賴義平 宋善炎

摘? ?要：普通高中物理新課標(biāo)要求用形成的物理觀念解決實(shí)際問題，新問題的解決要用到先前的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)——學(xué)習(xí)遷移，物理教學(xué)中如何做好遷移？文章闡述了遷移理論在物理教學(xué)中的建構(gòu)過程，結(jié)合教學(xué)實(shí)際提出物理學(xué)習(xí)遷移的策略：以學(xué)科思想方法整合知識(shí)結(jié)構(gòu)，找準(zhǔn)聯(lián)系;抓問題的本質(zhì)，加強(qiáng)概括遷移;關(guān)注情境間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)解題方法遷移;加強(qiáng)學(xué)科間的橫向遷移。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué);遷移理論;方法策略

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2019）10-0011-4

很多學(xué)生反映，能聽懂老師所講的內(nèi)容，遇到問題卻無從下手;解決了一個(gè)問題，遇到變式還是無能為力。不能在新的問題情境中做到舉一反三，迷失在知識(shí)和方法的“此山中”，而不識(shí)其本質(zhì)的“廬山真面目”，即缺乏遷移能力。

何為學(xué)習(xí)遷移？葉圣陶先生說過“凡為教，目的在于達(dá)到不需要教”，只是簡單地傳授知識(shí)和方法，學(xué)生不能真正學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，不能獲得解決問題的能力。所謂“不需要教”即學(xué)生已經(jīng)獲得了運(yùn)用現(xiàn)有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)去解決新問題的能力——遷移能力。簡言之，學(xué)習(xí)遷移即新舊學(xué)習(xí)間的影響。

查閱知網(wǎng)，最早開始遷移與學(xué)科結(jié)合的研究在1982年“雙基”教學(xué)時(shí)期，到現(xiàn)在共有4255篇文獻(xiàn)，從1982年到2001年提出“三維”目標(biāo)，共382篇文獻(xiàn)，年均20篇;從2001年到2015年提出核心素養(yǎng)，共2529篇文獻(xiàn)，年均169篇;從2015年到現(xiàn)在，有1345篇文獻(xiàn)，年均336篇。從數(shù)據(jù)來看，學(xué)習(xí)遷移的關(guān)注度呈逐年遞增的趨勢，當(dāng)前深度學(xué)習(xí)已成為世界各國教育改革的方向，遷移理論是其重要理論基礎(chǔ)[1]?？梢?，無論是在“雙基”“三維”還是現(xiàn)在“核心素養(yǎng)”“深度學(xué)習(xí)”的背景下，學(xué)習(xí)遷移一直是人們追求的教學(xué)目標(biāo)。

1? ? 正確認(rèn)識(shí)遷移理論

形式訓(xùn)練說由17世紀(jì)古希臘羅馬提出，認(rèn)為訓(xùn)練可以促進(jìn)官能的發(fā)展，但詹姆士證明記憶取決于方法而非訓(xùn)練，官能由訓(xùn)練都能得到發(fā)展的假說是主觀臆想的，沒有科學(xué)證據(jù)。1901年，美國心理學(xué)家桑代克提出相同要素說，強(qiáng)調(diào)兩情境間的相同要素，新課進(jìn)行舊知回顧，即找新舊知識(shí)的聯(lián)系，但遷移僅由聯(lián)結(jié)決定的觀點(diǎn)，把遷移簡單機(jī)械化了。1908年，賈德提出概括化理論，強(qiáng)調(diào)兩活動(dòng)間的共同原理，如課后拓展，概括出原理、方法，促進(jìn)實(shí)際運(yùn)用;現(xiàn)代遷移關(guān)注元認(rèn)知與遷移，元認(rèn)知扮演著監(jiān)控和調(diào)節(jié)者的角色，從而對自己的學(xué)習(xí)狀況有清醒的認(rèn)識(shí)。

以上幾個(gè)主要遷移理論有其可取之處，同時(shí)也存在各自的局限性。形式訓(xùn)練說指出合理的訓(xùn)練能夠增強(qiáng)某方面的技能，但要避免只訓(xùn)練不講方法。相同元素說為教學(xué)提供了指導(dǎo)性思想，學(xué)習(xí)間的關(guān)聯(lián)是遷移的前提，但不能只講關(guān)聯(lián)，而忽視了學(xué)習(xí)者的內(nèi)在訓(xùn)練過程。概括化理論不能只關(guān)注相同原理而不重視情境間的差異，原理要與新情境有機(jī)調(diào)整結(jié)合。因此，要辯證地看待遷移理論，合理、融合地使用遷移理論。

