初中物理學習負遷移現象探析與舉例

摘 要：物理是初中階段的起始學科，在學習物理的過程中，學生往往容易受到思維定勢、數學知識、前概念等因素的影響，形成學習上的負遷移.負遷移容易造成學習阻礙，對學生學習物理產生不利的影響，需要教師采取有效措施積極化解，幫助學生克服物理學習過程中的負遷移，提高學習效率.

關鍵詞：初中物理;負遷移;思維定勢;前概念

中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）14-0008-03

基金項目：江蘇省蘇科版初中物理教材編寫組總課題“蘇科版初中物理教材建設項目”之子課題“初中物理綜合實踐研究”.

作者簡介：劉學山（1974-），男，江蘇揚州人，本科，中學高級教師，研究方向：初中物理教育與教學研究.

學習是一種思維活動，指人們通過閱讀、思考、理解、探究等途徑獲得知識和技能的過程.研究表明：各種學習活動是相互聯系、相互作用、相互影響的，一種學習對另一種學習的影響，叫作學習遷移.現代科學根據遷移的性質、結果等標準，把學習遷移分為正遷移（起積極影響、促進作用）和負遷移（起抑制阻礙或消極干擾）.會駕駛摩托車的人，學習駕駛汽車往往更容易學成;學生如果在寫字課上養成工整、整潔、規范的書寫習慣，則他們在完成作業或考試答題時，卷面書寫一般都較好，但也有學生在低年級學習漢語拼音時養成的發音習慣和母語思維，卻會對后來英語字母、單詞發音、詞匯、語法學習產生不良影響，這些都是學習遷移現象，前2例屬于正遷移范疇，第3例則屬于負遷移.

學習遷移現象廣泛存在于各類學習活動之中，一直為人們所關注.我國早在春秋時期，著名教育家孔子就提出學習要“溫故而知新”“舉一反三”，周朝《周易·系辭上》也提出學習要“觸類旁通”，這是較早的學習遷移理論，反映了我國古代先進的教育思想和科學的學習理念.近現代國內外也有許多學習遷移理論研究的代表人物和研究成果，眾多研究成果都普遍認為：學習活動中，知識、技能、情感和態度等都可以發生遷移，這些遷移對各類學習活動有著不同程度的影響，往往直接影響學習的效果.因此，結合學科特點和教學實踐，運用應對學習遷移的科學方法，加強教學應對策略研究，強化學習中的正遷移，消除負遷移的影響，是提高學生學習效率、提升教學質量的重要途徑.現結合具體教學實踐，就初中物理學習中的負遷移現象和對策，舉例探討如下.

1 克服思維定勢負遷移

思維定勢也稱慣性思維.人們在學習過程中，總會不斷地對原有的現象、知識、經驗進行分析概括和總結，并重新感知評價，由此產生的新觀念、新思維往往帶有原先固有的某種傾向，其實質是先前活動的經驗對思維造成的慣性影響[1].這種影響具有很強的傾向性，有正面和負面之分，無論正面還是負面，使得學生在思考物理問題時，總是擺脫不了已有的“條條框框”，都對學生的物理學習起到相當程度的影響作用.特別是負面影響，使學生接受物理新觀念、新思想和新知識時，對問題進行分析和判斷是消極的，是學生學習物理思維過程中一個不利因素，屬于負遷移的范疇.

例題1 一個人站立在平面鏡前，然后慢慢后退，則他在平面鏡中的像，像離平面鏡的距離（均選填“變大”“變小”或“不變”）.

