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摘要： 多媒体课件对物理教学起到了不可替代的辅助作用，然而就目前的物理课件而言却存在着许多无法解决的问题。针对这一现状，文章提出可以引导学生利用课件所提供的理想化模型，将课件所展示的特殊学习情境迁移到具体问题所涉及的一般学习情境中去，并且通过对情境迁移的训练，达到培养学生创新思维能力的目的。
关键词： 物理课件 理想化模型 学习情境 迁移
素质教育要求我们改变知识本位的课程观，在教学活动中充分运用课程资源，培养学生的创新思维能力。本文从多媒体课件在具体教学过程中所遭遇的“瓶颈”问题入手，结合桑代克的学习迁移说（即相同要素理论），探索有关利用物理课件的模型实现具有相同要素的学习情境间的迁移问题。
一、物理课件教学的现状
随着我国基础教育信息化的迅猛发展，多媒体和网络技术的日臻完善和普及，越来越多的信息技术被应用到教育教学过程中来。其中多媒体课件的使用大大增加了课堂知识容量，提高了讲课效率，影音媒体的应用也使得原本单调的课堂变得丰富多彩起来。利用多媒体技术模拟复杂物理过程，更是有利于突破教学中的难点。然而，课件教学也不是近乎完美的，要维护一种教学方法，绝对不能把它说成是万能的。［１］
1.课件本身存在的问题
限于编者的能力，现在有价值的物理课件并不多见，主要原因是精通计算机技术的人员未必精通物理教育，而精通物理教育的一线教师又未必精通计算机技术。况且，碍于各种原因的限制，就算是有计算机爱好的物理教师也很少有精力全身心地投入到课件的制作中去。
计算机模拟实验的结果不是决定于自然规律，而是决定于设计者对自然规律的理解。所以在这之中，不同的人理解起来的意思就会出现偏颇，甚至有的设计者可能应用了错误的原理去设计一个模拟实验。而实物实验无论如何设计，它的结果都是自然规律作用的必然结果，也就是说世界上没有错误的实验，只有对实验现象的错误解释。
2.课件在教学中暴露的问题
多媒体课件作为一种已经设定的计算机程序，它的表现形式固定，就算重复100遍，也不会有丝毫的变化。课件演示的内容有限，它是从固定的视角对某个完整的物理现象中的一个环节进行抽象的表现，相应的也缩小了学生们发挥想象的空间。对于具体问题中所涉及的宏观的物理现象或持续时间长的物理过程，以及不同现象之间的联系等，课件通常不会给予具体的描述，因为涉及元素过多、制作工艺繁杂。
有些物理课件一个完整的复杂程序只是演示了一个运动形式或运动效果。例如，在波的传播的课件演示中，反复出现的只是一个周期内，一个波长的波中质点在平衡位置附近作往复运动的情景，且通常情况下，只能用来表现从左向右，且已经传播了一定时间的波的稳定的传播情况。若想利用课件表现出波由产生到向远处传播开来的宏观现象，则需要建立至少80个编辑对象并逐一对它们进行初始化，工作量极大。
多媒体课件只是辅助教学的一种手段，它永远无法取代教师的主导作用。在具体的物理教学中，学生可能的反应是多种多样的，教师随时需要根据学生的表现来采取相应的措施，用更有利于学生新知识组块形成的教学策略来引导学生学习。另外，从应变能力、情感交流、接受习惯、真实性及教师本身的发展等几个角度而言，课件的使用反而可能会起到事倍功半的效果。
二、用相同要素理论解决课件教学中学习情境迁移问题
1.相同要素理论（theory of identical elements）
