鄒韓仕

[摘???要]知識(shí)遷移能力是學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)技能成功地遷移到新的情境、新的問題時(shí)所體現(xiàn)出的一種素質(zhì)和能力，是學(xué)生更高層次的能力表現(xiàn)。通過高考力學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的縱向、橫向遷移能力，促進(jìn)知識(shí)的正遷移，減少知識(shí)的負(fù)遷移，進(jìn)一步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]力學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí);縱向遷移;橫向遷移;正遷移;負(fù)遷移

[中圖分類號(hào)]????G633.7????????[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]????A????????[文章編號(hào)]????1674-6058（2019）35-0049-03

知識(shí)的遷移是一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響。知識(shí)遷移能力是指學(xué)生利用物理核心知識(shí)和科學(xué)方法解決陌生問題和不確定性問題以及探尋新知識(shí)和新方法的能力，是學(xué)生更高層次物理能力的表現(xiàn)，其實(shí)質(zhì)是觸類旁通，舉一反三，是把學(xué)到的某些原理知識(shí)應(yīng)用到學(xué)習(xí)新的知識(shí)或解決新問題中去，也就是實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。知識(shí)遷移能力體現(xiàn)了學(xué)生分析、歸納、綜合、對(duì)比等方面的素質(zhì)和能力。學(xué)生知識(shí)遷移能力的高低直接影響著學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中的信息處理能力、新舊知識(shí)的鏈接能力、利用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力等。高考力學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中要充分挖掘資源?，培養(yǎng)學(xué)生的縱向、橫向遷移能力，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的正遷移，減少知識(shí)的負(fù)遷移，進(jìn)一步提升核心素養(yǎng)。

一、以“紙帶”為主線，構(gòu)建力學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)組塊，促使知識(shí)縱向遷移

縱向遷移是指在難度和復(fù)雜程度上屬于不同層次的學(xué)習(xí)間的遷移，又叫作垂直遷移。心理學(xué)認(rèn)為，學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的牢固程度是影響遷移的重要因素之一。先前的學(xué)習(xí)越扎實(shí)、雄厚，就越容易產(chǎn)生遷移，效果也越顯著。因此，應(yīng)當(dāng)提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解程度，為知識(shí)的遷移、應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

高考力學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，可以“紙帶”為主線，將各個(gè)實(shí)驗(yàn)加以串聯(lián)，從而構(gòu)建力學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)組塊。通過紙帶可獲取的信息有：物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、物體運(yùn)動(dòng)的位移、判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況（加速、減速、勻速）、求速度（動(dòng)能、功率、動(dòng)量）（關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律等）、求加速度（合力、摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)）（關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、測(cè)定滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ等）。由此可見，只要抓住“紙帶”這條主線，就能帶出相關(guān)物理量、實(shí)驗(yàn)方法和具體實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)學(xué)生的縱向遷移能力。

[例1]某同學(xué)利用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50?Hz。

（1）通過分析紙帶上的數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)???????????和??????????之間某時(shí)刻開始減速。（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為???????????m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為???????????m/s（保留三位有效數(shù)字）。（3）物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為[a]=???????????m/s2，若用[ag]來計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值???????????????（填“偏大”或“偏小”）。

點(diǎn)評(píng)：可以此題為母題，幫助學(xué)生系統(tǒng)復(fù)習(xí)整個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)。

二、舉一反三，觸類旁通，促使知識(shí)橫向遷移

橫向遷移是指把已學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)推廣應(yīng)用到其他在內(nèi)容和難度上相類似的情境中，又叫作水平遷移。舉一反三，觸類旁通，實(shí)際上就是學(xué)習(xí)者通過思考，運(yùn)用已有的知識(shí)技能，找到與要解決的問題相關(guān)的規(guī)律，從而把當(dāng)前的問題納入已有的知識(shí)系統(tǒng)，從而解決問題。高考力學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，可從以下四個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生的橫向遷移能力。

1.巧用同一實(shí)驗(yàn)裝置完成不同實(shí)驗(yàn)

如圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置是力學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一套常見裝置，該裝置在高考題中頻繁出現(xiàn)，用此裝置可完成的基本實(shí)驗(yàn)有：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律、探究動(dòng)能定理、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、測(cè)定滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ等。

（1）為了盡可能減少摩擦力的影響，需要將長(zhǎng)木板的右端墊高，直到在沒有沙桶拖動(dòng)下輕推小車，?小車拖動(dòng)紙帶穿過計(jì)時(shí)器時(shí)能做?????????????????????????????????。

點(diǎn)評(píng)：由實(shí)驗(yàn)原理[mgh=12mv2-12mv02]，數(shù)學(xué)變形可得：[v2=2gh+v02]，則圖像中直線斜率為重力加速度。應(yīng)用“化曲為直”思想處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的解題思路是：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹谐鰧?duì)應(yīng)數(shù)學(xué)表達(dá)式→對(duì)物理量進(jìn)行換元→確立自變量和因變量（建立線性關(guān)系）→推導(dǎo)圖像截距、交點(diǎn)、面積、斜率的物理意義→確立未經(jīng)測(cè)量或無法直接測(cè)量的物理量。

