为培养学生触类旁通而教，本文主要内容关键词为：触类旁通论文,培养学生论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
迁移被定义为“把在一个情境中学到的东西迁移到新情境的能力”。迁移并不是一个新的命题。我国北宋理学家程颐、程颢兄弟就说过：“格物穷理，非是要尽天下之物，但于一事上穷尽，其他可以类推。”我国成语中“举一反三”“触类旁通”都含有迁移的原意。为迁移而教已经是当前教育界的一个共识。问题是迁移的心理内隐机制是什么？影响迁移的因素有哪些？作为物理教师如何有效地促进迁移？
一、激活旧知，搭建帮助促进迁移的支架
通过激活原有知识同化新知识进而完成迁移应具备下列条件：1、学生认知结构中须具有同化新知识的相应知识基础；2、学习材料必须具有逻辑意义，即反映人类的认识结果；3、学生必须具有获及材料的意义的学习动机；4、学习者必须对新旧命题精细加工，才能生成新的意义。一个良好的教学设计，应尽可能符合上述条件。
［案例1］ “闭合电路欧姆定律”的教学就是原有的“部分电路欧姆定律”基础上的迁移。首先教师应了解学生对“欧姆定律”的理解掌握情况。教学设计的一个任务，就是如何激活和再组织原来的“欧姆定律”的认知结构，作为向闭合电路欧姆定律成功迁移的铺垫和支架。并且需要设计一个“先行组织者”为成功迁移作铺垫。这里的“组织者”就是电源。电源是一个能量转换装置，把其他形式能量转换为电能，这种本领用电动势来表征，电源电动势是路端电压的提供者，它的大小等于开路时外电路两端间的电压，电源又有自身的电阻（内阻）因此顺电流方向通过一个电源，电势升高ε，由于电源内阻存在，电势又降落Ir。通过旧知的激活和“组织者”的帮助，完成新的认知结构的建立，如图1。
图1
二、抽象表征，建构适切的认知图式
“通过教学，帮助学生在更高的抽象层面上表征问题，可以提高迁移能力。”良好的认知结构的第一重要特征就是知识的概括水平和包容范围。知识的概括水平越高，包容范围越广，越有利于同化新知识，实现“弹性迁移”。
根据图式理论，“图式是指围绕某一主题组织起来的知识表征和贮存方式，是认知的‘建筑材料’，是信息加工的基本要素，人们所习的知识要通过抽象概括，加工整理，形成围绕某一主题相互联系起来的知识单元就是图式”。迁移的根本条件，就是建立适切的图式。
［案例2］ 以机械波的干涉为例，如果学生头脑中通过抽象概括建立为如图2的图式，那么迁移到光的干涉领域就变成顺理成章的事了。
图2
［案例3］ 以楞次定律教学为例，教材通过大量实验现象概括表征为“感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。这里包括了原磁场磁通量增加，从而感应电流磁场的磁通量与之相反；原磁场磁通量减少，从而减应电流磁场的磁通量与之相同的几种情况。但只是磁通量层次的抽象，还没有抽象到感应电流效果层次，如果我们把它进一步概括成“感应电流总是要反抗产生它自己的原因”。这种抽象表征，更有利于迁移到各种复杂的“问题解决”中去。
图3
［例］ 如图3，有两只相同的灵敏电流表，接线柱之间用用导线相连，如果两表中电流由正极流入，其指针向右偏转，当用工具拨动A表指针向右偏转时，问B表指针向哪方偏？
如A表中有电流从正极流入，由于磁场力矩作用使指针右偏，现在是外力矩使指针右偏，使线圈中磁通量变化产生感应电流，其感应电流受到的电磁力矩一定与外力矩相反，从而可判断出对应感应电流是从A表正极流出的，B表指针向左偏。这里省去了两表中磁场方向电表线圈绕行方向等细节的假设，实现了知识的弹性迁移。
三、善用变式，有效增强弹性迁移的能力
教学中变式的设计是促进迁移的一种过渡方式。所谓变式，就是对原有模式的演变。变式的呈现是让学生认识到自己已有图式不能适用于新的情境，从而激发他们去寻找原图式为何不能使用的理由或原因，修正或提升原有图式，使它向更弹性的层次变化，变式可以是递进型变式也可以是反例型变式。
［案例4］ （递进型变式）在地面上竖直向上抛出一小球，它能上升到离地H高处落下，问在离地高为多少时，小球的重力势能与动能相等？
小球的总机械能应为mgH，当其重力势能为mgH/2，即离地高为H/2时，重力势能与动能相等。此类问题的解题图式可概括为：
1.小球机械能守恒
2.上升阶段动能转化为重力势能
3.当动能等于重力势能时，h=H/2
呈现变式：如存在空气阻力（大小恒定），小球同样能上升到H高处，问小球上升过程中，其重力势能与动能相等的位置离地高度比H/2大还是小？还是一样？
发现原解题图式已不适用：
