摘 要：學(xué)習(xí)的根本目的是學(xué)會學(xué)習(xí)，會學(xué)習(xí)是未來人的特征。將己掌握的知識和規(guī)律創(chuàng)造性地運用到新的環(huán)境中去探索未知的知識、規(guī)律，這種知識遷移能力是創(chuàng)造性人才必須具備的基本能力。然而，目前我們的物理教材是知識的縱向深入多，橫向聯(lián)系少，在課堂教學(xué)中往往強調(diào)解決具體的、實際的問題，忽略了觀點上的綜合和方法上的遷移，不利于知識的綜合應(yīng)用和融會貫通。本文就物理學(xué)習(xí)中如何運用遷移規(guī)律談?wù)勛约捍譁\的想法。

關(guān)鍵詞：遷移；比較；聯(lián)想；創(chuàng)造性思維

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2007)1(S)-0015-4

學(xué)習(xí)的根本目的是學(xué)會學(xué)習(xí)，會學(xué)習(xí)是未來人的特征?！皶W(xué)”相對于“學(xué)會”是層次更高的要求，意思是我們在學(xué)習(xí)過程中，不僅要掌握知識，而且要掌握獲得知識的方法，并為終身學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

將己掌握的知識和規(guī)律創(chuàng)造性地運用到新的環(huán)境中，去探索未知的知識、規(guī)律，即知識遷移能力是創(chuàng)造性人才必須具備的基本能力，也是在物理學(xué)習(xí)中從“學(xué)會”走向“會學(xué)”的重要一環(huán)。然而，現(xiàn)在我們的物理教材是知識的縱向深入多，橫向聯(lián)系少，在課堂教學(xué)中往往強調(diào)解決具體的、實際的問題，忽略了觀點上的綜合和方法上的遷移，不利于知識的綜合應(yīng)用和融會貫通。因此，在物理教學(xué)中，尤其在高三復(fù)習(xí)課，應(yīng)該充分運用遷移規(guī)律，提高教學(xué)實效，使學(xué)生從題海中解脫出來。下面就物理學(xué)習(xí)中如何運用遷移規(guī)律談?wù)勛约捍譁\的想法。

1 巧用正遷移，促使學(xué)生知識結(jié)構(gòu)化

高三復(fù)習(xí)課與新課教學(xué)有較大區(qū)別，必須從多方面、多角度對所學(xué)知識進行再認識，調(diào)整認知結(jié)構(gòu)。對重要概念、規(guī)律不應(yīng)只是簡單的重復(fù)，而要變通角度，延伸深度，揭示物理現(xiàn)象中的本質(zhì)和聯(lián)系，在原有知識的基礎(chǔ)上產(chǎn)生新觀點、新解釋，才能有效地促進學(xué)生的學(xué)習(xí)遷移。

例如《感應(yīng)電動勢》一節(jié)，雖然教材強調(diào)了感應(yīng)電動勢的概念及規(guī)律，但學(xué)生對內(nèi)容涵義不甚理解，應(yīng)用時多只會套用公式，這是由于對要領(lǐng)及規(guī)律的提出缺乏應(yīng)有的科學(xué)歸納、推理環(huán)節(jié)，出現(xiàn)知識斷裂現(xiàn)象造成的。因此在復(fù)習(xí)課時，首先引導(dǎo)學(xué)生回顧：處于磁場中的載流導(dǎo)體產(chǎn)生安培力的微觀本質(zhì)是什么？然后引導(dǎo)學(xué)生思考：導(dǎo)體作切割磁感線運動時，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的微觀本質(zhì)是什么？