2? ? 遷移理論在物理教學(xué)中的建構(gòu)過程

相對于“雙基”目標(biāo)，“三維”目標(biāo)下的遷移關(guān)注到了學(xué)生的情感、態(tài)度，在“核心素養(yǎng)”目標(biāo)下，強(qiáng)調(diào)的是積極心態(tài)、興趣、習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法?？梢?，遷移與學(xué)科的結(jié)合隨不同時(shí)期教育目標(biāo)而變，從關(guān)注遷移理論本身逐漸向關(guān)注學(xué)習(xí)者心理、情緒、元認(rèn)知轉(zhuǎn)變。在有關(guān)遷移的不同學(xué)說中，相同元素說主張建構(gòu)完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成能力結(jié)構(gòu)，以觀念或核心結(jié)構(gòu)統(tǒng)領(lǐng)各知識(shí)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，找新情境與原結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，建構(gòu)新概念。概括化理論將問題解決的思想方法概括下來，建構(gòu)實(shí)際問題的模型。形式訓(xùn)練說杜絕機(jī)械練習(xí)，強(qiáng)調(diào)思維和變式訓(xùn)練，多角度發(fā)散練習(xí)，活學(xué)活用。元認(rèn)知引導(dǎo)學(xué)生自我總結(jié)、反思及與他人分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和方法[2]。遷移理論與物理學(xué)科結(jié)合，要根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn)創(chuàng)造性地融合，提出具有物理學(xué)科特色的策略方法。

物理問題研究遵循物理學(xué)科思想方法。物理學(xué)科思想方法是研究物理問題的本質(zhì)屬性、規(guī)律和相互關(guān)系的方法策略[3]，教師要深入研究教材，合理規(guī)劃課程，找準(zhǔn)知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)科思想方法的聯(lián)系。不僅要找知識(shí)間的聯(lián)系，還要將理論與生活實(shí)踐結(jié)合起來，創(chuàng)造有意義學(xué)習(xí)經(jīng)歷[4]，實(shí)現(xiàn)教學(xué)是為了培養(yǎng)學(xué)生未來職業(yè)和社會(huì)生活所需的必備品格和關(guān)鍵能力。

物理知識(shí)來源于實(shí)際生活，蘊(yùn)含在不同的情境中，忽略研究問題的次要因素，把握主要影響，建立理想的物理模型，包括對象或運(yùn)動(dòng)模型。另外，高中物理所研究的問題涵蓋力、熱、電、光、原，不可能面面俱到。同類問題可能存在本質(zhì)、原理、思想方法或?qū)W科觀念的聯(lián)系，要概括其本質(zhì)和解決方法。從整體上、更高層次上把握物理知識(shí)，才能看到之間的關(guān)聯(lián)，觸類旁通，為之后的學(xué)習(xí)或問題解決提供“活水之源”。遇到新問題，知道大概的研究思路和解決方法，這才是培養(yǎng)解決問題的能力。當(dāng)前研究認(rèn)識(shí)到了方法的重要性，但拘泥于方法本身，要掙脫方法的桎梏，關(guān)注情境間的各種關(guān)系，以便調(diào)用合理的方法。

物理知識(shí)與特定的情境聯(lián)系在一起，例如，說到牛頓第二定律，有的同學(xué)往往會(huì)與墊高的斜面聯(lián)系在一起，而在可直接測繩子拉力的情況下，依然認(rèn)為要墊高斜面，說明對原情境的本質(zhì)沒理解透。為了避免出現(xiàn)思維定式，就要對概念從多角度去考察，發(fā)散的變式訓(xùn)練，在不同的情境中把握概念，達(dá)到“去情境化”，使遷移不受特定情境的限制。物理離不開數(shù)學(xué)推導(dǎo)，而在實(shí)際問題中，數(shù)理的聯(lián)系往往不明顯，這就需要數(shù)理思維，如構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、轉(zhuǎn)化法等。為了使已獲得的方法在新情境中調(diào)用有序，需要元認(rèn)知對其進(jìn)行管理、反思。

綜上，物理學(xué)習(xí)遷移過程可用圖1表示，縱向遷移，基于原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)、思想方法，找新舊情境的關(guān)聯(lián)，調(diào)用原有的模式，進(jìn)行調(diào)整運(yùn)用，解決問題形成新的知識(shí)結(jié)構(gòu)方法。橫向遷移，這里講數(shù)理遷移，尋找數(shù)理交叉點(diǎn)，用數(shù)理思維看問題。所有的方法在元認(rèn)知的管理、反思、總結(jié)下，不斷地變式訓(xùn)練，上升為知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)。

