学生物理知识负迁移的成因和防范措施

廖志勇

摘 要：学习迁移有两种形式，正迁移和负迁移。物理知识负迁移会影响学生对物理概念和规律的理解和掌握。本文从五个方面分析物理知识负迁移的成因，并从物理概念、物理规律和物理习题教学三个方面提出防范措施。

关键词：物理知识；负迁移；成因；防范措施

知识的迁移也叫学习的迁移，心理学上把学生已有的知识、情感和态度对后续学习活动的影响，或者后续学习活动对以前学习活动的影响称为学习迁移[1 ]。学生原有的知识信息对学习新知识或掌握新技能起促进作用的成为正迁移，反之称为负迁移。物理知识负迁移会导致学生混淆物理概念，不能正确理解和运用物理规律，严重影响学生分析问题，解决问题能力的提高。下面笔者就学生物理知识负迁移的成因和防范措施作一些粗浅探讨。

一、物理知识负迁移的成因

学生在学习中产生的知识负迁移主要是由于思维惰性，喜欢按照固有的、习惯了的思路去进行思考并寻求答案 [1 ]。学生这种思维方式受日常生活经验，已有知识技能的影响和制约，不注意条件的变迁和新、旧问题之间的差异，因而发生生搬硬套、张冠李戴的错误。

1.因日常生活错误经验导致知识负迁移

学生在平时的生活中，获得不少有关物理现象的感性认识，积累了许多的生活经验，这些经验或认识有基本正确的，也有与物理学的科学理论不相符的。例如，在讲解自由落体时，学生认为物体所受的重力越大，下落得越快；物体在斜面上自由下滑，学生会认为物体受到一个下滑力；大人和小孩进行拔河比赛，结果大人胜了，学生认为大人对小孩的作用力大于小孩对大人的作用力；把一台正在运行的冰箱放在一密封的房间里，打开冰箱的所有门，学生认为房间里的温度将降低等等错误认识。这些错误的认识会妨碍学生建立正确的物理概念与原理。心理学理论告诉我们，知觉具有恒常性，也就是由于人们已有的知识和经验的参与，使知识往往并不随知觉条件的变化而变化 [2 ]。学生对某些自然现象往往凭自己的经验或直觉去感受，必然会自觉或不自觉地形成一些错误的认识，这些概念又是根深蒂固的，对物理学习起到极大的抑制和冲击作用。

2.因数学知识的冲击导致知识负迁移

数学表达式是定义物理量、表述物理规律最简捷、精确、深刻的语言，物理问题的解决离不开数学工具的运用。由于学生自小就接受数学知识教育，在思考问题时往往纯数学化。例如学生从数学角度认识：若C=■，则C与A成正比，C与B成反比。那么在学习物理中，学生遇到速度、密度、电场强度等概念，由表达式v=■，ρ=■，E=■等与数学式C=■相同，就忽视了对事物本质的认识，而认为速度、密度、电场强度与表达式中的物理量成正比或成反比等错误结论。又如，由函数y=k■可知，当x→0时，有y→∞。因此，有的学生就认为当两个质点之间的距离r趋于零时，它们之间的万有引力F=G■趋于无穷大，从纯数学观点看，上述结论是对的，但从物理角度看，r→0时，两个质点已经重合成为一个质点，因此万有引力的公式也就不适合了。所以物理不能等同数学，如果忽视了物理特定的条件，特有的情景，数学知识将起负面冲击作用。

3.因情景错位导致知识负迁移

每一物理事件都有其特定的情景，一些学生适应不了情景的变化，而沿用旧的情景去进行推理、判断等思维活动，即产生错位现象，必然导致思路的偏差。例如，把一个在地面上走时准确的摆钟：（1）移到月球上，周期如何变化？（2） 若移到神舟十号飞船上中，周期又如何变化？这时学生都知道根据T=2π■，由于月球的重力加速度变小，高山上摆钟的周期将变大。在第（1）问的影响下，一些学生错误地把神舟十号绕地球做圆周运动跟月亮绕地球运动等同起来，只不过认为高度不同，因此第（2）问仍回答周期变大。事实上，第（2）问中物理情景己发生根本变化，由于神舟十号飞船做圆周运动，在飞船中的一切物体都处于完全失重状态，摆钟在飞船中根本不会摆动。所以当情景发生改变，特别是新旧情景又是形同质异时，学生最易产生知识负迁移。

