樂清富
[摘 要]
在復習中,教師要在深鉆教材的基礎上,找準新、舊知識內容和方法的“結合點”,將新、舊知識建立實質性的聯(lián)系,使教學富有整體性、有序性、概括性,引導學生應用遷移的規(guī)律來進行復習。
[關鍵詞]
正遷移;負遷移;高三復習
現(xiàn)代考試的命題是以能力來立意的,試題的知識組合度、交叉度等都是在能力立意的背景下而設置。如果不能形成知識的前后聯(lián)系、方法的前后貫通,學生在處理綜合問題時,就時有發(fā)生遺忘率較高、已學過的物理方法再使用率低的現(xiàn)象。究其原因,可能是多方面的,除了部分同學在單元復習中,沒有真正實現(xiàn)知識點“過關”以外,沒有注意知識、方法的前后聯(lián)系,不能將已復習的內容在新的情景中進行有效的遷移也是其中的重要原因。
遷移即一種學習對另一種學習的影響,是指學生已獲得的知識、技能、方法和態(tài)度對學習新的知識、技能、方法和態(tài)度的影響。利用知識、技能、方法之間的相似性,利用較為熟悉的一種學習,來影響另一種學習,從而實現(xiàn)學生對新知的掌握,以降低學生的思考難度,達到增效減負的作用。
心理學家提出各種各樣的理論,從各方面揭示了遷移的實質,如:
共同因素遷移說:認為兩種學習內容之間具有共同成分或者共同因素時,才會有遷移現(xiàn)象發(fā)生。
概括化理論:兩個學習活動之間存在的共同成分,只是產(chǎn)生遷移的必要前提,而產(chǎn)生正遷移的關鍵是學習者在兩種學習活動中概括出它們之間的共同原理。
認知結構理論:認為廣泛遷移的產(chǎn)生是由于認知結構的形成。
筆者在多年的高三物理教學過程中,思考和分析了學生知識的形成和應用特征,結合遷移的理論,不斷加強物理知識和方法的前后聯(lián)系,將知識進一步系統(tǒng)化、綜合化和能力化,讓學生用遷移的規(guī)律來進行復習,嘗試應用下列遷移策略,達到“事半功倍”的良好效果。
一、注重概念和規(guī)律的教學,促進學生實現(xiàn)內容領域間的遷移
教師不僅要把一般物理原理、概念、規(guī)律教給學生,而且還要讓學生學會概括一般原理、概念、規(guī)律的方法,使其養(yǎng)成概括的習慣。讓學生從不同知識之間關聯(lián)到在教師的點撥下發(fā)現(xiàn)思維遷移的規(guī)律,從而可以自覺地去尋找遷移點完成認知結構的重組。所謂“遷移點”是指能使一種學習對另一種學習產(chǎn)生影響的共同元素。電勢能是學生很難學的概念,教師可以應用思維遷移的規(guī)律,啟發(fā)學生尋找電勢能和重力勢能的遷移點。重力和電場力做功有共同的特點:它們做功都與路徑無關。因此教師應指導學生把重力勢能的大小EP=mgh換個角度來理解——重力勢能的大小等于把物體移到零勢能參考面重力所做的功,教師再引導學生怎樣定義電勢能的大小,這樣學生就很容易理解電勢能——電勢能的大小等于把電荷從電場中某點移到零勢能參考面電場力所做的功。再引導學生把重力勢能的特點遷移到電勢能的特點。
在這基礎上,引導學生尋找其他相似的概念和規(guī)律。例如:電場強度、電勢、電勢差、電容(都是用比值法定義的物理量),讓學生能夠在最短時間內在頭腦中形成對于相似概念之間的直觀、準確的對比印象,從而提高概念教學效果。
在教學中,要培養(yǎng)學生善于發(fā)現(xiàn)學習內容中存在的共同因素,善于對這些因素進行加工,把已有的知識經(jīng)驗概括成一般原理和原則,運用到新的同類對象中,達到認識新對象的實質,從而把新對象納人到已有的知識、經(jīng)驗系統(tǒng)之中,使學生深刻地理解和牢固地掌握知識的層次及各知識點之間的聯(lián)系,而后將它們有機地組織起來,建立起科學而穩(wěn)固的知識網(wǎng)絡,提高學生的所學內容領域間的遷移能力。
二、加強對學生思維方法遷移能力培養(yǎng)
教師在教學知識時,要注重物理思想和方法的教學,要考慮怎樣培養(yǎng)學生在原有知識體系上進行方法的遷移,使學生在不同學習活動中概括出它們之間的共同解題方法。思維方法遷移是指將思維方法運用到解決問題或學習知識的轉化過程。思維方法遷移能力更具有普適性,思維方法遷移不僅適用學科之內,在學科之間也可以將思維方法和思維方式進行遷移。
