空中運動的時間分別為( )

(A)0.15m,0.20s. (B)0.20m,0.15s. (C)0.30m,0.40s.(D)0.40m,0.30s. (20
解析 設小球從 A 到 B 的時間為 t1 ,從 B 到 C 的時間為 t2 .在豎直方向有
2gt2,h'+h=g(t1+tz)2,因為A、C兩點與擋板的水平距離相等,由 x=v0t ,可得 t1=t2 ,得 h=0.15m ,小球在空中運動的時間為
,故選(A).
點評在學生對平拋運動基本知識較熟悉的情況下,引人相對容易的試題,使得學生學會運用所學知識處理簡單的實際問題,培養學生解決問題的能力,讓學生從具體形象的思維中總結解題方法.
3從抽象邏輯思維中培養遷移能力
例2如圖2,一小球在某溶液中運動時僅受重力 G 和浮力 F (恒定不變),且
.若將小球從容器左壁的 M 點以 v0 的水平初速度拋出,恰好落在容器底部的 N 點, M 點到容器底部的豎直距離為 h ,M 到容器右壁間的水平距離為 L ,已知重力加速度為 g ,則下列選項正確的是( )

(A)從拋出到落到容器底部的時間為
(B)M與 N 之間的水平距離
(C)若增大 v0 ,小球將撞擊右壁,且 v0 越大,小球撞擊容器壁的速度越大.(D)若 h 足夠大,當
時,小球撞擊容器壁時的速度最小.
解析 根據牛頓第二定律,有 G-F=ma ,得
g,該小球做類平拋運動,則h
,解得物體從拋出到落到容器底部的時間
故(A)錯誤;M與N 之間的水平距離x=γot=。√
(204號 ,故(B)錯誤;小球撞擊容器右壁時,在水平方向有 t′=
,在豎直方向有y=at'=gL,
,由數學知識,當ν2=g2L2, ,即 v0=
時,速度 v 最小,所以增大 v0 ,小球將撞擊右壁,且
越大,小球撞擊壁速度不一定越大,故(C)錯誤,(D)正確.
點評小球在運動過程中除了受到重力,還受到豎直向上的浮力作用,小球的運動不是平拋運動,但浮力是一個恒力,與重力的合力豎直向下.這時,可遷移平拋運動化曲為直的處理思想,順利解決問題,從抽象邏輯思維中培養了學生的遷移能力.
4結語
基于思維進階理論培養學生在平拋運動學習中的遷移能力是一種有效的教學方法.通過有效的教學策略,能夠引導學生的思維逐步進階,從而提升學生的遷移能力.平拋運動解題案例分析也表明,這種教學方法能夠幫助學生更好地理解和運用平拋運動知識,解決實際問題.在未來的物理教學中,可以進一步推廣和完善基于思維進階理論的教學模式,促進學生物理核心素養的全面提升.
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