初中物理学习负迁移现象探析与举例

摘 要：物理是初中阶段的起始学科，在学习物理的过程中，学生往往容易受到思维定势、数学知识、前概念等因素的影响，形成学习上的负迁移.负迁移容易造成学习阻碍，对学生学习物理产生不利的影响，需要教师采取有效措施积极化解，帮助学生克服物理学习过程中的负迁移，提高学习效率.

关键词：初中物理;负迁移;思维定势;前概念

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）14-0008-03

基金项目：江苏省苏科版初中物理教材编写组总课题“苏科版初中物理教材建設项目”之子课题“初中物理综合实践研究”.

作者简介：刘学山（1974-），男，江苏扬州人，本科，中学高级教师，研究方向：初中物理教育与教学研究.

学习是一种思维活动，指人们通过阅读、思考、理解、探究等途径获得知识和技能的过程.研究表明：各种学习活动是相互联系、相互作用、相互影响的，一种学习对另一种学习的影响，叫作学习迁移.现代科学根据迁移的性质、结果等标准，把学习迁移分为正迁移（起积极影响、促进作用）和负迁移（起抑制阻碍或消极干扰）.会驾驶摩托车的人，学习驾驶汽车往往更容易学成;学生如果在写字课上养成工整、整洁、规范的书写习惯，则他们在完成作业或考试答题时，卷面书写一般都较好，但也有学生在低年级学习汉语拼音时养成的发音习惯和母语思维，却会对后来英语字母、单词发音、词汇、语法学习产生不良影响，这些都是学习迁移现象，前2例属于正迁移范畴，第3例则属于负迁移.

学习迁移现象广泛存在于各类学习活动之中，一直为人们所关注.我国早在春秋时期，著名教育家孔子就提出学习要“温故而知新”“举一反三”，周朝《周易·系辞上》也提出学习要“触类旁通”，这是较早的学习迁移理论，反映了我国古代先进的教育思想和科学的学习理念.近现代国内外也有许多学习迁移理论研究的代表人物和研究成果，众多研究成果都普遍认为：学习活动中，知识、技能、情感和态度等都可以发生迁移，这些迁移对各类学习活动有着不同程度的影响，往往直接影响学习的效果.因此，结合学科特点和教学实践，运用应对学习迁移的科学方法，加强教学应对策略研究，强化学习中的正迁移，消除负迁移的影响，是提高学生学习效率、提升教学质量的重要途径.现结合具体教学实践，就初中物理学习中的负迁移现象和对策，举例探讨如下.

1 克服思维定势负迁移

思维定势也称惯性思维.人们在学习过程中，总会不断地对原有的现象、知识、经验进行分析概括和总结，并重新感知评价，由此产生的新观念、新思维往往带有原先固有的某种倾向，其实质是先前活动的经验对思维造成的惯性影响[1].这种影响具有很强的倾向性，有正面和负面之分，无论正面还是负面，使得学生在思考物理问题时，总是摆脱不了已有的“条条框框”，都对学生的物理学习起到相当程度的影响作用.特别是负面影响，使学生接受物理新观念、新思想和新知识时，对问题进行分析和判断是消极的，是学生学习物理思维过程中一个不利因素，属于负迁移的范畴.

例题1 一个人站立在平面镜前，然后慢慢后退，则他在平面镜中的像，像离平面镜的距离（均选填“变大”“变小”或“不变”）.

教学时，学生往往根据日常生活中站在高楼上看马路上的汽车、行人等，都好像变得很小，这是人的一种视觉感受，美术课程学习中，也有“近大远小”的透视现象和透视效果，第一格选填“变小”的比例很高.之所以这么多学生错选，进一步的分析发现，主要是因为学生在解题时缺乏从论证推理得出结论的习惯，只凭借视觉的通常经验，甚至仅凭自己的主观想象，没有根据问题的需要进行必要的思维活动，忽略了“像的实际大小与看到的像的大小是两回事”.要解开这个疑点，教师必须带领学生认真做好分组实验“探究平面镜成像的特点”，每个实验小组按照实验的需要和要求，准备好器材：2支相同的蜡烛（蜡烛A、蜡烛B）、刻度尺和1块玻璃板，并按实验设计方案，分步骤操作，实验中不断改变蜡烛A离平面镜的距离多次重复实验，学生透过玻璃板均可以清晰看到：无论蜡烛A距镜面是远还是近，蜡烛B和蜡烛A的像都能够完全重合，像、物大小总是等大的.通过该分组实验，教师为学生营造了一个真实的物理情境，学生在该情境中，有效地消除了错误的思维定势，达到了预期的教学效果.类似的由于思维定势造成负迁移的例子还有很多，例如“0摄氏度就是没有温度”“蒸包子时，最底层的包子先熟”等，需要教师正确面对，巧妙化解.

2 克服数学知识负迁移

在数学中，根据等量关系，a=b和 b=a表达的意思相同，但在光的反射现象中，反射光线本身不能主动变化，只能随着入射光线和法线方向的改变而改变，总结和叙述时只能说反射角=入射角，而不能说成入射角=反射角，初中学生往往受数学等量关系的影响而犯逻辑关系的错误，这是非常典型的数学知识负迁移.物理是一门自然科学，对各种物理现象和物理规律往往既定性又定量，为了便于研究，需要设定许多物理量，如功率、压强、浮力、功等，科学家给各种物理量下定义的方法很多，比值法是初中物理中最常见的一种.例如比热容的定义用数学式表示为c=Q吸mΔt，该公式中涉及的比热容、热量、质量和温度 4个物理量中，c表示比热容，它是物质本身的一种物理特性，而Q吸是质量为m的物体温度升高Δt吸收的热量（或Δt是质量为m的某种物质吸收热量Q吸后升高的温度），它们都有明确的物理意义且相互关联，而并非任意变化.

