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电类课程中防止物理知识负迁移的措施
作者：杨怀林 马 蕾
关键词：电类课程；物理知识；负迁移
心理学中把已获得的知识（包括情感和态度）对后续知识学习的影响称之为知识迁移。知识之间的影响有促进和干扰之分，一种知识对另一种知识起促进作用的称为正迁移，起干扰或抑制作用的称为负迁移。在教学活动中，教师应遵循学习迁移的规律，尽量促进正迁移，抑制或避免负迁移，促进学生对所学知识的理解与运用。如果只强调知识之间的共同要素而忽视它们的本质要素，就会造成知识的负迁移，增加学生学习的困难，甚至导致错误的知识和方法。
物理学中的电磁学知识是电类课程的基础，掌握好这部分物理知识对于学生学好后续的电类课程，获得电工知识非常重要。本文拟从概念、规律、方法等方面分析在学习电类课程时物理知识负迁移产生的原因和形式，帮助学生理解负迁移的规律，并且提出防范对策，从而使学生消除负迁移，得到知识的正迁移，获得较好的学习效果。
负迁移的形式及成因
概念性负迁移概念是客观事物的物理本质属性在人们头脑中的反映，是人们认识和区别事物，进行思维的基础。概念之间既相互联系，又具有各自不同的本质属性，学生对此如果不能准确把握和正确区别相关的概念，就会将它们之间的关系简单化，导致知识的负迁移。教学实践表明，知识负迁移的产生在于学生对概念属性的条件和应用范围的认识不清楚，往往只注意到知识之间的共同要素，而忽视了它们之间的差别与联系。例如，在直流电路中，一段电路的欧姆定律为：电阻中电流的大小与加在两端的电压成正比，而与电阻的大小成反比。即I=U/R，其中R=ρ 是电阻的本质属性，与电压和电流大小无关，是常量。而在《电工基础》课程中相应的有磁路欧姆定律，即Ф＝ ，其中Rm为磁路的磁阻，Rm＝ ，有些学生就想当然地认为Rm也是常量。实质上Rm并非常量，对于介质是铁磁性材料的磁路，Rm与Ф（磁通）的变化有关。同样，电感线圈的自感系数L＝ 是常数，自感电势eL＝-L 。但这仅仅是对于非铁磁介质而言。对于铁磁介质，这样的规律是不成立的。
对规律认识的负迁移在学习中，负迁移不但会导致物理概念的混淆，还会导致运用规律的错误，严重影响学生分析问题、解决问题能力的提高。有些学生在学习物理时，常常死记硬背，在电类课程中运用这些知识时生搬硬套，造成知识的负迁移。例如，物理课本中对于右手定则是这样描述的：“伸开右手，使大拇指与其余四指垂直，让磁力线垂直穿过手心。大拇指指向导体运动方向，四指所指方向就是感应电流方向”，而在《电机及拖动》课程中，在判断异步电动机的感应电流方向时，学生却不能正确运用右手定则进行判断，原因就在于此时电动机的磁场是旋转的，转子导体也是运动的，如下图（a）。按照以往的情况不好套用右手定则，不知道手该怎么放，大拇指指向何处，很多人错误地将大拇指指向转子转动的方向。在教学中需要将定则的内涵进行深化，将导体运动的方向改成切割方向就可以判断了，如下图（b）。判断电流和力矩方向很重要，可以有助于了解电机处于哪种状态。
电动机工作原理图
模型的负迁移物理课程中有很多模型都是理想化模型，这些理想化模型对于认识事物、揭示规律、解决问题非常重要。但在电工学中，有些物理模型就会根据实际情况的不同而有所修正。例如，物理中的直流电源是理想的模型，即理想电压源，电压是恒定的，与负载无关。而实际的电压源，其输出电压是随着负载的增大而不断发生变化的。学生在做电工实验时往往没有注意到这种情况，当负载改变后就不再调整输出电压，错误地认为电压是恒定不变的，实验结果当然不会准确。
方法性负迁移由于没有真正搞清物理内涵，解决问题时受思维定势的影响，一味地套用公式，引起方法的负迁移。学生在学习物理的过程中积累了许多方法，这些方法原则上是正确的，但在电类课程中，有些规律是不成立的，有些方法就不适用。例如，在《电机及拖动》课程中，求并励直流电动机的电枢电流和励磁电流。根据欧姆定律得励磁电流If＝ ，如果也根据欧姆定律得电枢电流Ia＝ ，这就大错特错了。对于电网特殊负载的电动机，电枢电路不是纯电阻电路，电动机在运行过程中将产生反电动势，电路中有机械能的转化；这与励磁电路（可以看成是纯电阻电路）是不同的。这两个电路能量转化的情况不同，公式的条件发生了变化，就不能再盲目地套用公式，用同一种方法去解决不同的问题。