3? ? 遷移理論在物理教學(xué)中的具體實(shí)施

3.1? ? 探尋學(xué)科內(nèi)的縱向遷移

3.1.1? ? 以學(xué)科思想方法整合知識(shí)結(jié)構(gòu)，找準(zhǔn)聯(lián)系

高中物理新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)要“引領(lǐng)學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì)，形成科學(xué)思維習(xí)慣，增強(qiáng)探究能力和解決問題的能力”。在宏觀上構(gòu)建一個(gè)完整的知識(shí)和方法體系——物理學(xué)科思想方法，相當(dāng)于在學(xué)習(xí)過程中有了指導(dǎo)思想，讓學(xué)習(xí)與遷移變得有章法。高中物理知識(shí)的編排在難易程度上是遞進(jìn)的。必修部分感性材料多一些，選修部分偏抽象理解，但知識(shí)和思想方法是相通的。主要有理想模型法、等效思想、數(shù)理方法、歸納與演繹法等。在物理學(xué)習(xí)過程中，可用學(xué)科思想方法作為遷移的主線。

例如，學(xué)習(xí)電勢能這個(gè)抽象概念，聯(lián)想學(xué)過的動(dòng)能、勢能，在做功可以引起能量變化的思想方法下，尋找電場力與重力做功的關(guān)聯(lián)，類比得出電勢能的一系列規(guī)律。再如推導(dǎo)庫侖力，已得出F∝1/r2，F(xiàn)∝q1q2，如何得出F的表達(dá)式，聯(lián)想萬有引力的推導(dǎo)，先后得出F與距離和質(zhì)量的關(guān)系，推出最終表達(dá)式利用的是比例系數(shù)法。另外，圖像法中，由v-t圖像的面積即位移，為變力做功的求法提供了遷移基礎(chǔ)，即從F-x圖像這個(gè)思路找到解決辦法。

因此在開始學(xué)習(xí)一個(gè)知識(shí)，要概括、總結(jié)出其研究方法，在新的問題中，以學(xué)科思想方法為指引，尋找新舊知識(shí)的聯(lián)系，讓學(xué)習(xí)遷移有法可依。

3.1.2? ? 抓問題的本質(zhì)，加強(qiáng)概括遷移

據(jù)相關(guān)學(xué)者對高考題的研究發(fā)現(xiàn)，注重基礎(chǔ)，模型建構(gòu)，滲透物理思想方法是高考改革的主旋律[5]。高考考查的知識(shí)點(diǎn)不過分強(qiáng)調(diào)難，卻很靈活，更注重處理物理問題的方法，對知識(shí)的靈活運(yùn)用，或在原有的方法上創(chuàng)新。對物理問題，關(guān)鍵搞清來龍去脈，本質(zhì)是什么，再適當(dāng)?shù)赝卣?，這樣有利于學(xué)生分析新的物理情境，提升遷移水平。

概括本質(zhì)：如電表改裝，要知道改裝電流表、電壓表和歐姆表的不同之處，為什么出現(xiàn)刻度均勻與不均勻，很多學(xué)生沒有深入思考過。從改裝表的示數(shù)如何表示入手，寫出新表與電流計(jì)示數(shù)的關(guān)系式，就一目了然。只有搞清楚以電流計(jì)為核心的經(jīng)典歐姆表的原理，概括、總結(jié)出經(jīng)典歐姆表的處理方法，才能在此基礎(chǔ)上拓展、延伸，促進(jìn)學(xué)生對于以電壓表為核心的創(chuàng)新歐姆表的原理分析與探索。

總結(jié)模型：2015年、2019年高考的碰撞問題，考查的都是常見的彈性碰撞模型，即物體1有初速度，物體2靜止。首次遇到該問題，要概括出該模型發(fā)生彈性碰撞后速度的特點(diǎn)及質(zhì)量改變所產(chǎn)生的現(xiàn)象（圖2）?？偨Y(jié)經(jīng)典模型，在遇到類似的問題，抓住核心原理，剩下的工作就是根據(jù)新情境進(jìn)行調(diào)整。

我們不主張“題海戰(zhàn)術(shù)”、盲目訓(xùn)練，沒有對問題的分類、方法的指導(dǎo)，就如同無頭蒼蠅亂撞，解決問題的能力很難提高，而合理安排訓(xùn)練，在每個(gè)專題下，對問題進(jìn)行分類，并進(jìn)行拓展訓(xùn)練，達(dá)到對知識(shí)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和把握。

