初中物理学习中的负迁移成因及教学对策
卢倩 陈宗荣 王较过
摘? 要：课堂教学负迁移现象对物理教学的效果有重大影响。文章将初中学生在物理学习中的负迁移按原因分为数学知识的负迁移、已有物理知识的负迁移、物理前概念的负迁移三种类型分别进行论述，并提出了对应教学中的策略。
关键词：初中物理;学习迁移;教学对策
中图分类号：G633.7 文献标识码：A ? ? 文章编号：1003-6148（2020）12-0073-4
学习迁移理论是由教育心理学家爱德华·桑代克于1901年提出的。学习迁移指的是一种学习对另一种学习的影响，广泛存在于各种学习中。就学习迁移的影响效果而言，常常将其分为正迁移、负迁移和零迁移。所谓正迁移是指一种学习对另一种学习起积极促进作用，负迁移是指一种学习对另一种学习起干扰和阻碍作用，零迁移是指一种学习对另一种学习不存在直接的影响[1]。由此可见，促进学习中的正迁移，克服负迁移的影响，是搞好教学的有效途径之一。因此，结合所教学科和内容的特点，研究学习迁移的规律特点及教学应对策略具有十分重要的意义。本文就初中物理学习中的负迁移和克服负迁移影响的对策进行探讨，以求教于广大同仁。
1? ? 初中物理学习中的负迁移
初中物理教学实践表明，学习负迁移是影响教学质量的重要原因之一。以产生负迁移的原因作为标准，初中物理教学中常见的学习负迁移可以分为以下三类。
1.1? ? 数学知识运用不当产生物理学习的负迁移
数学不但是物理表述的语言，而且是物理推理的工具，其对物理学习的重要性是不言而喻的。因此，运用数学知识解决物理问题，是物理学习的重要手段。然而，如果学生运用绝对的、忽视了物理意义的数学形式处理物理问题，就使得数学成为物理学习的障碍[2]，形成物理学习负迁移。这就要求我们在物理教学中，一定要引导学生注重对所学内容物理本质的理解，不仅要理解物理的数学表述，更要理解其中的物理实质和意义，防止把物理知识的数学表达给绝对化[3]。
例如，物质密度的定义用数学式表示为ρ=■，涉及的3个物理量都有确切的物理含义。其中，ρ是表示物质本身性质的物理量，它和物体的质量、体积没有直接的关系。公式中的质量m是体积为V的物体的质量（或V是质量为m的物体的体积），它们有确切的物理意义，而并非是两个互不相关的任意变化的自变量。然而，教学实践中常常发现，学生往往忽视公式中各个量的物理意义，把密度公式仅仅看作数学表达式，认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比。相同的例子还有导体电阻、物质的比热容等内容。这样的学习负迁移严重影响了学生对物理知识的正确理解。
物理是一门定量的学科，科学家通过定义的方式把研究的物理问题量化表示，因而物理课就要学习很多物理量。物理量不但有大小和单位，而且有其独特的物理意义。例如，数学上数字0通常代表没有。但是，0 ℃并不是没有温度，也不是这个温度下物体的内能为0。在物理学中，规定一个标准大气压下冰水混合物的温度为0 ℃，水沸腾时的温度为100 ℃，并将0 ℃和100 ℃之间等分为100份，每一份是一个单位，叫做1摄氏度。这样规定的物理量数值有其独特的含義，和数学上纯粹的数字完全不同。由此可见，教学时如果对物理量的意义强调不够，数学知识的负迁移就会影响学生对物理量的正确理解。
1.2? ? 不同物理知识间的混淆产生学习的负迁移
物理教学中有许多相关联的物理概念和定律，它们之间虽然是互相联系的，但不同的概念和定律却有自身的本质属性。教师在教学过程中通常会利用各个物理定律、概念的联系促进物理学习正迁移，帮助学生正确理解所学内容。但是，各个物理定律、概念毕竟存在区别，如果教学中没有使学生充分认识和理解概念和定律间的区别与联系，学生往往死记硬背，形成物理学习的负迁移，解决实际问题时乱套公式，这样反而起到了不好的效果[4]。
例如，电功率的3个公式：
P=UI（1）
P=■（2）
P=I2R（3）