例题2 关于比热容的公式c=Q吸/mΔt，下列说法正确的是

A.比热容跟物体升高或降低的温度有关

B.物质放热越多，比热容越大

C.物质的质量越大，比热容越大

D.物质的比热容与质量和温度无关

部分学生错选A、错选B或错选C，主要原因在于学习物理公式的过程中，仅仅把物理公式看作数学表达式，忽视了公式中各个量的物理意义，没有深入理解公式所反映的物理规律本质.就本例的公式来说，不仅认为比热容c与Q吸、m和Δt有关，还认为比热容c与Q吸成正比，与m和Δt成反比，形成数学知识负迁移，这样的负迁移影响了对比热容公式的正确理解.教学时，教师要精心准备，认真讲解，举一反三，融会贯通，让学生充分认识到用比值法定义，无论是描述物体状态特征（如速度、压强），或者是描述物质特性（如密度、比热容），都有着特殊的物理意义，都不符合数学中简单的比例关系[2].在初中阶段，由于数学知识造成物理学习负迁移例子还有匀速直线运动速度（v=s/t）、密度（ρ=m/V）、热值（q=Q放/m），导体电阻（R=U/I）等.

3 克服前概念负迁移

各种物理现象广泛存在于日常生活实践之中，学生在系统学习物理知识之前，会接触并体验到各种物理现象，并形成关于这些现象的感性认识和固有观念，被称为物理前概念[3].由于初中生阅历不丰富、直接感知有局限，知识框架不完善和物理现象的复杂性等因素的影响，学生形成的物理前概念不一定完全正确，有些甚至是错误的.错误的前概念还有一种类型，那就是物理公式和物理规律等往往具有一定的适用条件或适用范围，因为教材的编排体系或教学的实际需要，刚开始学习时，可能会暂时回避这些适用条件，从而使学生形成不完全或暂时性错误的前概念，欧姆定律的学习具有一定的代表性.闭合电路中纯电阻通电时，只有发热而没有对外做功，欧姆定律表达式及其变形公式均适用，但在非纯电阻电路中，如电动机、电解槽等，欧姆定律将不再适用，学生往往没有完全认识公式中各物理量之间的关系与适用条件，形成了物理学习的负迁移.

例题3 小军用玩具电动车的小电动机做趣味实验.他将一个电压恒定不变的3V直流电源如图1所示的电路接在电动机两端，闭合开关后，电动机稳定匀速转动了10s，此时电流表的示数为0.6A，关于本实验，以下说法正确的是

A.电动机在匀速转动过程中的电阻为5Ω

B.电动机在匀速转动过程中的功率为1.8W

C.电动机在匀速转动的10s内产生18J的热量

D.电动机在匀速转动过程中电能全部转化为机械能

图1中电流表测量通过电动机的电流，电源电压恒为3V，电流表示数为0.6A，有学生没有搞清物理公式中各物理量的含义而乱写乱套公式，也有学生忽视或误解物理公式的适用条件，很容易根据公式R=U/I=3V/0.6A=5Ω，从而选择了答案A，该过程看似正确，其实是错误的，因为电动机匀速转动时，该电路已经是非纯电阻电路，欧姆定律不再适用，实际电流远小于I=U/R，同样的道理在学习电功W=UIt和电热Q=I2Rt时也有体现，需要教师高度重视，认真分析，讲清电功和电热的联系和区别，两个公式的变形公式又有哪些？各个公式及变形公式中，适用范围分别是什么？使学生做到熟记于心，灵活运用，融会贯通，切实消除这些负迁移对学习物理产生的不利影响.

初中生物理学习中的负迁移类型还有一些，但主要有以上三种，除了上述例子以外，现就目前初中物理教材中其它负迁移现象，分知识版块简要列举见表1.

负迁移对学生的学习会产生较大的阻碍，往往是教学难点[4].这些教学难点的形成，综合来讲，有的与物理知识本身对抽象思维要求高有关，有的与教材编写缺少针对性形象化的说明有关，还有的与运用物理知识解决实际问题时需要灵活多变有关等.教学实践中我们常常发现：凡是基础知识扎实、思维缜密严谨、方法巧妙得当的学生很少发生负迁移，而看现象浮光掠影、不能透过现象看本质、缺乏辨析能力的学生，则往往思维、逻辑混乱，发生负迁移的概率较大.部分学生虽然已上初中，但心理未能得到同层次发展，学习物理时，不善于从多方面去分类、比较和理解，观察物理现象仅仅停留在现象表面的水平上，不能从思考过程中抽象出物理模型，更没有掌握分析问题、解决问题的科学方法和思维技巧，错误没有得到纠正，新观念就难以建立.

所以，初中物理教学中，教师应该加强学习方法的指导和科学探究能力的培养，有针对性地采取措施，引导学生抓住物理現象的本质，探寻各种物理问题的联系与区别，帮助他们运用切实有效的思维方式和科学方法，对不同的问题找共同点，对相似的问题找不同点，培养学生分析、比较和解决问题的能力，有效促进正迁移，最大限度地防止负迁移[5].提高学习效率，培育学生的核心科学素养.

参考文献：

[1]姜美珍.如何克服初中物理教学中的思维定势[J].湖南中学物理，2017，32（08）：6-7.

[2]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，2019.

[3]卢倩，陈宗荣，王较过.初中物理学习中的负迁移成因及教学对策[J].物理教学探讨，2020，38（12）：73-76.

[4]韩志祥.矢量概念建构中的负迁移及对策[J].物理教学，2020，42（12）：16-19.

[5]羽燕.浅谈在初中物理教学中如何有效防止逆向负迁移[J].新课程（教育学术版），2009（05）：54.

（收稿日期：2021-02-20）