物理学习中的变通与迁移

罗东波

物理学习中仅靠有序的单一渠道不能帮助学生形成完整的能力，因为由有序形成的能力只能解决典型情境下的物理问题或只能进行情况比较类似的学习，若要能解决新问题、开拓新领域，就必须具有较强的知识迁移和变通能力，它是思维变通性、流畅性的具体反映．学生解决问题能力的高低，除了认知结构的因素，说到底，也是迁移和变通能力强弱的体现.应重视在认知结构有序的基础上通过变通和迁移两个方面去培养和提高学生的应用能力.

1． 变通

变通是指思路的变换与贯通，解决问题不受思维定势的影响，当一种方法行不通时，能及时变换另一种可能行得通的方法.物理现象一般来说不是孤立的，对物理现象的描述方法不是唯一的，因而解决物理问题的方法、途径同样也不是唯一的.培养学生解决物理问题的变通能力可以通过不断变换题设条件、变换解题思路、方法等方面进行.

①改变题设条件.如原来静止在斜面上的物块，再给它加上竖直向下作用力，此时物块的运动状态会改变吗？如果改成在原物块上再叠放一个物块，则情况又如何？又如小球在做竖直平面内的圆周运动时，分析用细绳、轻杆和管道等不同装置时，小球能否过最高点的条件不同在哪里？为什么？再如在学习力和运动的关系时，教师可以从“力是物体运动状态改变的原因”这一概念出发，提出如果质点A受到若干个作用力而保持静止，那么其中一个力和其余（n－1）个力有怎样的关系？如果其中一个力F1逐渐变小，那么合力的方向如何？大小怎样变化？加速度和速度的情况如何？如果F1减小到零后又逐渐恢复到原来的值，那么上述各个物理量又将如何改变？位移怎样变化？如果把F1在原来的方向上转过90°角时，则此时的合力的大小、方向怎样？等等.通过这种题设条件的改变，可达到活跃思维，认清事物本质的效果.

②变换解题思路、方法.就是培养对物理问题的多角度思维的能力.解题时，一般是由原因导出结果，那么必然也能从结果导出原因，或者由原因和结果推出中间环节.如运用动量定理解题时，对于变力的冲量，根据动量定理表达式中的冲量无法计算时，可换一个角度用动量的改变量进行解决.反之，对于抛体运动中求动量改变量的问题，由于动量是矢量，它的大小、方向都在改变，在对动量的改变量无法直接计算时，根据重力是一个恒力，可改从重力的冲量这一角度去思考解决等等.这种把已学知识作为铺垫，对例题不断拓宽引伸，挖掘问题的内涵和外延，换一种思路、换一种方法的做法，可以充分发挥例题以点带面的功能，激发学生学习思维的积极性、主动性，达到启迪智慧、扩展思路、灵活变通的目的，从而使认识得到升华.

2． 迁移

迁移就是能恰当灵活地把物理结论信息应用到不同的物理过程中去，开阔思路、化难为易，是一种学习对另一种学习的影响.产生迁移的关键是学习者在两种活动中概括出它们之间的共同原理.所以说迁移与概括密切相关，只有在概括的基础上才能产生迁移.迁移能力的培养主要可通过类比的方法进行，如重力势能和电势能；洛仑兹力和向心力；简谐运动和电磁振荡；机械波和电磁波；垂直飞进电场的带电粒子的偏转和力学中的平抛运动等.像火车拐弯、物块在碗中作水平面上的圆周运动这类问题，归根结底属于圆锥摆问题.还有，如要解决带电小球在重力场和水平方向电场中的摆动问题，说白了这是一个等效单摆的问题，要注意不断与单摆进行比较，说明带电小球所受合力的方向相当于单摆问题中的重力方向，确定等效“最低点”，然后再根据力学规律进行分析处理.

如果要把问题设置得更细一些，可以力学中的质点运动向带电粒子在大小不变、方向周期性变化的电场中的运动迁移为例具体加以说明：①质量为1千克的质点A放在光滑水平桌面上，受到水平方向大小恒为2牛顿的作用力作匀加速直线运动，若经1秒作用力方向变为相反，以后力的方向如上作周期性改变，试求10秒内A的位移为多少；②如果上题作用力开始的作用时间为0.5秒，以后都经1秒钟改变方向，如此往复，则10秒内A的位移又为多少？③试用V-t图线求解上述两题；④对于力学中的这类题型，在教学中可以把它放到更广阔的背景中进行考虑，如原来静止在电压大小不变、方向周期性变化的电场中，带电粒子的运动情况分析；⑤若电场的电压大小均匀变化，方向仍周期性改变，带电粒子的运动情况如何；⑥若电场条件不变，带电粒子改为垂直于电场方向飞入，则带电粒子的运动情况又将怎样？

本栏责任编辑罗峰