迁移思维在不同问题的应用策略探讨

摘要：迁移思维是科学思维的重要形式，在新的模块背景下，应用迁移思维将学生已经学習、已经熟悉的前科学的方法、结论，用于分析、推理相近情境的问题，是在前科学基础上的知识生发，也是对已有能力的深度挖掘，所以是一种有效的教学策略.迁移策略包括：一、求同建基;二、存异助长;三、见异思迁，求根溯源.

关键词：迁移思维;两种情境;相同或相通

中图分类号：G632文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2021）28-0100-02

迁移：离开原来的所在地而另换地点.

思维：在表象、概念的基础上进行分析、综合、判断、推理等认知活动的过程.

迁移思维：将一种情境中得到的方法、结论应用在另一种情境中的认知活动过程.

应用条件：两种情境具有相同或相通的物理规律.

迁移思维是科学思维的重要形式，是应用概念、规律、模型等物理观念而进行的信息转换活动，是学生理解能力、推理能力、分析和解决问题的能力、应用数学处理物理问题能力的具体体现.

将一个模块背景下进行的简化、建模、推导的方法、结论，应用到具有相同或相通物理规律的另一模块背景下的问题分析，不但是建构概念、熟悉方法、提升能力的思维路径，也是知识体系脉络化、序列化，从而实现不同模块知识整体化的需要，有助于实现学生素养水平的提升.

在新的模块背景下，应用迁移思维将学生已经学习、已经熟悉的前科学的方法、结论，再次分析、推理相近情境的问题，是在前科学基础上的知识生发，也是对已有能力的深度挖掘，所以是一种有效的教学策略.

下面借一个斜面问题探讨迁移思维在不同问题分析中的应用策略.

情境一小车上固定有上表面光滑的斜面，斜面上用细绳平行斜面于顶端拴一质量为m的小球，斜面的倾角为θ，如图1，当小车向右匀速运动时，求细绳对小球的拉力，斜面对小球的支持力.

分析小球受重力G、支持力F、拉力F，因运动是水平的，所以沿水平和竖直两方向建立坐标，将F、F沿两轴分解，由平衡条件得：

模型建构对象模型——斜面方法模型——共点力平衡、正交分解

情境二上述小车向右做匀加速运动，加速度为a，求使小球不离开斜面的a值范围.

分析小球同样受上述三力，如图2所示，小球不离开斜面，竖直方向合力为零，加速度水平向右，水平方向合力产生加速度.

迁移策略一求同建基.即找到两情境的相同或相通点，构建新问题分析的基点.

两情境都是水平方向的直线运动，受力分析相同，竖直方向都是平衡状态，都可以沿水平和竖直两方向建轴、分解、列式.可以不必重复分析一遍，而将情境一的分析过程迁移到情境二，以情境一的知识为基点，支撑情境二的分析.

情境三向右以a做匀加速直线运动的小车顶用细绳悬吊质量为m的小球，当a增大时，悬线与水平方向的夹角θ如何变化.

分析小球随小车加速运动时，受重力G、拉力F，θ不变，如图3与情境二相同，竖直方向受力平衡，水平方向的合力产生加速度，迁移情境二的方法，沿这两个方向建轴、分解、图3列式得：

可见当a增大时，θ减小，假想车上有一倾角为θ的斜面，此时球刚好离开斜面.

虽然没有有形的斜面，但在加速度增大的过程中，小球“升起”的态势与情境二一样，即相通.细绳与水平方向夹角为θ，可以迁移为空间存在一倾角为θ的无形斜面，二者接触但不挤压.

情境四如图4，水平面上底角为θ的光滑圆锥顶上，用长为L的细绳拴一质量为m的小球，绳与锥面平行，小球在锥面上做匀速圆周运动，求使小球不离开锥面的速度v的范围.

迁移策略二存异助长.即找到两情境的不同，在新的情境中生成新的知识.

情境五（解法二）如图6，天花板O点用长为L的细绳拴一质量为m的小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，分析小球的速度与绳跟水平面夹角θ的关系.

分析小球做匀速圆周运动时，与情境四不同处在于无锥面，又与情境三相通，迁移情境三.当绳与水平方向夹角为θ时，可等效为小球在一锥面转动，与面无挤压.生成动态分析和等效替代知识.

迁移策略三见异思迁，求根溯源.即在新课讲解，尤其是高三复习中，激发学生多思考、多探讨，在已学知识中寻找相同、相通的情境，迁移方法、引用结论.

情境一是情境二的源，情境二是情境三、情境四的源，情境三又是情境五的源，追溯情境二，开辟情境三、情境四，进而开辟情境五.情境一、二、三属模块必修1直线运动、情境四、五属模块必修2圆周运动，在不同模块中搜寻源头，在不同模块间迁移方法，一生二，二生三，在熟悉的场景中不断融入新生的知识，以已掌握的知识为支撑，牵联更多思路，逐渐构筑起庞大的知识网络.

高中物理模块设置遵循循序渐进的原则，后面的模块以前面的模块为基础，掌握前面模块的知识是学习后面模块内容的前提条件.只要两情境有相同或相通点，就可以借助迁移思维，将前一情境的方法、结论迁移到后一情境.必修1、必修2学习的分析方法，贯穿高中物理的所有章节，如微元法可以频繁应用于变化的过程，求变速运动位移的v-t图、变力做功的F-s图、变力冲量的F-t图、变化电流通过电量的I-t图及恒力如重力、电场力在曲线运动过程做的功等都有相似的情境，掌握了必修1用微元法求变速直线运动位移的方法，就可以在功与能、冲量与动量、电与磁的学习中迁移微元法，解决这些问题.其它如点电荷迁移质点的理想模型法、瞬时加速度概念迁移速度概念的极限法、万有引力定律的总结迁移伽利略创立的提问、假设、验证的思维大法等，都是满足迁移条件时在两情境应用迁移思维的很好例证.

参考文献：

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[3]徐蓓蓓.基于促进生成的教学原则的物理概念教学设计[J].物理教学，2021，43（01）：5-10.

[责任编辑：李璟]

作者简介：白桦，从事高中物理教学研究.