如圖分析：作垂直切割磁感線運動的導(dǎo)線中，每個自由電子都受到洛倫茲力，大小為F=evB，F(xiàn)使電子沿著導(dǎo)體向下端移動，于是導(dǎo)體上端出現(xiàn)正電荷，下端出現(xiàn)負電荷，這樣導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的電場E方向向下，而且該電場使導(dǎo)體的電子受到一個向上的電場力F=eE。因此，在磁場中運動著的導(dǎo)體內(nèi)，每個電子都要受到兩個方向相反的力。當(dāng)二力平衡，導(dǎo)體內(nèi)的電子不再因?qū)w的移動而發(fā)生宏觀流動時，有evB=eE，所以E=vB，又由于電場強度是導(dǎo)體兩端的電勢差與導(dǎo)體長度之比，即E=ε/L，這時導(dǎo)體兩端形成的電勢差就是感應(yīng)電動勢，即ε=EL=LvB。由此可知，當(dāng)導(dǎo)體作切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是洛倫茲力的宏觀效應(yīng)。

那么從能量的角度看，感應(yīng)電動勢的物理意義又是什么呢？這時學(xué)生大多能回答是電場力克服洛倫茲力做功，使其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，并且由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得：電場力做功為evBL，數(shù)值上等于電子增加的電勢能eε，即evBL=eε，從而也可以導(dǎo)出公式：ε=BLv。

不拘泥于課本的思路和方法，用學(xué)生學(xué)過的知識和方法從不同角度揭示物理宏觀現(xiàn)象的微觀本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，在舊有知識的基礎(chǔ)上產(chǎn)生新觀點和新解釋，能將所學(xué)知識進行一定程度的歸納和整理，建立完善的認知結(jié)構(gòu)。

2 善于遷移，提高分析問題的能力

復(fù)習(xí)不只是鞏固知識，更重要的是培養(yǎng)能力。把已熟知的物理模型、物理規(guī)律與所研究的物理情景相聯(lián)系，通過知識遷移，引入類比、等效思維方法，有助于迅速把握解決問題的關(guān)鍵，提高分析問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生解決物理問題的思維方法。

盡管學(xué)習(xí)過程中的遷移現(xiàn)象是普通存在的，但正遷移的發(fā)生不是自動的，它還需要一定的條件。因此，在教育教學(xué)中，教師應(yīng)創(chuàng)造條件，促進學(xué)生知識和方法的遷移。

2.1 夯實基礎(chǔ)是遷移的前提

學(xué)生已有知識經(jīng)驗在知識遷移的過程中首先是作為基礎(chǔ)和背景起作用的，它為學(xué)習(xí)中的遷移提供了“準(zhǔn)備”。學(xué)生已有知識經(jīng)驗越精確、熟練，就越有利于知識的遷移；反之，學(xué)生的已有知識經(jīng)驗如果不精確、不熟練，就有可能干擾或阻礙新的學(xué)習(xí)。這種現(xiàn)象也就是學(xué)習(xí)中的負遷移。如果學(xué)生已有的知識經(jīng)驗有時因掌握得不熟練而處于一種惰性狀態(tài)，即處于一種不活動的狀態(tài)，不能被提取出來加以應(yīng)用，這種惰性知識也不利于知識的遷移。后進學(xué)生的形成，一個很重要原因就是他們不能激活作為獲取新知先決條件的已有知識經(jīng)驗。因此，教師必須引導(dǎo)學(xué)生熟練地掌握基本的概念和規(guī)律，為學(xué)習(xí)的遷移提供準(zhǔn)備。

例如：有的同學(xué)在計算“足球運動員用100N的力一腳將足球踢出20m遠，這個運動員對足球做了多少功？”時，竟然得出2000J的荒謬結(jié)果。究其原因是對力和運動的關(guān)系及功的概念沒有理解所造成。再如圖2所示，當(dāng)傳送帶靜止時，物體從左端以速度v0滑上傳送帶后，落到地面上的P點。若傳送帶隨輪逆時針轉(zhuǎn)動，仍讓物體由左端以速度v0滑上傳送帶，那么，