教學時，學生往往根據日常生活中站在高樓上看馬路上的汽車、行人等，都好像變得很小，這是人的一種視覺感受，美術課程學習中，也有“近大遠小”的透視現象和透視效果，第一格選填“變小”的比例很高.之所以這么多學生錯選，進一步的分析發現，主要是因為學生在解題時缺乏從論證推理得出結論的習慣，只憑借視覺的通常經驗，甚至僅憑自己的主觀想象，沒有根據問題的需要進行必要的思維活動，忽略了“像的實際大小與看到的像的大小是兩回事”.要解開這個疑點，教師必須帶領學生認真做好分組實驗“探究平面鏡成像的特點”，每個實驗小組按照實驗的需要和要求，準備好器材：2支相同的蠟燭（蠟燭A、蠟燭B）、刻度尺和1塊玻璃板，并按實驗設計方案，分步驟操作，實驗中不斷改變蠟燭A離平面鏡的距離多次重復實驗，學生透過玻璃板均可以清晰看到：無論蠟燭A距鏡面是遠還是近，蠟燭B和蠟燭A的像都能夠完全重合，像、物大小總是等大的.通過該分組實驗，教師為學生營造了一個真實的物理情境，學生在該情境中，有效地消除了錯誤的思維定勢，達到了預期的教學效果.類似的由于思維定勢造成負遷移的例子還有很多，例如“0攝氏度就是沒有溫度”“蒸包子時，最底層的包子先熟”等，需要教師正確面對，巧妙化解.

2 克服數學知識負遷移

在數學中，根據等量關系，a=b和 b=a表達的意思相同，但在光的反射現象中，反射光線本身不能主動變化，只能隨著入射光線和法線方向的改變而改變，總結和敘述時只能說反射角=入射角，而不能說成入射角=反射角，初中學生往往受數學等量關系的影響而犯邏輯關系的錯誤，這是非常典型的數學知識負遷移.物理是一門自然科學，對各種物理現象和物理規律往往既定性又定量，為了便于研究，需要設定許多物理量，如功率、壓強、浮力、功等，科學家給各種物理量下定義的方法很多，比值法是初中物理中最常見的一種.例如比熱容的定義用數學式表示為c=Q吸mΔt，該公式中涉及的比熱容、熱量、質量和溫度 4個物理量中，c表示比熱容，它是物質本身的一種物理特性，而Q吸是質量為m的物體溫度升高Δt吸收的熱量（或Δt是質量為m的某種物質吸收熱量Q吸后升高的溫度），它們都有明確的物理意義且相互關聯，而并非任意變化.

例題2 關于比熱容的公式c=Q吸/mΔt，下列說法正確的是

A.比熱容跟物體升高或降低的溫度有關

B.物質放熱越多，比熱容越大

C.物質的質量越大，比熱容越大

D.物質的比熱容與質量和溫度無關

部分學生錯選A、錯選B或錯選C，主要原因在于學習物理公式的過程中，僅僅把物理公式看作數學表達式，忽視了公式中各個量的物理意義，沒有深入理解公式所反映的物理規律本質.就本例的公式來說，不僅認為比熱容c與Q吸、m和Δt有關，還認為比熱容c與Q吸成正比，與m和Δt成反比，形成數學知識負遷移，這樣的負遷移影響了對比熱容公式的正確理解.教學時，教師要精心準備，認真講解，舉一反三，融會貫通，讓學生充分認識到用比值法定義，無論是描述物體狀態特征（如速度、壓強），或者是描述物質特性（如密度、比熱容），都有著特殊的物理意義，都不符合數學中簡單的比例關系[2].在初中階段，由于數學知識造成物理學習負遷移例子還有勻速直線運動速度（v=s/t）、密度（ρ=m/V）、熱值（q=Q放/m），導體電阻（R=U/I）等.

3 克服前概念負遷移

各種物理現象廣泛存在于日常生活實踐之中，學生在系統學習物理知識之前，會接觸并體驗到各種物理現象，并形成關于這些現象的感性認識和固有觀念，被稱為物理前概念[3].由于初中生閱歷不豐富、直接感知有局限，知識框架不完善和物理現象的復雜性等因素的影響，學生形成的物理前概念不一定完全正確，有些甚至是錯誤的.錯誤的前概念還有一種類型，那就是物理公式和物理規律等往往具有一定的適用條件或適用范圍，因為教材的編排體系或教學的實際需要，剛開始學習時，可能會暫時回避這些適用條件，從而使學生形成不完全或暫時性錯誤的前概念，歐姆定律的學習具有一定的代表性.閉合電路中純電阻通電時，只有發熱而沒有對外做功，歐姆定律表達式及其變形公式均適用，但在非純電阻電路中，如電動機、電解槽等，歐姆定律將不再適用，學生往往沒有完全認識公式中各物理量之間的關系與適用條件，形成了物理學習的負遷移.