四、比較辨析，防止知識(shí)負(fù)遷移

負(fù)遷移也稱消極遷移，它指的是一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)產(chǎn)生的消極作用。由于學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、思維定式以及學(xué)習(xí)方法等的局限性，而產(chǎn)生負(fù)遷移，從而影響或干擾了新知識(shí)的學(xué)習(xí)。復(fù)習(xí)時(shí)，應(yīng)讓學(xué)生對(duì)力學(xué)基本實(shí)驗(yàn)的原理、方法、儀器使用、誤差來源、數(shù)據(jù)處理等問題有深刻的認(rèn)識(shí)和理解，并通過對(duì)比分析，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與判斷、評(píng)價(jià)和矯正，避免“死記硬背、生搬硬套、一知半解”的現(xiàn)象，在相異中尋求相似，從中掌握事物的共性，在相似中尋求相異，進(jìn)而掌握各個(gè)事物的個(gè)性，以防止負(fù)遷移的產(chǎn)生。

[例5]如圖15所示的裝置由氣墊導(dǎo)軌、兩個(gè)光電門、滑塊和沙桶（含沙）等組成。光電門可以測(cè)出滑塊分別通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度，導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門間的距離，另用天平測(cè)出滑塊和沙桶（含沙）的質(zhì)量分別為M和m。下面說法正確的是 （選填字母代號(hào)）。

A.用該裝置可以測(cè)出滑塊的加速度

B.用該裝置驗(yàn)證牛頓第二定律，要保證拉力近似等于沙桶的重力，必須滿足m[<][<]?M

C.可以用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，但必須滿足m[<][<]?M

D.用該裝置可以驗(yàn)證動(dòng)能定理

點(diǎn)評(píng)：該實(shí)驗(yàn)用氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板、用光電門代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來測(cè)量速度，經(jīng)過改裝后的裝置，可以測(cè)出滑塊的加速度、驗(yàn)證牛頓第二定律、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律、驗(yàn)證動(dòng)能定理，使一套實(shí)驗(yàn)裝置具備多種功能。但在處理這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的學(xué)生受前概念的干擾，認(rèn)為仍然要讓氣墊導(dǎo)軌傾斜以平衡摩擦力，有的學(xué)生認(rèn)為不管要完成哪個(gè)實(shí)驗(yàn)，都必須滿足m[<][<]??M這一條件。之所以有這樣的認(rèn)識(shí)，是因?yàn)閷?duì)實(shí)驗(yàn)的基本原理、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)誤差理解不夠透徹，生搬硬套結(jié)論，思維不夠嚴(yán)謹(jǐn)。對(duì)測(cè)滑塊的加速度、驗(yàn)證牛頓第二定律、驗(yàn)證動(dòng)能定理三個(gè)實(shí)驗(yàn)，由于這三個(gè)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是滑塊（或小車），為了讓滑塊（或小車）所受的拉力近似等于重物（沙及沙桶、鉤碼、砝碼及砝碼盤等）的重力，故需將影響的因素加以“消除”，需要平衡摩擦力（或用氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板），并滿足重物質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量。而對(duì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律這一實(shí)驗(yàn)，為滿足守恒條件，實(shí)驗(yàn)中不能有摩擦力，故也需要平衡摩擦力（或用氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板），但其研究對(duì)象是沙桶和滑塊組成的系統(tǒng)，目的是驗(yàn)證系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能，即[mghB=12（m+M）v2B]，故不需滿足重物的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量。

總之，在高考力學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中，教師要通過優(yōu)化組合，講求實(shí)效，靈活運(yùn)用，多角度、多層次引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與討論、比較、綜合、判斷、評(píng)價(jià)和矯正，有效促進(jìn)學(xué)生知識(shí)遷移能力的提高，提升學(xué)生核心素養(yǎng)。

[???參???考???文???獻(xiàn)???]

[1]??郭玉英，姚建欣，張玉峰.基于核心素養(yǎng)的物理學(xué)科能力研究[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017.

[2]??周青玉.如何培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)遷移的能力[J].?中學(xué)物理，2012（16）：71-72.

[3]?王世存.化學(xué)學(xué)習(xí)負(fù)遷移診斷及矯正研究？[D].武漢：華中師范大學(xué)，?2013.

[4]??李文明.如何突破圖象教學(xué)的瓶頸[J].物理教學(xué)，2009（5）：12-14.

[5]??王世存，？王后雄.中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中負(fù)遷移成因及教學(xué)對(duì)策[J].?課程·教材·教學(xué)，?2012（1）：101-105.

（責(zé)任編輯 易志毅）