美国心理学家爱德华·桑代克（Edward Thorndike）于20世纪初提出了一种学习迁移说（即相同要素理论）。该学说认为只有在原先的学习情境与新的学习情境有相同的要素时，原先的学习才有可能迁移到新的学习中去。而且，迁移的程度取决于这两种情境相同要素的多寡。也就是说，相同要素越多，迁移的程度越高；相同要素越少，迁移的程度越低。［２］
2.课件教学中的学习情境迁移依赖于特殊情境与一般情境中的相同要素
课件所演示的物理现象是从自然世界的普遍的物理现象中抽象出来的理想化模型，它具有高度的概括性和抽象性，也就是说课件并不能全面展现出学生需要的各种程度和类型的物理模型。那么如何使特殊学习情境向一般的学习情境迁移呢？
首先，在完成模拟实验的演示后，我们可以先检验学生从这个演示实验中学到了什么、获得哪些启发、对实验所提供的理想模型能否接受。然后对相应的知识点进行明确的界定，并由这一个演示现象出发，反思时间上及空间上的它之前和之后的运动情况应该是怎样的。例如，（这里我们主要以波传播的课件为例）波的传播的演示实验中，并未提及振动刚刚传到某一区域时质点开始振动的形态与振源的关系以及不同周期内的相同位置上的点的振动情况是否相同，也未提及这种振动传播到远处的情况。那么将波向远处的传播这种运动与课件提供的物理模型相比较，我们不难看出这两种运动情况有着近乎相同的振动形态、传播方式以及同样的传播介质。所以可以引导学生们利用自己的想象力、生活经验及对课件反思得到启发，让他们对课件所提供的模型的大小或多少加以变化，并构想它进行自己需要的运动时的模样，达到特殊的学习情境向一般的学习情境迁移的教学效果。这主要是应用了相同要素理论中的迁移的程度取决于两种情境相同要素的多寡的原则。
三、实现课件教学中的学习情境迁移的具体过程
课件内容演示完毕，可以首先观察一下学生的反应。在学生接受的前提下，提出一系列与之相关的但是内容更宽泛的、更具有普遍意义的问题。由于生活经验或其他原因其中大部分的问题，可能学生们心中已经有了错误的前概念，可是如果让学生们反思课件，自己想象一下可能的情况会是什么样子，不同学生的心理模型不会都是一样的，但是只要他们心里的认知概念是正确的，得出的结论都会具有可论证性。在此基础之上，教师可进一步提出相应的限制和理想化的要求，来配合教学的需要。在引导的同时教师应尽可能按照学生自己设想的思路去审视他的问题出在何处，多一些鼓励，少一些否定。
还是以波的传播为例子。课件演示表现出质点本身并不向前移动，只是围绕平衡位置作上下振动;还有就是振动只是以能量的形势由质点传播向远处，并且由近及远，远处质点的振动趋势总是和在它前面比它更靠近振源的质点的振动情况相同。在引入了相关的周期、波长、波源的概念之后，我们就可以来提出一些问题了，例如: ①波是如何向前传播的（从空间上扩展）以及一段时间内波向前传播的距离如何计算（从时间上扩展）？②波传到距离波源某一点A时的该点的振动情况如何？
对于第一个问题的回答，大多数的初学者会把波的传播描述成好像在本子上画一个蜿蜒曲折的波的过程，在他们的心里仿佛笔尖走向的趋势才是波传到某处时质点的运动趋势。这主要是没有理解波的传播是依赖于波源的振动的缘故。实际上，是波源发出一次振动，便向传播方向上传播一个波长的波，当波源再次振动时，靠近波源的已经是新产生的第二个波了，第一个周期的波已经向前传播了一个波长的距离，从空间角度讲，在第二个周期的波产生的同时，第一个周期的波的形式并没有改变，而只是整体上向外运动了一个波长，犹如平静湖面上的石子溅起的水波一样，最外延的质点（轮廓）并不是一会儿高一会儿低，而是始终维持一个状态不变。