A．它仍落在P點

B．它將落在P點左邊

C．它將落在P點右邊

D．無法判定落點，因為它可能落不到地面

許多學(xué)生錯選B或D，實質(zhì)上是學(xué)生對滑動摩摩力的大小及物體合外力產(chǎn)生的加速度是對地的還是對傳送帶的認識模糊所致?；瑒幽Σ亮Φ拇笮_f=μ·N與傳送帶速度無關(guān)，而物體的加速度是對地的加速度，物體前后兩次到達皮帶左端的速度v₀相等，F(xiàn)_f在前后兩次未變，易知物體前后兩次做平拋運動時，初速度都相同，故選A正確。

可見，掌握扎實的基礎(chǔ)知識是課堂教學(xué)追求的目標(biāo)，也是遷移應(yīng)用的前提。

2.2 善于比較，及時歸納總結(jié)是正確遷移的保證

比較是一種思維能力，比較就是將各種事物或個別部分的過程、特征、規(guī)律、結(jié)論等加以對比，以確定它們之間的異同。比較有利于排除遷移中的干擾，使遷移正確無誤。通過比較，再引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，使之思路廣闊，左右逢源，為遷移應(yīng)用進一步積累豐富的經(jīng)驗知識。如下面的一組題：

①一物體從同一高度沿不同的光滑斜面由靜止滑下，如圖3所示。則下滑到末端的加速度、時間t、末速度vt的表達式分別是：

②同一物體從不同的高度沿光滑斜面由靜止下滑到同一水平面，如圖4所示。下滑到末端時的加速度

③有一豎直放置的半徑為R的圓環(huán)。讓一物體沿如圖5所示的光滑斜面下滑到最低點，則 ， 。

通過比較可知：從同一高度無摩擦滑到同一水平面，末速度的大小與傾角及路徑無關(guān)。在同一圓上，從不同點（或同一點）沿光滑斜面滑到同一點（或不同點），所用時間相同。

這些習(xí)題的結(jié)論，可作為知識儲備，以便遷移解決一些較復(fù)雜的問題。如下例：

如圖6所示，兩個質(zhì)量相等的物體在同一高度沿傾角不同的兩個光滑斜面由靜止開始滑下，到達斜面底端的過程中，相同的物理量是

A．重力的沖量

B．彈力的沖量

C．合力的沖量

D．剛到達底端的動量

由習(xí)題結(jié)論知，a、t不同，v_t的大小相同，再考慮矢量的方向，故A、B、C、D都不對。

2.3 聯(lián)想是遷移的主要途徑

聯(lián)想是由一物理現(xiàn)象（或過程）想到另一物理現(xiàn)象（或過程）的心理過程。常見的聯(lián)想方法有：

①接近聯(lián)想：即從比較接近的物理現(xiàn)象或物理過程想起，尋找遷移的理論依據(jù)。

例 如圖7所示，一個半徑為R的圓弧形軌道豎直放置，軌道光滑，今有兩個質(zhì)點A、B，B從圓弧形軌道的圓心O′處自由落下（空氣阻力不計），A同時從非常接近O點的P點無初速釋放，試問：A與B誰先到達O點。

本題直接求A到O點的時間非常困難，但P點非常靠近O點，又在圓弧形軌道上運動，易想到單擺擺角的限制及運動情況。通過對質(zhì)點A的受力分析，可知與單擺擺球受力情況一致。為此將單擺周期公式遷移到A到O點的時間計算上來，即t_A=14×2πRgs=π2Rgs ，B質(zhì)點的運動為自由落體運動，即t_A=2Rg=2·Rg。

∵ ，∴B質(zhì)點先到達O點。

②類似聯(lián)想：即從有相似特點的同類物理現(xiàn)象或過程想起，實現(xiàn)遷移的突破。

例 如圖8所示，寬度為d的，空間存在方

向垂直于紙面向外、磁感強度為B的勻強磁場。質(zhì)量為m、帶正電q的粒子（重力不計）沿著與邊界和磁場都垂直的方向射入磁場，從另一側(cè)邊界射出時速度方向偏轉(zhuǎn)了α角，求粒子進入磁場時的速度大小。

