培养迁移能力 提升核心素养

    邹韩仕

    

    

    

    [摘???要]知识迁移能力是学生将学到的知识技能成功地迁移到新的情境、新的问题时所体现出的一种素质和能力，是学生更高层次的能力表现。通过高考力学实验复习，培养学生的纵向、横向迁移能力，促进知识的正迁移，减少知识的负迁移，进一步提升学生的核心素养。

    [关键词]力学实验复习;纵向迁移;横向迁移;正迁移;负迁移

    [中图分类号]????G633.7????????[文献标识码]????A????????[文章编号]????1674-6058（2019）35-0049-03

    知识的迁移是一种学习对另一种学习的影响。知识迁移能力是指学生利用物理核心知识和科学方法解决陌生问题和不确定性问题以及探寻新知识和新方法的能力，是学生更高层次物理能力的表现，其实质是触类旁通，举一反三，是把学到的某些原理知识应用到学习新的知识或解决新问题中去，也就是实现知识的迁移。知识迁移能力体现了学生分析、归纳、综合、对比等方面的素质和能力。学生知识迁移能力的高低直接影响着学生在复习过程中的信息处理能力、新旧知识的链接能力、利用物理知识解决实际问题的能力等。高考力学实验复习中要充分挖掘资源?，培养学生的纵向、横向迁移能力，促进学生知识的正迁移，减少知识的负迁移，进一步提升核心素养。

    一、以“纸带”为主线，构建力学实验知识组块，促使知识纵向迁移

    纵向迁移是指在难度和复杂程度上属于不同层次的学习间的迁移，又叫作垂直迁移。心理学认为，学生掌握基础知识和基本技能的牢固程度是影响迁移的重要因素之一。先前的学习越扎实、雄厚，就越容易产生迁移，效果也越显著。因此，应当提高学生对所学知识的理解程度，为知识的迁移、应用奠定基础。

    高考力学实验复习中，可以“纸带”为主线，将各个实验加以串联，从而构建力学实验的知识组块。通过纸带可获取的信息有：物体运动的时间、物体运动的位移、判断物体的运动情况（加速、减速、匀速）、求速度（动能、功率、动量）（关联实验：研究匀变速直线运动、探究动能定理、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律等）、求加速度（合力、摩擦力、动摩擦因数）（关联实验：验证牛顿运动定律、测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ等）。由此可见，只要抓住“纸带”这条主线，就能带出相关物理量、实验方法和具体实验，帮助学生形成知识网络，培养学生的纵向迁移能力。

    [例1]某同学利用图1所示实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图2所示。打点计时器电源的频率为50?Hz。

    （1）通过分析纸带上的数据，可判断物块在相邻计数点???????????和??????????之間某时刻开始减速。（2）计数点5对应的速度大小为???????????m/s，计数点6对应的速度大小为???????????m/s（保留三位有效数字）。（3）物块减速运动过程中加速度的大小为[a]=???????????m/s2，若用[ag]来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值???????????????（填“偏大”或“偏小”）。

    点评：可以此题为母题，帮助学生系统复习整个力学实验的基础知识。

    二、举一反三，触类旁通，促使知识横向迁移

    横向迁移是指把已学到的经验推广应用到其他在内容和难度上相类似的情境中，又叫作水平迁移。举一反三，触类旁通，实际上就是学习者通过思考，运用已有的知识技能，找到与要解决的问题相关的规律，从而把当前的问题纳入已有的知识系统，从而解决问题。高考力学实验复习中，可从以下四个方面培养学生的横向迁移能力。

    1.巧用同一实验装置完成不同实验

    如图3所示的实验装置是力学实验中的一套常见装置，该装置在高考题中频繁出现，用此装置可完成的基本实验有：研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律、测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ等。

    （1）为了尽可能减少摩擦力的影响，需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下轻推小车，?小车拖动纸带穿过计时器时能做?????????????????????????????????。

    点评：由实验原理[mgh=12mv2-12mv02]，数学变形可得：[v2=2gh+v02]，则图像中直线斜率为重力加速度。应用“化曲为直”思想处理实验数据的解题思路是：明确实验目的→列出对应数学表达式→对物理量进行换元→确立自变量和因变量（建立线性关系）→推导图像截距、交点、面积、斜率的物理意义→确立未经测量或无法直接测量的物理量。

    四、比较辨析，防止知识负迁移

    负迁移也称消极迁移，它指的是一种学习对另一种学习产生的消极作用。由于学生的认知结构、思维定式以及学习方法等的局限性，而产生负迁移，从而影响或干扰了新知识的学习。复习时，应让学生对力学基本实验的原理、方法、仪器使用、误差来源、数据处理等问题有深刻的认识和理解，并通过对比分析，引导学生主动参与判断、评价和矫正，避免“死记硬背、生搬硬套、一知半解”的现象，在相异中寻求相似，从中掌握事物的共性，在相似中寻求相异，进而掌握各个事物的个性，以防止负迁移的产生。

    [例5]如图15所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶（含沙）等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶（含沙）的质量分别为M和m。下面说法正确的是 （选填字母代号）。

    A.用该装置可以测出滑块的加速度

    B.用该装置验证牛顿第二定律，要保证拉力近似等于沙桶的重力，必须满足m[<][<]?M

    C.可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m[<][<]?M

    D.用该装置可以验证动能定理

    点评：该实验用气垫导轨代替长木板、用光电门代替打点计时器来测量速度，经过改装后的装置，可以测出滑块的加速度、验证牛顿第二定律、验证机械能守恒定律、验证动能定理，使一套实验装置具备多种功能。但在处理这个实验时，有的学生受前概念的干扰，认为仍然要让气垫导轨倾斜以平衡摩擦力，有的学生认为不管要完成哪个实验，都必须满足m[<][<]??M这一条件。之所以有这样的认识，是因为对实验的基本原理、实验方法、实验误差理解不够透彻，生搬硬套结论，思维不够严谨。对测滑块的加速度、验证牛顿第二定律、验证动能定理三个实验，由于这三个实验的研究对象是滑块（或小车），为了让滑块（或小车）所受的拉力近似等于重物（沙及沙桶、钩码、砝码及砝码盘等）的重力，故需将影响的因素加以“消除”，需要平衡摩擦力（或用气垫导轨代替长木板），并满足重物质量要远远小于滑块质量。而对验证机械能守恒定律这一实验，为满足守恒条件，实验中不能有摩擦力，故也需要平衡摩擦力（或用气垫导轨代替长木板），但其研究对象是沙桶和滑块组成的系统，目的是验证系统减少的重力势能是否等于增加的动能，即[mghB=12（m+M）v2B]，故不需满足重物的质量要远远小于滑块质量。

    总之，在高考力学实验复习中，教师要通过优化组合，讲求实效，灵活运用，多角度、多层次引导学生主动参与讨论、比较、综合、判断、评价和矫正，有效促进学生知识迁移能力的提高，提升学生核心素养。

    [???參???考???文???献???]

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    [2]??周青玉.如何培养学生应用知识迁移的能力[J].?中学物理，2012（16）：71-72.

    [3]?王世存.化学学习负迁移诊断及矫正研究？[D].武汉：华中师范大学，?2013.

    [4]??李文明.如何突破图象教学的瓶颈[J].物理教学，2009（5）：12-14.

    [5]??王世存，？王后雄.中学化学学习中负迁移成因及教学对策[J].?课程·教材·教学，?2012（1）：101-105.

    （责任编辑 易志毅）