例題3 小軍用玩具電動車的小電動機做趣味實驗.他將一個電壓恒定不變的3V直流電源如圖1所示的電路接在電動機兩端，閉合開關后，電動機穩定勻速轉動了10s，此時電流表的示數為0.6A，關于本實驗，以下說法正確的是

A.電動機在勻速轉動過程中的電阻為5Ω

B.電動機在勻速轉動過程中的功率為1.8W

C.電動機在勻速轉動的10s內產生18J的熱量

D.電動機在勻速轉動過程中電能全部轉化為機械能

圖1中電流表測量通過電動機的電流，電源電壓恒為3V，電流表示數為0.6A，有學生沒有搞清物理公式中各物理量的含義而亂寫亂套公式，也有學生忽視或誤解物理公式的適用條件，很容易根據公式R=U/I=3V/0.6A=5Ω，從而選擇了答案A，該過程看似正確，其實是錯誤的，因為電動機勻速轉動時，該電路已經是非純電阻電路，歐姆定律不再適用，實際電流遠小于I=U/R，同樣的道理在學習電功W=UIt和電熱Q=I2Rt時也有體現，需要教師高度重視，認真分析，講清電功和電熱的聯系和區別，兩個公式的變形公式又有哪些？各個公式及變形公式中，適用范圍分別是什么？使學生做到熟記于心，靈活運用，融會貫通，切實消除這些負遷移對學習物理產生的不利影響.

初中生物理學習中的負遷移類型還有一些，但主要有以上三種，除了上述例子以外，現就目前初中物理教材中其它負遷移現象，分知識版塊簡要列舉見表1.

負遷移對學生的學習會產生較大的阻礙，往往是教學難點[4].這些教學難點的形成，綜合來講，有的與物理知識本身對抽象思維要求高有關，有的與教材編寫缺少針對性形象化的說明有關，還有的與運用物理知識解決實際問題時需要靈活多變有關等.教學實踐中我們常常發現：凡是基礎知識扎實、思維縝密嚴謹、方法巧妙得當的學生很少發生負遷移，而看現象浮光掠影、不能透過現象看本質、缺乏辨析能力的學生，則往往思維、邏輯混亂，發生負遷移的概率較大.部分學生雖然已上初中，但心理未能得到同層次發展，學習物理時，不善于從多方面去分類、比較和理解，觀察物理現象僅僅停留在現象表面的水平上，不能從思考過程中抽象出物理模型，更沒有掌握分析問題、解決問題的科學方法和思維技巧，錯誤沒有得到糾正，新觀念就難以建立.

所以，初中物理教學中，教師應該加強學習方法的指導和科學探究能力的培養，有針對性地采取措施，引導學生抓住物理現象的本質，探尋各種物理問題的聯系與區別，幫助他們運用切實有效的思維方式和科學方法，對不同的問題找共同點，對相似的問題找不同點，培養學生分析、比較和解決問題的能力，有效促進正遷移，最大限度地防止負遷移[5].提高學習效率，培育學生的核心科學素養.

參考文獻：

[1]姜美珍.如何克服初中物理教學中的思維定勢[J].湖南中學物理，2017，32（08）：6-7.

[2]王雅卓.遷移視角下數學對高中物理力學教學的影響研究[D].上海：上海師范大學，2019.

[3]盧倩，陳宗榮，王較過.初中物理學習中的負遷移成因及教學對策[J].物理教學探討，2020，38（12）：73-76.

[4]韓志祥.矢量概念建構中的負遷移及對策[J].物理教學，2020，42（12）：16-19.

[5]羽燕.淺談在初中物理教學中如何有效防止逆向負遷移[J].新課程（教育學術版），2009（05）：54.

（收稿日期：2021-02-20）