例如:數(shù)學上遞增或遞減數(shù)列的平均值可以這樣計算,如2、3、4、5、6這組數(shù)字的平均值可以這樣算,頭尾兩個數(shù)字之和除以2;或等于中間數(shù)字4。
在學習勻變速直線運動,速度是均勻變化的。如下表所示:
它的平均速度的求法v=(v0+vt)/2,或直接等于中間時刻2秒的速度。
如圖1,一導體棒OA點在勻強磁中做勻速圓周運動,導體棒各點割磁感線的速度沿OA方向均勻增加,則導體棒的感應電運勢可以怎么算呢?引導學生遷移得出桿切割磁感線的平均速度的算法,即可得出E=BL(v0+vA)/2=BLWL/2。
如圖2所示,粗糙水平臺上有一輕質彈簧,其左端固定于豎直擋板上,右端與質量為m的物塊連接,現(xiàn)對物塊施加一個水平向左的外力F,大小隨位移x變化關系均勻增加,如圖3所示。求彈簧被壓縮過程中外力F做的功時,引導學生進行思維方法的遷移,可以用中間位移的力12N或用初末兩個位移的力之和除2作為力F的平均值。
有些表面上看來似乎并不相干的問題,而實質上卻有著密切的、內在的有機聯(lián)系,甚至遵循著同一規(guī)律。這就要求物理教師在教學過程中注意總結不同知識之間所應用共同的思維方法,引導學生進行思維方法的遷移。而思維方法遷移較一般遷移具有更強的穩(wěn)定性,學生對這些思維方法掌握得越好,理解得越透徹,越有利于提高學生思維遷移的能力。
三、注重培養(yǎng)學生歸納總結能力,提高同類題型遷移能力
物理知識和經(jīng)驗的概括度是影響中學生物理知識遷移的一個重要因素。如果學生具備獨立地分析和概括物理問題的能力,就容易發(fā)現(xiàn)事物間的內在聯(lián)系,掌握物理新舊知識的共同特點,就有利于物理知識和技能的有效遷移。教師應該注重培養(yǎng)學生的歸納總結物理知識的能力,實現(xiàn)更多的知識遷移的可能性。高中物理有很多物理圖象,各種物理圖象相似但又不同,教師可以幫助在復習V—t圖像時,在學生做過較多V—t有圖像的題目基礎上,引導學生歸納V—t圖像題的解題規(guī)律:如圖4甲斜線表示速度隨時間的增大而增大;斜率表示甲的加速度;斜線與V軸的交點表示甲的初速度;t2時刻甲乙的交點表示兩物體速度相等;面積表示位移。在解其他圖像題時也提示學生按這五個方面讀圖像:從圖像可以直觀得出橫縱坐標所表示的兩個物理量之間的關系,圖像與橫縱坐標交點的涵意,圖像斜率的涵意,曲線交點的涵意,曲線與坐標軸圍成的面積的涵意,橫縱坐標所表示的兩個物理量之間的函數(shù)關系。并讓學生回憶已學過的圖像,討論每種圖像的五方面的涵意。例如讓學生總結面積有物理意義的圖像還有a—t、F—x、P—t、I—t、E—x。這樣,學生在解圖像題時就不會無從下手,而能自覺應用遷移規(guī)律解題。
通過不斷訓練學生對物理知識的概括能力,培養(yǎng)學生實現(xiàn)相似材料間的遷移,人們越能發(fā)現(xiàn)事物間的關系,則越能加以概括推廣,遷移越普遍。教師在教學知識時,要考慮怎樣培養(yǎng)學生在原有知識體系上進行方法的遷移,使學生在不同學習活動中概括出它們之間的共同解題方法。
四、注重培養(yǎng)學生建立母題模型能力,細化問題促進遷移
高三的總復習不能只片面追求例題的數(shù)量,而要重視從每一道練習題中取得最大可能的效果,要注意精選以點帶面的母題,教師應引導學生將與這一母題相關知識點整理出來,將各知識點之間的聯(lián)系找出來,從而形成較為穩(wěn)固正確的母題模型構架。
例如:如圖所示,豎直平行金屬導軌MN、PQ上端接有電阻R,金屬桿ab的質量為m,電阻為r,跨在平行導軌上,垂直導軌平面的水平勻強磁場為B,不計導軌電阻,不計摩擦,且ab與導軌接觸良好。對于這樣的模型,在教學過程中,教師的指導應先從力學的角度,讓學生從受力分析入手,分析ab桿下降的物理過程、要求學生畫出這一物理過程的V—t圖像、理解ab桿最大速度、各個位置的加速度。從電路的角度、分析感應電動勢;感應電流大小、方向;ab兩端的電壓、通過電阻R的電量q。從能量的角度、取ab桿作為研究對象、列出動能定理、明確安培力對ab桿做多少功,就有多少其他形式的能量轉化為電能,電路的總電阻就產(chǎn)生多少熱量Q;明確安培力對ab桿做多少功,ab桿的機械能就減少多少;明確重力對ab桿做多少正功,重力勢能就減少多少。引導學生在對各個知識點進行掌握后,再將各知識點之間的聯(lián)系找出來,從而形成相應的知識體系,在這一知識構架的基礎上,教師在引導學生把復雜的題目分解為幾個簡單的母題模型,學生才能順利完成遷移。
