吝歡歡 任新成

一、引言

現(xiàn)代教育教學理念及新一輪課程改革破除了傳統(tǒng)的“填鴨式”的灌輸教學模式，取而代之的是在教師主導下注重發(fā)揮學生主體作用的新型教學模式，重視教師的啟發(fā)性、引導性與組織管理作用，但更加強調學生的自主性、積極性與學習主體地位。在知識學習方面，改變教學過程中被動接受、機械記憶的現(xiàn)狀，倡導和引領學生主動學習、探究發(fā)現(xiàn)的新常態(tài)。培養(yǎng)學生獲取信息、構建知識的能力以及發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

現(xiàn)代教育心理學研究認為：學習是一個個體主動建構的過程，是通過學習者新獲取的外部信息與原有經(jīng)驗相互作用來完成的，而并非簡單地將知識“塞”到學生的頭腦里，而是要求教師引導學生根據(jù)學生以往知識經(jīng)驗建構起新的經(jīng)驗，進而形成完備的認知結構和知識體系。在此基礎上，知識遷移理論應運而生，教育界更是提出了“為知識遷移而教”的口號。

電磁學是物理學科的重要組成部分，也是物理教學中的重點和難點，對于學習者而言，它具有知識內容龐雜、概念定理抽象等特點，在剛開始學習時，不易理解和掌握，而在學習和應用的過程中很容易造成混淆。但其中也不乏對稱和相似的地方，比如電磁學中的重點部分靜電場和穩(wěn)恒磁場無論在性質、概念還是規(guī)律、方法上都具有一定的相似性和對稱美，這就為這部分教學開辟了道路，提供了思路。它啟發(fā)我們可以將知識遷移的相關原理和方法應用在這部分教學中，從而使學生掌握科學的學習方法，去主動構建知識體系，從以往的“要我學”變?yōu)椤拔乙獙W”“我會學”，從而提高教學效益和學習效率。本文正是基于以上認識，重點從知識遷移理論的一般原理介紹、影響知識遷移的因素與促進正遷移的方法、電磁學中相關知識的聯(lián)系與區(qū)別、在具體應用中提高知識遷移的能力等四個方面進行論述，以期為電磁學課程的教學與學習提供一些參考和幫助。

二、知識遷移理論的一般原理介紹

1.知識遷移的必要性與可行性分析

當今社會科技文化日新月異，各種知識浩如煙海，尤其隨著網(wǎng)絡信息技術的應用和發(fā)展，人類已經(jīng)進入知識信息大爆炸的時代，各領域知識層出不窮，相互交融。面對如此龐雜的知識和信息，如何有效學習，獲取信息成了人類所面臨的問題之一。要解決這一問題，知識遷移就成為一條有效途徑。

人類在獲取知識，解決問題的過程中，總是或多或少地要運用自身的已有知識和相關經(jīng)驗，這樣就不必事事摸索，反復試錯，從而提高了學習和解決問題的效率，基于人類思維的這一特點，知識遷移成為一種可能。

2.知識遷移理論簡要介紹

現(xiàn)代教育理論認為，學習是一個連續(xù)進行的過程，任何學習都是在學習原有的直接經(jīng)驗或間接經(jīng)驗、知識技能以及情感態(tài)度的基礎上實現(xiàn)的，不受原有認知結構和經(jīng)驗系統(tǒng)影響的學習是不存在的，先前學習是后續(xù)學習的基礎和準備，后續(xù)學習是在與先前學習的相互影響與彼此聯(lián)系中進行的，而反過來，新的學習過程和結果會對學習者舊有的相關經(jīng)驗、知識技能和態(tài)度等造成影響，或者鞏固加強原有知識經(jīng)驗，或者修改甚至替代原有知識經(jīng)驗。這種新舊知識之間相互作用、相互影響的過程叫作學習的遷移。遷移現(xiàn)象在日常生活和學習中是極其普遍的，比如古代的《論語·述而》中就有“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅不以三隅反，則不復也”的思想，再比如，學會騎自行車以后再去學騎摩托車就會容易得多。