4.因表象干扰导致知识负迁移

当物理事件表象受到干扰，而头脑中建立不起与研究问题相应的情景，把握不住物理问题本质特征，这时思维注意力将发生转移，往往得出错误结论 [3 ]。例如，在水平桌面上放有长为L，质量为m的书，桌面与书之间的滑动摩擦系数为μ。现用一水平拉力F拉书，当书被拉出桌面2/5 L时，如图1所示，桌面对书的摩接力如何变化？由于学生受到书被部分拉出桌面的表象干扰，一些学生错误认为接触面积减小，摩擦力减小，而事实上，滑动摩擦力跟接触面积无关，因而书对桌面的摩擦力不变。所以学生在理解或实际运用物理概念时，对概念涉及的范围会不自觉地扩大或缩小，因而造成分析问题的错误。

5.因概念模糊导致知识负迁移

物理中有许多概念是非常相似的，但又有根本区别，如质量和重量，位移和路程，速度和速率，功和能，热量和内能，动量和动能等。学生在学习这些概念时，如果缺乏理解和准确掌握，并且无法建立相关的物理图景，使用时就会将它们之间的关系简单化，造成概念相互间发生干扰和迁移。

二、物理知识负迁移的防范措施

克服学生思维定势的负面影响是防范知识负迁移的根本途径。在教学中要根据学生的认知规律，通过与学生有目的的交流，逐步帮助学生减少或避免在学习中出现知识的负迁移，从而提高物理教学的实效，提高学生的学习能力。

1.重视基本概念教学，防止知识负迁移

要重视基本概念教学，在教学中要充分暴露学生认识概念过程中存在的干扰因素，激发学生的认知冲突，使学生能清醒地认识到以前存在的错误认识，并主动的在教师的引导下加以矫正和明确，充分理解概念的成因、内涵和外延，并通过似是而非概念的比较提高理解概念的精细度和准确度 [2 ]。

例如，课本上对于惯性的定义是“惯性是物体保持原来运动状态的性质”，学生在学习时，会结合自己的生活经验“汽车行驶快刹车越困难”这样的表象去理解惯性，从而得到物体速度越大，其惯性越大的错误结论。为此，老师可追问学生“若汽车静止，那汽车是否有惯性呢？”这时再向学生指出：“惯性与速度有关”的错误结论与“一切物体都有惯性”相矛盾，说明原有的“经验”是错误的。在教学实践中，除了解释说明之外，还可以通过“两个质量不同的小车在弹力的作用下运动”的实验进一步说明惯性跟质量的关系，来提高学生对惯性知识理解的准确度。

对于相似，相近或相关的概念，可以运用对比分析法，不仅可以让学生对知识本质更加清楚，而且能准确地认识概念之间的区别和联系，从而有利于防止或消除知识的负迁移。例如，学生对于“电场线和等势面”、“一对平衡力和相互作用力”、“发电机和电动机”、“电动势和电势差”等知识，常常混淆，因此都可采用“相似对比法”来列表解决。

2.重视物理规律的教学，防止知识负迁移

在物理规律教学中，要注重对物理规律推导论证和实验探究过程。对规律的掌握，更重要的是不仅要记住规律内容，而且要知道规律是怎样得到的，其使用范围是什么，使用时要注意什么。教师在教学过程中通过与学生的信息交流，准确把握学生中错误观念产生的原因与特点，然后根据学生的认知规律，精心选择能激发学生认知冲突和学习欲望的实验，让学生在体验实验探究的过程中感受物理现象的变化，使教材上的知识具体化，形象化，可防止学生知识负迁移 [3 ]。例如，学习“串并联电路电功率分配规律”时，教师可先将60W和40W的两盏灯并联，让学生观察到符合他们认知和经验的现象，再将60W和40W的两盏灯串联在原来的电路中，激发学生原来的认知冲突——“为什么串联时40W的灯比60W的灯更亮？”，学生从观察到的现象有了深刻的体验，有效防止知识的负迁移。

3.重视物理习题的教学，防止知识负迁移

在教学中为了加深学生对物理概念和规律掌握的程度，防止知识的负迁移，笔者会在课堂上和课后都重视习题的教学。在课堂反馈中，有针对性选编一些容易使学生做错的题目，让学生通过评价来矫正错误认识，达到事半功倍的效果；课后还可以让学生通过相似习题的训练，学会辨析情景和条件的变化，提高思维过程的比较、鉴别和洞察能力；还可以加强学生一题多解的训练，培养学生的发散性思维，提高思维的灵活应变能力。

教学实践证明，教师要掌握知识的迁移规律，积极地从多方面多途径引导学生排除之间多种多样的干扰，学生就能有效防止物理知识的负迁移，并会促进学生良好思维品质的形成，提高物理学习能力。

参考文献：

[1] 郭如松. 物理教材编写中的“负迁移”[J]. 中学物理：高中版，2011（11）.

[2] 于学岩，徐琪. 中学物理教学中负迁移现象研究[J]. 物理通报，2007（6）.

[3] 翟元国. 实验探究：促进物理概念和规律的理解[J]. 教育研究与评论：中学教育教学，2011（4）.