運用學習遷移規律提高物理課堂教學效率

2022-10-04 21:30:08 字數 2880 閱讀 6459

南平一中池光萌

當前中學物理教學中,仍存在著重知識傳授,忽視揭示知識之間內在有機聯絡的傾向,使學生只能死記硬背,只見樹木,不見森林。雖然高中三年學生做了很多作業,卻不能用所學的知識解答新情境的問題,更不善於分析解決新問題,缺乏應變能力。隨著高考改革的深入,對學生綜合能力的考查要求也越來越高。

培養學生能力就在於教會學生如何學習、如何運用知識,而這些能力的培養關鍵就是使學生掌握知識遷移的本領。下面我談一談在教學過程中通過學習遷移規律提高物理課堂教學效率的幾點體會

一. 什麼是學習遷移

遷移規律是教育心理學揭示的一條重要的規律。它是指「一種學習對另一種學習的影響(即已獲知識對新知識的影響和作用)」。一種學習對另一種學習起積極促進作用稱為「正遷移」;一種學習對另一種學習起干擾或抑制作用稱為「負遷移」。

二.學習遷移能力在教學中的應用

1.運用知識遷移,構建知識體系

凡是有學習的地方就會有遷移,因為孤立的彼此不影響的學習是不存在的。在講授某些新知識的過程中,儘管學生已有一定的知識基礎,但往往不能很好地提取和利用。這就要求教師能很好的創設良好的問題情境,即在已有知識與新授知識內容之間架起橋梁來降低銜接的難度,以及時喚醒、運用那些與新授知識內容相關的已有知識和經驗,通過學習遷移獲取新的知識,並構建知識體系,形成知識網路。

例如《感應電動勢》一節。學生學習這一節時,往往不能真正理解其內涵 ,只會套用公式。因此學習這一節,首先應思考:

處於磁場中的通電導體產生安培力的微觀本質是什麼?然後再思考:導體作切割磁感線運動時,所產生的感應電動勢的微觀本質是什麼?

如圖示:作垂直切割磁感線運動的導線中,每個自由電子都受到洛侖茲力,大小為f=evb,f使電子沿著導體向下端移動,於是導體上端出現正電荷,下端出現負電荷,這樣一來導體內產生電場e方向向下,這電場使導體的電子受到乙個向上的電場力fˊ=ee。因此,在磁場中運動著的導體內,每個電子都要受到兩個方向相反的力。

當二力平衡,導體內的電子不再因導體的移動而發生流動時,有:evb=ee,所以e=vb,又由於電場強度是導體兩端的電勢差與導體長度之比,即e=ε/l,這時導體兩端形成的電勢差就是感應電動勢,即ε=el=lvb。由此可知,當導體作切割磁感線運動時產生的感應電動勢是洛侖茲力的巨集觀效應。

又如,教師在複習到《宇宙速度人造地球衛星 》一節時,學生對人造地球衛星為什麼可以繞地球運動會感到疑惑,教師可以設定以下幾個問題幫助學生逐步理解並接受新知識。(1)地面上物體被舉高後放手,物體做什麼運動?(2)舉高的物體如果施加水平初速度,又將做什麼運動?

(3)如果水平初速度增大,再增大,運動情況又將會怎樣變化?通過學生用已學知識將問題逐個討論,慢慢過渡到當速度大到使重力只夠做為向心力時,物體將做圓周運動,即繞地球做圓周運動成為離地球最近的人造衛星,從而求出第一宇宙速度v==7.9km/s。

2.運用物理情景的遷移,提高解決問題的能力

在物理現象的條件和過程的變化中,它們之間總有著或多或少的聯絡。只有弄清知識間的異同點,通過比較、對照,做到「一法」多用。

我們在分析帶電體在勻強電場中運動時,帶電體一般受恆定的電場力或受恆定的電場力和重力作用,我們只要將帶電粒子受到的恆定合力看成「等效重力」,與只在重力作用下物體運動進行比較,就可以將只在重力作用下物體運動的學習方法遷移到研究帶電體在勻強電場中運動的規律中。如:在足夠大的真空空間中,存在水平向右,大小為e=的勻強電場,乙個質量為m帶電量為q的帶電小球在電場中某點豎直向上丟擲,丟擲的初速度大小為v0,如圖示。

求:小球在電場內運動過程中的最小速率。這個問題一般解法是將小球運動分解成在水平方向的勻加速運動和豎直方向的豎直上拋運動。

設t時間後,水平方向速度為v1,豎直方向速度為v2,合速度為v,則v1=v0-gt,v2=at(a=g),v=,通過求極值獲得速度最小值。但這種解法十分煩瑣,學生往往很難求得。如果我們通過求出等效重力gˊ=,方向與水平成53°,將小球等效成斜上拋運動,即小球到「最高點」時速度為最小值,等於與電場方向成37°方向上的「水平」分速度vmin=v0sin37°=。

解題過程就十分簡單,不易出錯。

3.加強「變式」教學,防止學生學習負遷移

學習的正遷移將有助於提高學生的學習能力,但是往往由於學生的思維定勢以及教師的教學觀念、教學方法等導致產生負遷移,從而影響或干擾了新的學習。因此在中學物理教學過程中,要加強「變式」教學,對新情境的問題,善於從不同的角度,不同的方向提出問題和尋找解決問題的途徑和方法。有意識地從各個不同的角度變更事物的非本質特徵,通過分析、對比與評價,突出事物隱蔽的本質屬性,幫助學生克服思維定勢的負效應。

在講到電源輸出功率最大值時,教師可以通過設定以下三個問題幫助學生防止思維定勢造成學習負遷移。

如圖示,電源電動勢ε=6v,內阻r=2ω,定值電阻r0=1ω,滑動變阻器r在0到4ω之間變化。

問:(1)當滑動變阻器r為多大時,電源輸出功率最大?

(2)當滑動變阻器r為多大時,滑動變阻器消耗功率最大?

(3)若r0=3ω,當滑動變阻器r為多大時,滑動變阻器r消耗功率最大?

(4)若r0=3ω,當滑動變阻器r為多大時,r0消耗功率最大?

問題(1)通過求極值的辦法得到電源輸出功率最大的條件為

r外=r,即r=1ω時,電源輸出功率為最大值pm==4.5w.

問題(2)可以通過將r0看成內阻一部分,利用問題(1)的條件得到滑動變阻器消耗最大功率p滑m==3w。

問題(3)也用問題(2)的解題方法就難以求出結果,因為r的最大值也小於r0+r,無法做到r=r0+r,因此知識遷移應具有靈活性。在這種情況下,教師應引導學生分析,只要r值越靠近r0+r,即r=4ω時,滑動變阻器消耗功率最大,i=2/3a,prm=

i2r=(2/3)2×4w=1.78w。問題(4)如果也將r看成內阻一部分,利用問題(1)的條件得到當r+r=r0=3ω時,定值電阻r0消耗最大功率p0m==3w,那就錯了。

教師可以通過學生討論,找出問題(2)、(3)的條件變化,進行對比,得出求電阻消耗功率最大值實質條件,從而克服定勢思維造成的學習負遷移。

**《運用學習遷移規律提高物理學習效率》編入福建省中學生物理學習園地(2002.4)。

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