反思课件所提供的模型，我们可以进一步启发学生把课件中最左边的质点作为一个振动的波源，对于第一个问题，从课件中可以直观地看出波源振动第一个周期的时间产生的波形，但是当波源进行第二个周期的振动时（当进行此操作时需要把振源的振动速度调慢），前一个波长的运动情况就已经不可见了。这时，可以让学生自己想象一下在屏幕的右侧紧临已经在课件中的四十个小球之后还有几十个整齐排列的相同的小球（大于四十个），那么当波源进行第二个周期的振动时靠近假想质点模型的最后一个真实质点就将在此后的运动中决定一系列假想质点的运动过程及最后这串假想质点的整体波形。因为假想模型与课件模型具有相同的要素，学习情境迁移容易实现，所以教师可以启发学生观察这两个周期内的波形有何相同点，以及所有原本处于平衡状态的质点首发振动的方向是否都相同（从理论上印证了水波向外传播时的轮廓不变现象，从认知逻辑角度否定了同学们心中有关画波的过程就是波传播的过程的错误观念），以此类推得出振源振动若干个完整周期，则必有相应个波长距离上原本处于平衡位置上的质点被牵动，形成波向远处传播的形式。
至于一定时间内波传播距离的计算，可以由周期与波长的对应关系角度理解，也可以引入波速的概念。值得一提的是，反思课件所展示的波的理想模型，不难发现演示内容过于单一，缺乏真实性。这时可以让学生们联想身边的波的传播实例自己总结出有关波的对称性，以及水波的环形传播等性质。这些结论都可以由迁移的假想模型得到验证。
第二个问题是波传到距离波源某一点A时的该点的振动情况。实际上我们可以从两个角度利用课件演示的内容对这个问题进行解答：首先我们需要引入迁移学习情境后的假想模型。在距离波源任意远处有一质点A，当波源的振动刚刚传播到质点A时，A必定做受迫振动，那么它的振动方向就始终由它前面相邻质点的振动情况决定，且由假想模型可知（问题一已详细描述），波向外传播时已产生的波的波形不变，只是沿空间外移。以此类推得出的结论是，包括A点在内的凡是第一次振动的质点，它的首发振动方向必定和振源的初始振动方向相同。接下来A点的振动情况如何呢？让我们换个角度理解课件所表现的内容，由于课件中表现的只是固定空间内的质点随波的振动情况，并没有限制波源的具体位置，那么我们可以把可见波中最左侧的质点看作A点，相应将A的左侧某点（假想模型）看作波源。则当假想波源的振动传播到A点并且继续向前传播的时候，此时课件所表现的A球的振动情况就是第二题所涉及的情况。
四、结论
利用物理课件所展示的特殊学习情境中的模型，建构一般学习情境模型，不仅有利于学生想象力、创造力和推理解题能力的培养，还在一定程度上体现了新课程标准中所提倡的通过教师引导为主以多样化的教学方式促进学生自主学习，帮助学生学习物理知识和技能的原则，为学生的终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定了基础。
参考文献：
［1］张筱兰.信息技术与课程整合的理论与方法［M］.北京：民族出版社，2004：4-5.
［2］施良方.学习论［M］.第二版.北京：人民教育出版社，2001：442-443.
［3］许振丰，赵晓燕.Authorware6.5理科课件制作指南［M］.北京：北京希望电子出版社，2003.
［4］宋新克.论反思性思维的模型、过程及教师反思力的培养方法［J］.中国教育技术装备，2007，8：66-70.