1、小球机械能不守恒
2、上升阶段动能减少不等于重力势能增加
3、当动能等于重力势能时，h≠H/2
改进以后的解题图式：
1、假设空气阻力为f
2、当上升到H/2时，重力势能为mgH/2
3、因还能上升H/2，说明动能为mg(h+H)/2
4、H/2处动能大于重力势能，两者相等处应在H/2上方
实现了从简单情境到复杂情境的迁移。
［案例5］ （反例型变式）在光电效实验中，如果以25W白炽灯照射锌板，验电器指针没有偏转，换成100W白炽灯照射，请问学生，现在可能偏转吗？学生按照原有对振动能量的认知图式，肯定会回答光强增大就能偏转的推理，但实验结果与推理相矛盾。
图4
再设问，如果延长光照时间，会使指针偏转吗？按能量随时间积累的图式，又会回答能够偏转的结论，再次出现实验结果与推理的矛盾，迫使其考虑建立新的对于光量子的认知图式，从而实现从光的波动性到光的波粒两象性的迁移，如图4。
四、创设情境，顺应知识形成的路径
“情境教学是指创设具有真实条件或真实问题的情境，学生在探究条件或解决问题的过程中自主地理解知识，建构意义。”建构主义者所以十分推崇情境教学，是因为“学习与情境怎样密切相连取决于知识是如何获及的”，研究表明“当一个科目在复合情境中传授（包括列举广泛应用所教知识的例子）时，人们更有可能抽象形成弹性迁移。知识总是顺着从个别到一般，从感性到理性，从具体到抽象的路径形成的”。“学生对知识的接受只能靠他自己的建构来完成”。同时又由于学习者多种感官的投入有利于提高感知的深度。因此源于现实世界的活生生的情境是学习者进行问题解决和意义建构的平台。
撷取生活情境的片断或者利用学生自身的资源开展物理教学，是最直接的情境教学。让学生左手拍右手，让甲乙两人手推手，感觉“力是物体间的相互作用”，让学生在门框上用同样大小的不同方向的力推门，使门产生转动的效果不一样，体验到力的方向性。观看视频录像，同样会使学生身临其境，如播放刘翔110米栏比赛的全过程，平均速度与瞬时速度就被区分出来了。而模拟生活场景达到教学效果，更是被物理教师广泛采用的案例。
［案例6］ 10位同学手拉手站成一列，1同学做上下往复运动，本来静止的其余同学次第被拉动而做上下往复运动，同时把这种形式自左向右传播形成“人波”。然后在老师的启发下学生自主交流总结，形成对波的认识。这种认识，是具有弹性迁移的“活性因子”的，如图5。
图5
物理实验是理想化的情境，它往往已经突出了“问题中心”，使得目标指向更明晰了，效率也就更高了。
［案例7］ 如关于摩擦力方向的教学中，如果把一辆玩具车用4根线悬挂起来，尽管汽车内电动机带动驱动车轮在不断转动，但汽车仍在原处不动，让轮子接触放在光滑水平桌面上的薄板，汽车前进了，薄板向后退了，摩擦力的方向，作用力与反作用力的关系，还包括后轮与前轮的摩擦力的关系，在学生的头脑中形成了正确的概念图式，把它迁移到自行车和人前进时与地面的摩擦力问题上，应该没有多大的困难了，如图6。
图6
教学不能没有情境，但教学并非都得依赖真实情境，通过情境联想，实现类比迁移，是一条有效的教学设计。
［案例8］ 我们可以从人在升降机台秤上读数的变化，获得关于超重和失重情境体验，从而建构关于超重和失重的认知图式。当教师提出“如果人在很大的一个台秤上向前跨步过程中，台秤读数将如何变化”的问题时，学生不一定真要去大台秤（实际上也很难找到）上去体验一遍，他可以展开情境联想，跨步之间重心是怎样变化的。它的升降是加速还是减速？从而可以比较顺利地得出台秤将出现减小增大减小增大4次变化的结论。如果以此方法去分析排球运动员的起跳过程：重心加速下降，减速下降到最低，突然加速上升，获得较大的离地速度，然后在重力作用下减速上升，也就不是很困难了。
STS（科学、技术、社会）是近几年来世界各国科学教育中形成的一个新的科学教育构想，其基本理论是“科学是通过它的理论，更是通过它的应用被大多数人所认识，并在社会生活中普及的，学生在学校中学习，应当力图使他在对实际问题研讨过程中认识和掌握科学知识，应尽量让学生在创设的情境中去理解、认识科学概念和规律”[1]利用STS渗透情境教学、应是物理教学改革的新维度。例如，PTC元件（钛酸钡等半导体）使电饭煲、电热蚊香具有保温作用可以认为是电阻定律，欧姆定律的迁移，“研究排球击球不触网且不能越界的条件”是平抛运动的迁移，“翻滚过山车和水流星”是圆周运动的迁移，“动圈式话筒”和“磁带录音机”是电磁感应知识的迁移，不胜枚举。
五、动机诱导，关注元认知的监控作用