根據(jù)不同的標準，可以將遷移劃分為不同的類型。而按照作用效果不同可分為正遷移與負遷移，所謂正遷移（積極遷移），顧名思義，就是一種學習對另外一種學習、一種知識技能的獲得對另外一種知識技能的獲取產(chǎn)生的積極影響和促進作用，比如，學會了彈鋼琴再去學手風琴會覺得簡單得多，因為二者在手法與演奏技巧上有其相通之處，可以相互借鑒，形成合理的技能遷移。而所謂負遷移（消極遷移），就是指一種知識技能的習得對另一種學習產(chǎn)生的干擾或者不利影響，比如在學習過程中形成的思維定勢會對以后的學習造成極大的危害，像物理學習中學過電阻的串并聯(lián)計算公式之后再對電容串并聯(lián)進行計算時就會因為思維定勢而造成干擾。繼而形成錯誤的認識。我們的任務就是要促進正遷移在學習中發(fā)揮積極的建設性作用，而避免或者消除負遷移帶來的消極影響。

三、影響知識遷移的因素與促進正遷移的方式

（一）影響因素

影響學習遷移的因素包含主觀和客觀兩個方面。

1.主觀因素

（1）學生個體的智力水平。心理學研究表明，個體智力水平的高低將直接影響知識遷移能力的大小，智力水平越高，在面臨較復雜的問題情境時分析問題的能力就越強，進而運用遷移解決問題的能力就越強。例如，在面對同樣復雜程度的問題時，智力水平較高的學生往往擅于將復雜問題分解為許多“步”較簡單的問題，從而將一個復雜的“新”問題化解為若干個容易解決的“老”問題，實現(xiàn)學習的順利遷移。

（2）舊有經(jīng)驗的概括化水平。要實現(xiàn)學習遷移的順利進行，學習者除了要具有相關的知識背景這一基本前提外，學生原有經(jīng)驗的概括化水平對遷移也起著至關重要的作用，學生原有知識經(jīng)驗的概括化水平越高，其普適性往往越高，往往就能與更為廣泛的知識相適應，從而使遷移更順利、更廣泛地進行。比如，在各科的學習中所掌握的基本概念、定理、規(guī)則就是因為他們的概括化水平較高，能運用于更為一般的情境，進而提高學習和問題解決的效率和效果。

（3）學習者的思維定勢。思維定式是一種預備性心理傾向，是在以往學習活動中形成的一種慣性思維模式，在以后遇到相同或者相似的情境時，就會自發(fā)地運用這一思維方式，形成一些條條框框，而對于知識遷移來說，其所造成的影響可能是積極的，比如我們在物理學習中所形成的一些有效的思路與方法。而有時這種思維定勢也會給我們帶來嚴重的干擾，比如一些問題表面上看起來相似，但究其根本又有質的不同。這時，學習者就容易被其表面所蒙蔽而覺察不到本質的差別，由于思維定式機械地采用固有的方法而產(chǎn)生錯誤，這就要求我們打破思維定式，跳出思想的框框，合理變通，使遷移效果達到最優(yōu)化。

2.客觀因素

（1）學習材料之間的相似性。不同學習材料之間存在相似或相同的成分，是知識遷移順利發(fā)生的條件和基礎，心理學表明，學習材料之間相似度的大小決定了遷移范圍和作用的大小。教師正是要幫助學生尋找不同知識間的聯(lián)系，促進學生正遷移的發(fā)生。

（2）學習情境之間的相似性。人們在不同的情境下會產(chǎn)生不同的知識經(jīng)驗、情感態(tài)度或思維范式，而在相似的情境下就會不自覺地將這種相關經(jīng)驗、情感或思維運用在學習中，從而影響新的學習效果。而現(xiàn)在所提倡的“情境教學”就是指教師在教學過程中有針對性地展示或人為創(chuàng)設一些生動具體的情境，調動起學生相關的生活經(jīng)驗或舊有知識，進而幫助學生獲得提示與啟發(fā)，更好地理解教材，形成良好的情感態(tài)度。

