物理教学中巧用迁移提效率

2022-09-11

物理学科有本身的固有特点, 物理学科的很多知识系统都存在相同或是相似的物理元素 (或称之为物理模型) 。以前涉及的一个概念或是一个物理过程可能和我们新学习的一个概念和过程有惊人的相似之处, 虽然这个新概念或过程并不从属于学生已经在头脑中存在的概念或过程, 但他们之间仍然存在一些关键特征, 也就是所谓的桑代克 (Thorndike, E.L., 1983) 的“相同元素说”我们可以借助学生对前一个概念或过程的理解, 把他迁移到新的物理概念或过程中, 起到“移花接木”的效果。这样不仅可以使教师以最少的时间, 更有效地落实教学任务, 而且也可以使学生以更短的时间, 更深刻、更透彻地理解这个知识点!我们在教学中会运用几种常见的典型的迁移, 并以几个案例来说明迁移在物理教学中的作用。

1 知识的迁移

一种是知识的顺向迁移, 即先前学习的知识系统对后继学习的知识系统产生影响。这就相当于一位建筑师在设计一座大楼时, 可以把以前造过的一座类似的大楼的图纸作为蓝本, 稍加改动就可以“依样而建”, 节省大量的时间。对教师和学生而言都会有一种“事半功倍”的效果!

案例1:重力做功与重力势能变化和电场力做功与电势能变化的迁移教学

我们首先接触的是重力这个重要的力, 在高一就知道了重力做功的规律与重力势能之间的关系:重力做功只与两点之间的高度差有关系, 而与所选的路径无关。即:W G=m g h

重力势能的变化决定于重力做功, 重力做多少功, 重力势能变化多少。如果重力做正功, 重力势能减少, 重力做负功, 重力势能增加。即:△E P=m g△h

而电场力的特点, 与重力非常相似:电场力做功只与始末位置的电势差有关, 而与所选的路径无关。即:W E=q U

电势能的变化决定于电场力做功, 电场力做多少功, 势能变化多少。如果电场力做正功, 电势能减少, 电场力做负功, 电势能增加。即:△E P=q△U

因此, 我们会发现重力和电场力之间有很多的“相同元素”, 如果我们能在教学的时候, 让学生们进行回忆比对, 让他们感受两者之间的联系, 进行有效的知识迁移, 那么对我们的教学工作来说, 将是一种很好的促进, 而且更理解更深刻!

另外, 我们在实际的教学中, 还有很多地方可以用到此种迁移, 比如我们在进行磁场的概念教学时, 就可以从电场概念进行迁移。

2 方法的迁移

方法的迁移指的是我们处理某一个问题的方法, 可以迁移到另一个问题的处理上面来。当然这里所指的方法, 并不是机械化的照搬照抄, 可以是一种思想方法, 也可以是过往的一种经验的应用。在我们的学习中, 往往会碰到这样那样的问题, 但是我们如果能在不断的学习中, 汲取处理问题的方法和技能, 并加以加工或处理, 再运用到其他问题上面, 那样的话, 将是对学习的一种促进。

问题的解决需要有一个好的方法, 选对了方法, 就如同在航海中拥有了指南针, 如果我们拥有了这个指南针, 那么在学海中将不会再迷失方向!

案例2:物质组成教学与一筐苹果

物体是由大量的分子组成的, 在对这块内容的教学上面, 我们往往会涉及到这样一些微观领域的物理量的计算, 比如分子的质量、分子的体积、分子的个数、分子所占空间、物质的量等等, 有些是不能直接用肉眼观察到的, 对于刚接触这块内容的学生有点无可适从。而如果我们在教学中能适当地运用方法的迁移这一思想的话, 可使教学的难度大大降低!

教师在进行完正常的教学任务后, 可以在学生们面前展开这样一幅图景:一筐筐的苹果, 而且作这样一个假设:每个筐都是一样的, 每一个苹果也是一样的 (包括大小、质量) , 苹果之间的空隙忽略不计。我们可以提示学生:一个个的分子看成一个个的苹果, 分子的体积和质量就是苹果的体积和质量, 一摩尔物质可以看成一筐苹果。教师可以提出:怎么去计算一个苹果的质量、一个苹果的体积或是一筐苹果的个数等, 一般的学生都可以很好的解决问题, 那么我们就可以把处理苹果问题的这种方法迁移到物质的组成上去了!

3 经验的迁移

所谓的经验迁移是指我们在日常生活中拥有的一些生活的或是感观上的经验, 可以作为我们解决问题的依据。但是我们首先必须甄别这些经验是“错觉”还是“实情”, 有的时候这种方法虽然不能达到定量分析的程度, 但是对一类问题的定性分析还是有优势的!

案例4:习题中的生活经验迁移

例:太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成的复色光, 由于大气层的折射, 那么射向大地的第一缕阳光应该是什么颜色的? (

A、红色B、紫色

C、白色D、绿色

分析:因为题目中涉及折射的问题, 一般的解决方法是画出光路图, 再来进行判断, 由于七种色光的折射率不同, 因此导致光线的偏折程度不同, 那么射向大地的第一缕阳光并不是白色的, 这样也能够通过作图得到正确的答案。

我们在这个例题中, 可能用到生活中的经验迁移过来, 既快又好的解决问题:我们在日常生活中或是文学作品中, 经常可以看到对日出的描述:一轮红日或是一片红色的朝霞等等, 由此我们知道我们观察到的第一缕阳光应该是红色的!因此答案就可以很简单的得到A, 而不用作复杂的光路图来进行分析了。

再比如, 我们可以根据我们乘座公共汽车时突然刹车和突然加速的情景先迁移过来, 来解决或理解一类有关惯性的问题。

4 结语

我国著名的教育心理学家冯忠良认为:先前的学习与后继的学习并不是孤立的, 它们之间是有相互关联的一个整体。而迁移可以看作新旧知识 (或经验) 的概括或整合, 使新旧知识 (或经验) 相互作用, 从而形成在结构上一体化、系统化, 在功能上能稳定调节活动的一个完整的系统。这也与布鲁纳 (Bruner, J.1994) 和奥苏贝尔等国外的教育心理学家的理论是基本一致的。从以上几个案例, 使我们可以发现迁移在教学中确实有非常大的促进作用, 因此我们在教学中如果能够注意引导学生自己总结出概括化的原理, 培养和提高概括总结的能力, 充分地利用各种积极的迁移, 尽量避免消极的迁移, 也就是说, 教师不一定要为学生提供直接结论或经验而操心, 最重要的是在于提供一种方法使学生把新知识与头脑中已有的有关知识或经验联系起来, 而知识迁移正是使这些知识联系起来的线索。这将会大大有利于提高教和学的效率。

摘要：迁移有时表现为原有学习对后继学习的影响, 有时表现为后继学习改变或者促进了原有的学习。从效果上来看, 这种影响有时表现为积极的影响, 有时表现为消极的影响。我们在平时的教学中, 可以有意识地利用迁移发生的规律及其影响因素, 以此作为教育教学工作的理论依据, 从而有计划、有意识地通过各种教学活动促进学习的积极迁移;消除或是尽量避免消极的迁移, 这对提高教师的教与学生的学的效率是非常有帮助的。

关键词：知识迁移,物理模型,电势