“动机影响到人们愿意投入学习的时间和精力。人具有发展能力和解决问题的动机”，这就是学生学习积极性的内隐机制。兴趣、好奇、刺激固然可以激发动机。高中物理教学中更多的还是学生对未知世界探究欲望和解决富有挑战性问题的成就感所激发的动机。“社会机会也影响动机，人们想要对别人做些有益事情的想法以及发现他们能用信息影响别人，会使所有年龄的学习者都具有较强的学习动机。”也基于上述理论，在新课程改革中，合作学习被作为重要的学习方式予以倡导。笔者认为它具有下列作用：1.影响学生的价值观、态度、能力和认识世界方法的社会化功能。2.在理解他人的基础上形成的社交能力。3.影响学生的教育抱负和成就动机。4.促成学生有更深的记忆，更高层次的推理，更深入的理解和批判性思考，从而有利于促进迁移。但合作学习并非每课进行，应选择难度适当、具有探究意义、有更大的思考拓展空间的题材。
［案例9］ 在“把电流表改装成电压表”的分组实验中，教学设计应重视：(1)合理分组，异质互补。可以把每组2人改成每组4人，更有利于交流讨论，分工合作。(2)精心设计，重点诱导。本实验的重点是比较精确地测定电流表的内电阻，为选择分压电阻扩大电流表的满偏电压作准备。(3)充分讨论，确定方案。测定电阻的方法有很多，如伏安法，多用电表欧姆挡，半偏法等等。在各组讨论的基础上，开展组际的第一次交流，共同选定方案。(4)明确分工，落实责任。本实验中有合理选择器材，连线操作、数据记录、计算处理、电表改装和刻度校验等环节。每组4人可以做到人人有事做，环环相扣，每人的工作质量都会影响实验的最后成败。(5)拓展讨论，巩固成果。改装完成了，还可组织一次小组讨论，“半偏法”十全十美吗？除了“半偏法”还有其他比较精确的方法吗？实现实验思想的迁移。
元认知迁移“即帮助学生充分意识到自己的学习者角色，积极监探学习策略和资源，评估具体测试和表现的准备程度，这种方法能够促进迁移。”所谓“元认知”，其核心意义就是对认识的认知，或叫认知策略。通过元认知促进迁移的案例在“问题解决”类高级认知活动比较多见。
［案例10］ 如图7所示，一轻绳吊在粗细均匀的木棒上端，离地高H，上端套着一个细环，棒和细环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k＞1)，断开细绳，棒与环自由下落，假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间较短，无动能损失，棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计，求从断开轻绳到棒和环都静止，摩擦力对环及棒作的总功。
图7
这是2007年江苏省高考物理19题的第三问（压轴题），我们不妨外显一位成功学生的思维过程，他是如何通过自我提示，自我发问，自我回答，自我反思，最后顺利解决问题的，这是一次典型的元认知迁移。
问：这是一个什么问题？（力学？电学？动力学？能量？动量？）
答：这应该是一个力学问题，可以通过动力学或者能量转化去解决。
问：既然是力学问题，我应该从受力分析入手，环与棒受哪些力呢？
答：重力与摩擦力。当他们有相对运动时，会出现摩擦力，相对静止时也可能会有静摩擦力。
问：它们的运动状态如何变化呢？
答：绳一断，两者均作自由落体，相互间无摩擦，棒碰地反弹后，两者速度大小相等方向相反，环的摩擦力向上，棒的摩擦力向下，均做减速运动，直到速度相同然后再次下落，棒再次反弹，如此反复。
问：环与棒最终结果会是怎样呢？
答：棒不可能在空中，因为如果离地的话它肯定会下落，环受到的最大摩擦kmg＞mg(k＞1)，环肯定静止在棒上某个位置。
问：反复运动无数次，计算起来可是麻烦事，有简洁的方法吗？
……
问：是否有过类似的物理模型？
……
答：似乎有过这样一个问题，小车与木块一起以向右速度
运动，小车与滑块的质量都知道，车与墙相撞反弹，动能不变，为使木块最终不滑到小车右端，求小车至少多长？如图8。
图8
暗喜：多么类似的情况！无非是水平改成竖直，要考虑重力势能罢了！在小车木块模型中，两者初动能全部因滑动摩擦做功转变为内能，
那么在环棒模型中，两者的重力势能全部因克服滑动摩擦力做功转变为内能，但要注意环对地的位移应是环对棒的位移加上棒对地的位移，即
反思：还有没有其他更保险的方法验证一下？
答：分段计算，可能会是一个无尽递缩等比数列，时间允许，就做一下吧！
在这个问题解决过程中，体现了学生很高的元认知水平，同时一条隐含的“赝动能定理”（一条概括水平很高的普遍性规律），也促成了有效迁移。
新课程的许多理念，如自主学习、情境教学、合作学习等等，都不是可以从迁移中找到一些理论依据吗！