若將磁場撤去，在同一區(qū)域加上方向平行于紙面，場強為E的勻強電場，讓同一粒子以另一初速度沿與邊界和電場都垂直的方向射入電場，粒子飛出時的速度方向也偏轉(zhuǎn)了α角，如圖所示，求粒子射入電場時的速率。

分析 帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動和在勻強電場中的勻變速曲線運動是中學(xué)物理中所研究的兩個較復(fù)雜、較典型的運動形式。兩種運動由于受力情況不同，運動的性質(zhì)也就不同，從而服從不同的運動規(guī)律，處理的方法就不一樣。

粒子在磁場中做圓周運動時，由幾何關(guān)系得半徑r=dsinα，利用牛頓第二定律得v0=qBdmsinα。

粒子在電場中的勻變速曲線運動可分解為垂直于電場方向的勻速運動和沿電場方向的勻加速直線運動，利用牛頓第二定律和運動學(xué)方程求出v₀= 。

3 力避負遷移，發(fā)展思維能力

彼此類似但有著本質(zhì)差異的知識之間，在遷移過程中有時會產(chǎn)生相互干擾和破壞，即產(chǎn)生負遷移。如振動圖象和波的圖象形式相似（正弦或余弦曲線），前者對后者的學(xué)習(xí)、認識常產(chǎn)生干擾，若將兩者不加區(qū)分、混為一談，就不能正確理解兩種運動形式的聯(lián)系與區(qū)別。造成負遷移的原因主要有：錯誤的日常直覺經(jīng)驗、先有觀念、對概念和規(guī)律的內(nèi)涵及外延理解不深刻、錯誤的類比等。因此，在物理教學(xué)中教師要加強“變式”教學(xué)，對所用的材料的內(nèi)容和形式，善于從不同的角度，不同的方向提出問題和尋找解決問題的途徑和方法。教師應(yīng)有意識地從各個不同的角度變更事物的非本質(zhì)特征，通過分析、對比與評價，突出事物隱蔽的本質(zhì)屬性，幫助學(xué)生克服思維定勢的負效應(yīng)。

例如學(xué)生對靜摩擦力的方向判定問題，由于學(xué)生受思維定勢的影響，容易認為摩擦力的方向必與物體運動方向相反。為此，教師應(yīng)設(shè)計不同的物理情景，供學(xué)生分析對比，幫助學(xué)生理解摩擦力方向的實質(zhì)問題。

情景一：木塊在桌面上滑動，木塊不久會停下。分析：物體停止的原因是摩擦力方向與物體運動方向相反。

情景二：在桌面上放一張白紙，在紙上放一木塊，并拖動白紙，使木塊跟著紙一起向前運動。

分析：假如按照上例判斷摩擦力Ff方向與物體運動方向相反，那么木塊的運動將落后于紙面，但事實上，木塊與紙一起向前運動。這時，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析摩擦力的實質(zhì)：靜摩擦力是阻礙物體間相對滑動趨勢的作用力， 可知Ff的方向與木塊的運動方向相同。

情景三：木塊置于勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起作勻速圓周運動。

由于受到思維定勢影響，學(xué)生對物體維持勻速圓周運動所需的向心力是物體與臺面間的靜摩擦力感到迷惑：假如物體不受摩擦力，物體將沿切線方向向前運動，那么靜摩擦力的方向應(yīng)沿切線方向向后，為什么靜摩擦力方向會沿半徑指向圓心？學(xué)生產(chǎn)生這種模糊概念的主要原因，在于他們不理解摩擦力產(chǎn)生于相對臺面運動的趨勢。如果物體的運動是相對于地面，那么地面上的觀察者將看到物體沿切線方向運動，但物體相對于臺面的運動趨勢不是沿切線方向，而是沿著半徑向外。因此物體與臺面之間的摩擦力是沿半徑方向指向圓心，與物體的運動方向相垂直。