（3）教師的有效指導。教師主導作用的有效發(fā)揮就在于其對課堂活動的有序管理，教學環(huán)節(jié)的科學組織以及對學生學習的有效引導，這是教師職業(yè)素養(yǎng)的集中體現(xiàn)。這就要求教師不滿足于僅限于知識傳授的“教書匠”角色，而且要力求達到科學性、教育性和藝術性相結合的現(xiàn)代“教育者”的要求，具有“為知識遷移而教”的理念。

（二）促進物理知識正遷移的一般方法

基于上述影響知識遷移的主客觀因素，現(xiàn)結合不同的教學環(huán)節(jié)提出促進知識遷移的一些有效方法。

1.掌握學生已有認知經(jīng)驗

在教學設計環(huán)節(jié)，即備課階段，教師不僅要“備教材、備教法”，更要“備學生”，也就是通過各種方式，比如調查問卷，進行課前摸底和學情分析，力求整體、準確掌握學生的認知水平和知識經(jīng)驗，也就是全面掌握學生學習的實際情況，并以此為起點，確定教學目標、教學方式等。只有這樣才能充分利用學生已有的認知經(jīng)驗，順利實現(xiàn)舊知識向新知識的過渡和遷移，才能使教學更能做到有的放矢，在照顧全體的基礎上做到因材施教，使教學活動高效有序進行。

2.創(chuàng)設利于知識遷移的教學情境

在新課導入環(huán)節(jié)，采用多種教學方式，如課件與實物展示、教學影片、課堂小實驗等，利用學生已學知識或日常生活經(jīng)驗，既可以喚起學生的學習興趣，提高積極性，獲取直接認知經(jīng)驗，又可以在這一過程中通過教師的合理引導，發(fā)現(xiàn)問題，提出假設，并且努力尋求用已有知識解釋現(xiàn)象，解決問題，進而導入新課，形成知識之間的內在聯(lián)系，實現(xiàn)知識的平穩(wěn)過渡和順利遷移。比如，進行“布朗運動”部分的教學時，在導入環(huán)節(jié)便可采用顯微鏡下觀察碳素墨水中碳粒運動的課堂實驗。

3.挖掘知識之間的內在聯(lián)系

在新課教學環(huán)節(jié)，便可以把具有相同知識要素的學習材料或具有相同知識結構的內容相互類比，把新的知識納入學生已有的認知結構中，完善、修改甚至替代原有認知結構，實現(xiàn)知識的橫向遷移。比如，在進行“靜電場”部分的教學時，可以借助類比于重力場的性質、重力做功的特點及其與重力勢能轉化的關系來說明，挖掘兩者間的內在聯(lián)系，實現(xiàn)知識間的橫向遷移，達到事半功倍的效果。

4.理論聯(lián)系實踐，加強知識應用

知識掌握得是否牢靠，理解得是否到位。只有通過知識的應用才能最終體現(xiàn)出來，實踐是檢驗真理的唯一標準，在練習提高環(huán)節(jié)，教師應通過物理概念及規(guī)律的典型應用，適當?shù)淖兪接柧毢蛦栴}解決，積極地引導與反饋，促進學生知識的縱向遷移。

5.有效總結，形成知識脈絡

在課堂小結階段，采用知識結構圖等方式幫助學生建立清晰、科學、完整的物理知識脈絡和結構體系，形成概念與概念、概念與規(guī)律、規(guī)律與規(guī)律間的有效聯(lián)系，使零碎的知識系統(tǒng)化，使學生能夠以點帶面，加深對物理知識的理解，提高物理知識的概括化水平，進而促進知識遷移的順利實現(xiàn)。

四、電磁學相關知識的聯(lián)系與區(qū)別

電磁學是物理教學中的重點，但其知識點較為繁多，甚至要綜合運用多種知識，這就為這部分的教學和學習帶來了一定困難，為了提高學習的效率和效果，我們完全可以運用知識遷移的相關理論和方法使電磁學的教與學高效進行。按照上述分析結果，要實現(xiàn)知識的積極遷移，首先要挖掘兩類知識的共同要素和內在聯(lián)系。為了便于觀察，現(xiàn)采用表格的形式進行展示。如下表：