它们之间既有联系，也有区别。在纯电阻电路中，欧姆定律适用，（1）式可以推导出（2）式和（3）式。在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，学生往往没有完全认识公式的关系与适用条件，形成了物理学习的负迁移。
1.3? ? 物理前概念形成学习的负迁移
物理是一门自然科学，学生在日常生活中无时无处不接触自然界，在此过程中自然就会接触并体验到和物理知识有关的各种现象，形成关于这种现象的观念，我们称其为物理前概念。由于自然现象的复杂性和直接感知的局限性，形成的物理前概念往往不是完全正确的，有些甚至是错误的。错误的前概念对物理知识的学习产生不利的影响，形成物理学习的负迁移。例如，在学习浮力过程中，多数学生具有错误的前概念，如“重的物体下沉，轻的物体上浮”“漂浮的物体所受浮力大于下沉的物体”。这样的前概念对学习物体的浮力大小和沉浮条件就会产生阻碍作用，形成学习的负迁移。
2? ? 教学中克服学习负迁移的对策
2.1? ? 借助真实情境明确物理意义，克服数学知识产生学习的负迁移
学生对物理规律进行定量分析就需要有物理公式，学习时学生常常就以数学式出发得出与实际不相符的结论，这样就发生了学习的负迁移。初中学生学习时应能将所学知识运用于实践，为以后的学习、生活和工作打下基础，这就要求学生不仅能了解物理量之间的定量关系，还能在实际生活中运用物理知识解决问题。要达到此要求，教学中就应为物理学习营造一个真实的情境，使学生在情境中理解和明确物理意义。
（1）通过情境分析，认清物理公式的含义
学生如果长期处于抽象的学习情境中，就容易把物理量之间的关系和数学量的关系等同起来。在真实情境中应用知识解决问题，有利于学习过程中灵活使用数学工具对物理问题进行理性分析，明确物理量的关系。
例如，学习电功率的公式P=■时，学生根据数学表达式易错误地认为，“电功越大，用电器的电功率越大”，即电功率的大小由电功或者消耗电能的多少决定。如果给学生创设一个一盏发光的灯泡的真实情境，在情境中分析“电功越大，消耗越多电能，电功率就越大吗？”学生不难依据情境举出反例“一盏电功率不大的灯，工作时间长，电功可以很大”或者“同一灯泡在正常工作时电功率不变，但电功随时间而增加”。在这个过程中，学生先是直观地观察灯泡发光现象，然后分析能量转化的过程，从而认识到电功率是单位时间消耗电能多少的体现，P=■是电功率的定义式而非决定式。
与此类似，在初中物理学习中多次运用比值定义法来定义物理量。比值定义无论是描述物体状态特征（如速度、压强）或者是描述物质属性（如密度、功率、比热容），都不符合数学中简单的比例关系[5]。因此，应创设真实情境，通过具体分析，使学生明确物理量之间的关系，总结物理方法的运用，使之升华为学生的正确观念。
（2）在情境中应用知识，明确物理量的意义
物理量既有大小，又有单位，其大小一般用数字表示。学生在学习物理量的时候，往往只关注其数字的大小而忽略它的物理涵义，从而产生学习的负迁移。解决此问题的策略是从产生负迁移的原因入手，营造一个真实的问题情境，引导学生应用物理知识。例如，在学习刻度尺测长度的时候，学生由于对小数的认识容易认为估读的位数越多，测量出的数值越精确，从而造成读数错误。但实际上使用仪器读数的有效数值应取决于测量仪器的分度值，也就是精度。测量中还应根据实际情况合理选取不同的量程和分度值的仪器，从而确定测量值的精确值与估读值。教师可以给学生营造一系列真实情境，如测量操场长度、书本宽度、纸张厚度等不同长度，指导学生正确选择、使用刻度尺和测量方法。通过在具体情境中的应用认识物理量的意义。
在真实情境中学习物理知识，一方面，能够增强公式的物理色彩，有利于学生明确公式的来龙去脉，使他们真正善于运用数学方法描述物理问题，明确物理量的意义。另一方面，基于真实情境学习物理量的物理意义，通过对情境中物理意义的分析帮助学生理解物理量所描述的物理现象，增强其运用数学知识的意识，切实提高其运用数学的能力。
2.2? ? 巧借实验辨明物理规律，克服已有物理知识产生学习的负迁移