4 學(xué)會跨學(xué)科遷移，提高創(chuàng)造能力

現(xiàn)代科學(xué)文化的發(fā)展趨勢，是學(xué)科與學(xué)科間的理論、方法、概念等的相互滲透、相互轉(zhuǎn)移，有效的遷移具有促進科學(xué)文化發(fā)展的獨特功能。如：著名理論物理學(xué)家薛定諤把熱力學(xué)和量子力學(xué)的概念遷移到生物學(xué)，用“負熵”、“密碼”、“傳遞”、“非周期性晶體”、“量子躍遷式”等現(xiàn)代物理的新概念，解釋有機體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、生物的遺傳和變異以及生命的維持和延續(xù)等問題，寫成了《生命是什么？》一書，為人類認識生命系統(tǒng)的特征開辟了道路。

將一門學(xué)科的原理運用到其它學(xué)科領(lǐng)域，進行學(xué)科間的交叉、借鑒、融合，可加大思維過程的開放度。

例如圖9，P、O、Q為河岸上的三點，其中PO連線垂直河岸，某人通過游泳（v₁=3m/s）和步行（v₂=5m/s）由P點出發(fā)前往目的地Q點。

已知河寬L=100m，O與Q間距S=150m，問此人選擇什么路徑可以使他經(jīng)歷的時間最短？最短時間為多少？（假定河水靜止不動）

這一求物體在確定的兩點間運動的最短時間問題，看上去非常簡單，數(shù)學(xué)運算過程卻相當(dāng)繁瑣。若將幾何光學(xué)中的費馬原理（光在確定的兩點間傳播時，實際的光程總是一個極值。如光在兩種介質(zhì)的分界面上發(fā)生折射時，光是沿著最短光程即傳播時間最短的路徑傳播的）遷移過來，可使問題簡單易行。此人行進的方式類似光的折射，人在陸地和水中的運動可類比成光在兩種介質(zhì)中的運動（陸地看作光疏介質(zhì)，水看作光密介質(zhì)）。由費馬原理知，此人“沿光傳播方向”可歷時最短。根據(jù)折射定律n=v₂/v₁=5/3，sinC=1/n，C=arcsin3/5=37°。故人先沿與垂直岸方向成37°的PM方向游到M點上岸，再步行至Q，如圖10，這樣可使他經(jīng)歷的時間最短（t=56.7s）。巧妙遷移光學(xué)規(guī)律，使原本繁瑣的解題過程變得十分簡單。

跨學(xué)科、跨知識體系的知識、方法的遷移，體現(xiàn)了科學(xué)、社會發(fā)展的客觀要求，反映了事物發(fā)展的客觀規(guī)律。從上述例題中可看出，跨學(xué)科遷移能使我們廣開思路，多層次、多方面應(yīng)用各種知識元素去構(gòu)筑自己的知識結(jié)構(gòu)，這樣的思維過程顯然對我們創(chuàng)造性的萌發(fā)非常有利。

通過以上的分析和討論，可以看出：遷移是一種顯著影響學(xué)習(xí)效率的普遍現(xiàn)象?！盀檫w移而教”是當(dāng)今世界教育界的口號。教師的教學(xué)不僅是傳授知識，而且要發(fā)展智力，培養(yǎng)能力，教會學(xué)生獨立地解決問題。對于學(xué)生來講，學(xué)習(xí)的成效不僅僅是掌握了一定的知識，還在于能夠在新的情境中，應(yīng)用已有經(jīng)驗去解決新問題，獲取新知識，從而產(chǎn)生預(yù)期的行為變化。同時，教師還應(yīng)注意指導(dǎo)學(xué)生克服負向遷移產(chǎn)生的消極影響，幫助學(xué)生深刻、透徹地理解、掌握物理規(guī)律，抓住物理模型的本質(zhì)特征，注意其適用的條件，避免負遷移的產(chǎn)生。只有這樣才能全面提高遷移的效果，全面提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

參考文獻：

［1］馬彥冬．加強遷移訓(xùn)練的做法．物理教學(xué) ，2003，2.

［2］彭安璐．設(shè)計相似型習(xí)題，加強能力訓(xùn)練．試題研究，2000，10.

(欄目編輯趙保鋼)

<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