3.1.3? ? 關(guān)注情境間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)解題方法遷移

人們遇到新問題會(huì)努力在記憶中搜索一種有利于當(dāng)前問題解決的模式[6]?！鞍俣劝倏啤睂δＪ降慕忉屖墙鉀Q一類問題的方法論。物理問題的解決方法有很多：微元法、圖像法、類比法、假設(shè)法、極限法、模型法、估算法等?！爸W(wǎng)”上關(guān)于物理解題技巧的研究有很多，學(xué)者們細(xì)致地研究了這些方法的內(nèi)涵和具體步驟，但很少關(guān)心學(xué)生如何聯(lián)想到這些方法，我們更應(yīng)該關(guān)注適合此方法的問題情境特征，跳出方法本身，找情境間的關(guān)鍵聯(lián)系，才能聯(lián)想到適合新情境的模式方法。在初次接觸典型問題，學(xué)生自己找到方法，概括方法的使用特點(diǎn)，遇到適合該方法的新情境，挖掘與之前情境的深層關(guān)系，實(shí)現(xiàn)方法遷移。

例如微元法，勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系和彈簧的彈性勢能兩情境間存在著這樣的關(guān)系：變速、變力（變化），位移、形變量細(xì)分可看成勻速、恒力（微分、近似），若足夠細(xì)分，累加起來可解決問題（極限、累加）。找到了問題情境間的深層關(guān)系——微分法，在遇到導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中做減速運(yùn)動(dòng)通過導(dǎo)體的電荷量問題，發(fā)現(xiàn)也具有上述的關(guān)系，而電流與小段時(shí)間的乘積累加就是電荷量，從而確定采用微元法。

教師要指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)常梳理方法，對方法進(jìn)行分類，不斷地進(jìn)行反思，實(shí)現(xiàn)對自己的學(xué)習(xí)方法、策略進(jìn)行自我管理和監(jiān)控，在知識(shí)結(jié)構(gòu)上端形成方法結(jié)構(gòu)，從而更好地實(shí)現(xiàn)方法遷移。

3.2? ? 加強(qiáng)學(xué)科間的橫向遷移

我們常說“數(shù)理不分家”，在這兩門自然學(xué)科發(fā)展的歷史長河中，數(shù)學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展，物理離不開數(shù)學(xué)計(jì)算，而物理學(xué)的發(fā)展也為數(shù)學(xué)作出了重要貢獻(xiàn)。例如，牛頓和萊布尼茨作為微積分學(xué)的奠基人，他們的貢獻(xiàn)早已載入數(shù)學(xué)史冊。在物理問題解決過程，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法能夠方便問題的解決。

構(gòu)造數(shù)學(xué)模型：有些物理問題，滿足某個(gè)數(shù)學(xué)模型，要善于分析其中的條件，將物理問題構(gòu)造成數(shù)學(xué)模型。如圖3動(dòng)態(tài)平衡問題，判斷各力的變化。通過受力分析，將不變的合力構(gòu)造成圓周角的定弦，將不變角的補(bǔ)角構(gòu)造成圓周角，閉合的力的矢量三角形內(nèi)嵌于圓中，即構(gòu)造數(shù)學(xué)圓周角的模型處理此動(dòng)態(tài)平衡問題。

轉(zhuǎn)化法：先進(jìn)行常規(guī)物理角度的分析、思考，發(fā)現(xiàn)與數(shù)學(xué)間的交叉點(diǎn)，建立起與數(shù)學(xué)間的關(guān)系，從而將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。例如，兩桿間繩掛衣架問題，通過對重力、繩拉力、角度的常規(guī)受力分析，發(fā)現(xiàn)角度可轉(zhuǎn)化為兩桿間距與繩長的關(guān)系，即將力的動(dòng)態(tài)問題轉(zhuǎn)化為求角度問題。

習(xí)題教學(xué)中，我們也可從數(shù)學(xué)方法的角度對物理問題進(jìn)行分類，養(yǎng)成從數(shù)理結(jié)合的層面分析問題，形成數(shù)理思維。

4? ? 結(jié)? 語

完整的知識(shí)和方法結(jié)構(gòu)是建立新舊知識(shí)聯(lián)系的前提。對新問題情境要提取關(guān)鍵信息，找到與舊情境的深層關(guān)系，以便找準(zhǔn)方法，將方法與新信息建立聯(lián)系的過程，就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、科學(xué)思維能力的過程。從數(shù)理角度分析物理問題，訓(xùn)練數(shù)理思維。適當(dāng)進(jìn)行變式訓(xùn)練，達(dá)到對知識(shí)的認(rèn)識(shí)不受特定情境制約，即抓住了本質(zhì)。經(jīng)常對已有的知識(shí)、方法結(jié)構(gòu)進(jìn)行總結(jié)、反思，上升為自身的一種問題解決和遷移能力。只有正確認(rèn)識(shí)遷移理論，扎根物理學(xué)科，才能提出有物理特色的遷移策略，而物理的遷移研究又完善和充實(shí)遷移理論。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯? ? 趙保鋼）