防止负迁移发生的策略
重视基本概念和基本规律认识过程是由浅入深，循序渐进的。教学实践表明，学生在解答问题的过程中之所以发生障碍或错误，常常是未能理解和掌握基本概念所致。例如，有些学生擅自改变概念的内涵和外延，而有的学生常常忽略概念中的某些条件，特别是隐蔽的重要条件。因此，教师在教学过程中要引导、帮助学生加深对概念的理解，反复强调，强化训练。例如，在讲左手定则和右手定则时，如果讲清其内涵，多举实例，对于帮助学生掌握这些概念非常有益。理解和掌握基本概念是防止学生在学习知识过程中发生负迁移的重要措施之一。
采用比较的方法，找出异同点发生负迁移现象总是因为新、旧知识之间有一定的相似性，容易造成混淆，但两者一定存在本质的不同。加强对易混知识的比较，找准区分点，有利于排除干扰，使易混知识在学生头脑中彻底分化。对比分析的方法有新旧对比法、正反对比法、相似对比法、正误对比法等等。在教学中，教师应当根据不同情况采用一种或几种方法交叉进行，也可以通过问题剖析、习题讨论，与学生一起进行对比，在相似中求不同，揭示出事物的本质特征。
激发认知冲突，防止负迁移当学生对问题的理解和解答发生思维偏差时，教师不要急于纠正，而是顺应其思维，并做进一步的推导，最后暴露出其中的错误，从而在学生头脑中激发认知冲突。例如，上文提到的判断转子感应电流方向的问题，很多学生将大拇指指向转子的转动方向，即顺时针方向，教师可顺其思路，判断出感应电流方向与图（b）方向相反，然后再根据左手定则进一步判断出电磁力的方向与图中方向相反，即与转子转动方向相反，这样就会得出电机将处于制动状态的结论，与电动状态相悖，从而指出大拇指指向错误的问题。
建立正确的模型正确的模型可以建立正确的解题情景，防止负迁移的发生。要清楚在不同的情况下应运用不同的模型。要确切地了解题意，注意模型应用的条件，运用适当的理论模型，并在头脑中保持清晰的思路，以促进正迁移，防止负迁移的发生。
注重习题教学，克服负迁移教师可在布置练习时，有意地选一些学生容易出错的题目，从而使学生“吃一堑，长一智”，达到事半功倍的效果。教师还可以通过设计多种形式的练习，从不同的角度来巩固知识，帮助学生克服思维定势的不利影响，在解题中注重加强一因多果、一果多因问题的研究，充分利用一题多变训练解题思路，研究各种可能造成知识负迁移的因素，有效地防止或消除知识的负迁移。
培养学生科学的思维方法在教学中讲授某些问题时，可能会因为着重讲授重要因素而忽略了某些次要因素，而由于侧重点对于学生大脑的强刺激，容易使学生将重要因素当成唯一因素，形成一定的思维定势。因此，教师在强调重要因素的同时，不能忽略次要因素，应当全面透彻地分析、研究问题中的隐含因素，揭示事物的本质，提高学生科学思维的能力，培养学生全面分析问题的能力，这样才能有效地减少负迁移的产生。
教学实践证明，负迁移一般是暂时性的，通过努力可以消除。如果我们在教学中能够充分注意负迁移及其产生的条件，并采取相应的策略，就能在一定程度上减少甚至防止负迁移的产生，让学生更快、更好地掌握新知识。我们只有掌握知识的迁移规律，积极地从多方面、多途径去防止和消除负迁移，才能促进学生良好思维品质的形成，从而全面提高学生的综合素质。
参考文献：
[1]周瑛.普通心理学[M].北京：警官出版社，1996.
[2]许晓峰.电机及拖动[M].北京：高等教育出版社，2004.
[3]张洪让.电工基础[M].北京：高等教育出版社，1990.
作者简介：
杨怀林（1968—），江苏淮安人，江苏财经职业技术学院讲师，主要从事电类课程教学工作。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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