（1）巧用教具，分辨相似规律的区别
学生在学习物理概念的过程中，容易从已知的概念入手，把相似的概念应用于新情境，形成学习的负迁移。例如，在学习固体压强的时候，学生学了物体静止放在水平桌面上，这时候桌面所受压力大小等于重力大小。在学习液体压强的时候，学生容易想当然地认为底面积相同的情况下液体的重力越大，液体对容器底部的压强越大。
为了消除学习的负迁移，教师可以让学生准备两个形状不同但底面积相同的容器（如图1），里面装着深度相同的同种液体，用压强计测出它们底部的液体压强，发现液体压强相等。可见，液体的压强与容器的大小、形状、容器中的液体重量无必然关系。只要密度、深度相同，压强就相同。既消除学生的错误概念，又加深学生对液体压强公式的理解。
（2）借助实验，厘清相似公式的区别
对于相似公式的学习，许多学生感到束手无策，认为容易混淆，这是典型的已有物理知识产生的负迁移。例如，学完液体压强公式p=ρgh后，学生学习阿基米德原理时，对公式F■=ρgV“不求甚解”，常常将两个公式混淆。对此，在教学中可以借助物理实验，引导学生厘清公式中混淆的物理量“h”和“V”。
实验一：浮力是否随液体深度h而变化？
如图2所示，利用“称重法”测量浮力大小的变化。通过实验观察学生不难发现，当物体浸没以后，随着液体深度增加，浮力不会改变。因此，浮力大小与深度h无关。
实验二：浮力与物体排开液体体积V有何关系？
由学生自己准备形状不同的矿泉水瓶。将质量不计的空矿泉水瓶轻轻压入装满水的大烧杯中（图3a），将溢出的水收集后倒入空矿泉水瓶内（图3b），将矿泉水瓶放回大烧杯（图3c），观察矿泉水瓶静止时的内外液面高度（图3d）。学生发现，内外液面高度一致。
为什么液面高度一致呢？如图4，对漂浮在液体中的矿泉水瓶进行受力分析，得F■=G，又G=G■，两式联立有F■=G■，即验证了阿基米德原理。而G■=m■g=ρ■gV■，由此学生可知此公式表示物体浸在密度为ρ的液体中，排开液体体积为V时，物体受到的浮力。可见，与液体压强公式的物理含义截然不同。
面对已学物理知识之间学习的负迁移，教师应基于直观的物理现象或实验指导学生理性分析，使他们在经历感知物理现象和理性分析后，理解物理概念、规律之间的联系和差异，这样有利于思维习惯的养成。
2.3? ? ?实施科学探究，克服前概念产生的学习负迁移
生活经验既给予了学生大量的感性经验，也使学生形成了不少错误的前概念。由于理解知识时要依赖获得的感性经验，要克服日常生活所致错误前概念产生的学习负迁移，就要先克服产生错误概念的感性经验。教学中指导学生实施真实的科学探究是有效的教学策略。例如，学生在学习滑动摩擦力之前，基于生活经验往往认为运动速度、物体重力、接触面积都是影响滑动摩擦力大小的因素。教师指导学生实施科学探究，应不回避这些“无关因素”，鼓励学生大胆猜想，让学生充分暴露自己的前概念，然后根据自己的猜想设计实验。学生在控制变量法思想的指导下进行实验，得出与自己前概念相悖的结论，在真探究中消除自身的前概念。这样不仅给学生留下深刻的印象，而且有效地消除了产生错误概念的感性经验。
初中物理学习中负迁移的现象普遍存在，除上述的几种克服学习负迁移的策略外，平时教学过程中应给学生提供更多的思考和实践的机会，从中认识并使用对应的规律。在习题中加强知识间的渗透，引导学生在迁移过程中概括、厘清不同知识间的区别与联系，都有助于学生克服学习的负迁移。
参考文献：
[1]冯忠良.教育心理学[M].北京：人民教育出版社，2000：259-261.
[2]王較过.物理教学论（第二版）[M].西安：陕西师范大学出版社，2009：90.
[3]赵凯华.定性与半定量物理学[M].北京：高等教育出版社，2008.
[4]卢鹏.物理教学中负迁移的归类及其对策[J].课程教育研究，2013（12）：201-202.
[5]王雅卓.迁移视角下数学对高中物理力学教学的影响研究[D].上海：上海师范大学硕士学位论文，2019：21.
（栏目编辑? ? 李富强）