只有這樣,才能做到舉一反三、聞一知十、觸類旁通,增強學生在學習中能應用所學知識去創(chuàng)造性地分析和解決實際問題的能力,才能把師生從題海戰(zhàn)術中解放出來。
五、通過實驗讓學生理解源問題,形成良好認知結構
要提高學生的遷移能力,教師在課堂教學中,除了要為學生提源問題外,還應該按照相似性(表面相似或結構相似)將問題進行歸類,確保從已知到未知,前一步的學習為后一步的學習提供支撐點。讓學生形成良好的認知結構,以此來訓練學生的遷移能力。
在力學復習中,我們常會遇到這樣的模型:如圖5所示,質量為m的物體P與車廂內壁間的動摩擦因素為μ,要使物體P不下滑,車廂的加速度的最小值為________,方向為________。
學生經(jīng)常不知道物體P為什么不下滑。筆者在課堂上與學生做一實驗,如圖6,用手指壓在豎直貼在手掌的書、書靜止,手指不壓,書做自由落體運動。并和學生一起分析:手指壓書,書與手互相擠壓,手和書可以產(chǎn)生向上靜摩擦力,書可靜止;手指不壓書,書與手沒有互相擠壓,手和書之間靜摩擦力消失。
用什么方法可以做到手指不壓書,書也不會落下來?讓學生體驗收報告,手推書做加速運動,書也不會落下。指導學生遷移,手推書做加速運動,書與手互相擠壓,手和書可以產(chǎn)生向上靜摩擦力,書不會落下。如圖7。
這樣,學生就能理解車廂有向右加速度,物體P不下滑。
六、注意前后概念的描述變化,防止負遷移
從遷移的影響效果可以分成正遷移、負遷移。正遷移是指一種學習對另一種學習產(chǎn)生積極影響;負遷移是指一種學習對另一種學習產(chǎn)生消極影響,即阻礙作用。教師既要能夠正確地引導學生的正遷移、還要抑制負遷移,這樣,才能幫助學生提高學習效率。
在必修1中的位移經(jīng)常是以物體運動初位置作為位移的起點、末位置作為位移的終點。如圖8質點B沿圓周轉一圈,質點B的位移為零;而在選修3-4中機械振動機械波中位移是以平衡位置作為起點,如圖9質點C經(jīng)過一周期是,C質點的位移應該為-A,但很多學生會因為在必修1中的位移經(jīng)常是以物體運動初位置作為位移的起點、末位置作為位移的終點答為零。
七、在相似中尋找相異,防止負遷移
在剛開始學習交流電時,為讓學生明白交流電的電流在時刻變化,課堂上會演示如圖10實驗,隨著線圈的轉動,靈敏電流計指針會周期性地變化。
但學生在解下題,如圖11,矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸在勻強磁場中勻速轉動,產(chǎn)生的交變電流經(jīng)理想變壓器給負載供電,原線圈兩端的交變電壓隨時間變化的圖像如圖12,電壓表和電流表均為理想電表。學生常常會認為在t=0.005s時,電壓表、電流表讀數(shù)為0。
因此,在學習交流電表時,教師還是要把交流電表接到交流發(fā)電機上,讓學生體驗交流電表測的是有效值。
八、揭示實驗現(xiàn)象的本質,防止負遷移
波的干涉條件之一,是兩列波的頻率相同。白光能發(fā)生干涉現(xiàn)象,但白光是由七色光組成,頻率不同,很多學生會對頻率相同這一干涉的條件產(chǎn)生懷疑。教師應先讓學生討論白光發(fā)生干涉原因,中央亮紋是白光的原因是七色光中的紅光與紅光、橙光與橙光等分別發(fā)生干涉形成亮紋,而后這七色光又疊加形成白光,第一級亮紋七色光分別發(fā)生干涉后而不疊加,因此就形成彩色條紋。
遷移是普遍存在的現(xiàn)象,但遷移的發(fā)生卻不是自動的,它需要我們創(chuàng)設條件,采取有效的策略,這樣,才能更好地促進學生對所學知識的正遷移。在復習中,教師要在深鉆教材的基礎上,找準新、舊知識的“結合點”,設置情境,在新、舊知識間建立實質性的聯(lián)系,使教學富有整體性、有序性、概括性,促進知識的認識和理解??傊?,在復習中,教師要善于指導學生對學過的思想與方法知識進行分析、綜合、歸納和總結,以此提高學生知識、方法、技能的等方面的遷移能力。
[參 考 文 獻]
[1]梁學藝.關于提高高中物理總復習效率的思考[J].物理教學探討,2006(1).
[2]余文森.優(yōu)質教學的教學論解讀[J].教育研究,2007(4).
(責任編輯:張華偉)