五、知識遷移的實踐應用

知識學習的最終目的在于運用，只有將學過的知識靈活地應用于新問題、新情境以及新知識學習的過程中，才能做到觸類旁通，才能在實踐中得到真理并且檢驗真理。教與學是一個不斷實踐和反思的過程，而在知識的教與學過程之中，就要求我們自覺地運用遷移理論和思維指導實踐，從而解決新問題，適應新情景，學習新知識。

現(xiàn)以電磁學中的兩道習題為例加以說明。

題1：兩無限長的共軸圓柱面均勻帶電，沿軸線方向單位長度帶電量分別為λ1、λ2，圓柱半徑分別為r1、r2，如圖1，求距離軸線為r的P點處電場強度E的大小。

題2：一無限長導體半徑為R，通有均勻分布的電流I0，取一矩形平面S（長1m，寬2R），如圖2所示，求通過該平面S的磁通量Φ的大小。

解題思路與步驟：

對稱性分析：

題1中，靜止點電荷激發(fā)靜電場，共軸圓柱面關于中心軸對稱，且均勻帶電，所以其場強關于中心軸對稱而成輻射狀分布，即在與其共軸的圓柱面上場強大小處處相等，方向與其側面垂直（可以看做是由無限多點電荷激發(fā)產(chǎn)生，而任一點處的點電荷在過中心軸半徑方向的場強會與其他點電荷產(chǎn)生的場強相互疊加，由于對稱性，沿非半徑方向的分量會相互抵消，只留下沿半徑方向的場強分量，其他點亦如此）。

題2中，運動電荷（電流）激發(fā)穩(wěn)恒磁場，導體關于中心軸對稱，且通有均勻分布的電流，所以其磁場關于中心軸對稱而成環(huán)狀分布（由右手螺旋定則可判定其方向），且在與中心軸垂直的圓周上磁感應強度大小處處相等，方向沿其切線方向（同樣可以把導體看做無限多電流元，由畢奧薩-法爾定律及對稱性可以得出結論）。

六、總結建議

知識遷移理論是根據(jù)人類認知特點和學習規(guī)律提出的重要理論，它對于學生學習、靈活運用知識解決問題及教師教學和反思都有非常重要的借鑒意義，尤其在當代社會已經(jīng)由階段學習向終身學習轉變，知識學習從單學科向多學科、跨學科發(fā)展的背景下，掌握知識學習、問題解決以及教學引導的有效方法顯得尤為重要。學習和教學是一個不斷摸索與總結的過程，更需要用科學的理論加以指導，以此可以提高我們的工作效率，達到事半功倍的效果。

參考文獻：

[1]張憲貴，康艷霜，王云明，等.類比法在電磁學教學中的應用研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報（農(nóng)林教育版），2015（3）：109-111，119.

[2]陳 琦，劉儒德.當代教育心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2007.

[3]伍新春.兒童發(fā)展與教育心理學[M].北京：高等教育出版社，2004：244-248.

[4]姚靜嫻.影響高中生物理知識遷移的因素及對策研究[D].保定：河北大學，2012.

[5]馬亞鵬，楊威虎.物理教學中學生知識遷移能力的培養(yǎng)[J].物理通報，2014（5）：120-122.

[6]范中和，王晉國.大學物理（下冊）[M].西安：西北大學出版社，2008：1-89.

[7]朱玉華，雷 慶.高等數(shù)學和大學物理課程的認知學習過程比較[J].北京航空航天大學學報（社會科學版），2001（4）.

[8]姚梅林.學習遷移研究的新進展[J].北京師范大學學報（社會科學版），1994（5）.

[9]張建林.大學物理對中學物理上位學習的認知策略[J].紡織高?；A科學學報，2002（1）.

[10]武美琪.物理教學中如何培養(yǎng)學生的遷移思維能力[J].安徽電子信息職業(yè)技術學院學報，2004（Z1）.

[11]陳鳳姣.化學教學中促進學習遷移的方法研究[J].大慶師范學院學報，2007（5）.