知識的水平遷移在靜電場教學中的具體運用

摘要：遷移定義為舊學習對新學習的影響，或舊知識對新知識的同化，而把所學知識推廣到其它類似的情境中去叫水平遷移。教學中大量利用水平遷移能使所學的知識范圍擴大，開闊學生的眼界。物理知識的遷移在中學物理教學中極為普遍，也是非常重要的。文章以高中物理靜電場教學為例，結合自身教學經驗，提出了水平遷移在物理中運用的一些觀點，希望能為廣大同行們提供一種借鑒。

關鍵詞：水平遷移；靜電場；運用

一、分析教材特點，發揮教師主導作用

靜電場一章是整個電學的基礎，其內容有兩個特點：一是許多概念、規律，如場的概念、電場強度、電勢能、電勢等，不是人們的感官所能直接感受到的；其二是許多知識跟力學知識有密切的聯系，即舊知識對新知識影響的因素較大。這就需要教師發揮主導作用，分析教材，根據教材特點，設計遷移目標，研究知識的遷移規律，使學生不斷增強能力，以促進知識的有效遷移。

二、辨認和抓住問題的突出特征，使遷移順利進行

靜電場的一個最基本特征是：電場力對電荷所做的功和路徑無關，只決定起點和終點的位置，即靜電場是一個保守力場，或稱有勢場 。與此相類似，力學中重力場（重力場實際上是引力場）也是保守力場，即重力做功只與起點和終點的位置有關，而與路徑無關。

著名物理學家楊振寧教授也曾說過“庫侖定律是模仿萬有引力定律而得出的”，可見，物理學家們也極為重視這種遷移方式。的確，從公式形式上看，萬有引力定律：F=G 與庫侖定律：F=K有著驚人的相似之處，它們都是平方反比律。緊緊抓住上述兩個問題的突出特征，將重力場中重力做功、重力勢能等理論遷移到靜電場中電場力做功、電勢能等問題中來。實踐證明，這對開拓學生思維，啟迪學生求異思維能力是很重要的，并取得了良好的效果。

三、有意識、有目的引導是遷移成功的關鍵

在講電場一章前言時，我就有意識的介紹了“場”這一物理學中的重要概念，把重力場與靜電場這一同一類型的概念提出來，加以類比，一并說明。即它們都是“場”，是空間中不依賴于我們的感覺而客觀存在的東西，正如教材中闡述的“在一位現代物理學家看來，‘場’正像他所坐的椅子一樣是客觀存在的”。盡管在力學中，教材并沒有直接提出重力場，但在重力及萬有引力的敘述中，重力場這個概念已經“呼之欲出，躍然紙上”了，并且教師在教學中，一般都引入了重力場的概念。因此，學生對此是能夠接受的，教學實踐也證明了這點。

在電勢能教學中，把這種水平遷移更加明朗化，把重力場與靜電場中的情形一一類比，如下表1所示：

表1 重力場與靜電場中的類比

并指出“共性”與“個性”的差異。強調：就功和能的關系來講，電場中的情形跟重力場中的情形完全相似，但由于存在兩種電荷，電場力既可以是引力，也可以是斥力，因此，電場力做功的問題要復雜一些，即正電荷順著電力線移動，電勢能減少；負電荷逆著電力線移動，電勢能減少。

通過這節課的類比教學，幫助學生形成了清晰的物理圖象。學生不再如以往那樣，對“電場力做功、電勢能減少，克服電場力做功，電勢能增加”的關系感到困惑，能夠自覺的依據重力做功，重力勢能的變化情況加以形象的理解，正確地得出結論。而更重要的是，學生的知識遷移能力得到了提高，并變為主動。這也為學生下面的知識如“電勢”、“電容”等概念的如法炮制鋪平了道路。

在電勢u＝?／q的教學中，回顧了密度ρ＝ m／v、電阻R=u／I，電場強度E＝F／q這些類似的物理量，它們都具有相同的特征：如密度是物質的基本特性，它與物質量的多少和物體的體積無關；電場強度是反映電場的特性，與q與F無關等，使物理概念得到水平遷移，即這些量都是用兩個可測物理量的比值來定義的，用類比法，順利地引出了電勢概念。

在電場中選取一個標準位置，定為零電勢點，則某點與零電勢點的電勢差就是該點的電勢。如圖：

取C為零，則uA=uAC，uB=uBC，BA間的電勢差uBA= uB-uA。

這種處理方法，便學生感到最頭疼、“難”和“亂”、呼聲最高的電勢及電勢差問題有了一個形象的類比圖景，基本上避免了諸如：“正電荷在該點，電勢為正，而負電荷電勢為負”、“電量大、電勢高”或“電勢能大，電勢高”的常見錯誤，收到了良好的效果。

參考文獻：

[1]王淑萍.淺談新課程下如何提高高中物理課堂教學質量[J].學周刊，2012（30）.

[2]魏越峰. 淺議新課程下的高中物理教與學[J].新課程（教育學術），2011（07）.

（作者單位：云南省文山市第一中學）