关键词： 物理课件 理想化模型 学习情境 迁移
素质教育要求我们改变知识本位的课程观，在教学活动中充分运用课程资源，培养学生的创新思维能力。本文从多媒体课件在具体教学过程中所遭遇的“瓶颈”问题入手，结合桑代克的学习迁移说（即相同要素理论），探索有关利用物理课件的模型实现具有相同要素的学习情境间的迁移问题。
一、物理课件教学的现状
随着我国基础教育信息化的迅猛发展，多媒体和网络技术的日臻完善和普及，越来越多的信息技术被应用到教育教学过程中来。其中多媒体课件的使用大大增加了课堂知识容量，提高了讲课效率，影音媒体的应用也使得原本单调的课堂变得丰富多彩起来。利用多媒体技术模拟复杂物理过程，更是有利于突破教学中的难点。然而，课件教学也不是近乎完美的，要维护一种教学方法，绝对不能把它说成是万能的。［１］
1.课件本身存在的问题
限于编者的能力，现在有价值的物理课件并不多见，主要原因是精通计算机技术的人员未必精通物理教育，而精通物理教育的一线教师又未必精通计算机技术。况且，碍于各种原因的限制，就算是有计算机爱好的物理教师也很少有精力全身心地投入到课件的制作中去。
计算机模拟实验的结果不是决定于自然规律，而是决定于设计者对自然规律的理解。所以在这之中，不同的人理解起来的意思就会出现偏颇，甚至有的设计者可能应用了错误的原理去设计一个模拟实验。而实物实验无论如何设计，它的结果都是自然规律作用的必然结果，也就是说世界上没有错误的实验，只有对实验现象的错误解释。
2.课件在教学中暴露的问题
多媒体课件作为一种已经设定的计算机程序，它的表现形式固定，就算重复100遍，也不会有丝毫的变化。课件演示的内容有限，它是从固定的视角对某个完整的物理现象中的一个环节进行抽象的表现，相应的也缩小了学生们发挥想象的空间。对于具体问题中所涉及的宏观的物理现象或持续时间长的物理过程，以及不同现象之间的联系等，课件通常不会给予具体的描述，因为涉及元素过多、制作工艺繁杂。
有些物理课件一个完整的复杂程序只是演示了一个运动形式或运动效果。例如，在波的传播的课件演示中，反复出现的只是一个周期内，一个波长的波中质点在平衡位置附近作往复运动的情景，且通常情况下，只能用来表现从左向右，且已经传播了一定时间的波的稳定的传播情况。若想利用课件表现出波由产生到向远处传播开来的宏观现象，则需要建立至少80个编辑对象并逐一对它们进行初始化，工作量极大。
多媒体课件只是辅助教学的一种手段，它永远无法取代教师的主导作用。在具体的物理教学中，学生可能的反应是多种多样的，教师随时需要根据学生的表现来采取相应的措施，用更有利于学生新知识组块形成的教学策略来引导学生学习。另外，从应变能力、情感交流、接受习惯、真实性及教师本身的发展等几个角度而言，课件的使用反而可能会起到事倍功半的效果。
二、用相同要素理论解决课件教学中学习情境迁移问题
1.相同要素理论（theory of identical elements）
美国心理学家爱德华·桑代克（Edward Thorndike）于20世纪初提出了一种学习迁移说（即相同要素理论）。该学说认为只有在原先的学习情境与新的学习情境有相同的要素时，原先的学习才有可能迁移到新的学习中去。而且，迁移的程度取决于这两种情境相同要素的多寡。也就是说，相同要素越多，迁移的程度越高；相同要素越少，迁移的程度越低。［２］
2.课件教学中的学习情境迁移依赖于特殊情境与一般情境中的相同要素
课件所演示的物理现象是从自然世界的普遍的物理现象中抽象出来的理想化模型，它具有高度的概括性和抽象性，也就是说课件并不能全面展现出学生需要的各种程度和类型的物理模型。那么如何使特殊学习情境向一般的学习情境迁移呢？
首先，在完成模拟实验的演示后，我们可以先检验学生从这个演示实验中学到了什么、获得哪些启发、对实验所提供的理想模型能否接受。然后对相应的知识点进行明确的界定，并由这一个演示现象出发，反思时间上及空间上的它之前和之后的运动情况应该是怎样的。例如，（这里我们主要以波传播的课件为例）波的传播的演示实验中，并未提及振动刚刚传到某一区域时质点开始振动的形态与振源的关系以及不同周期内的相同位置上的点的振动情况是否相同，也未提及这种振动传播到远处的情况。那么将波向远处的传播这种运动与课件提供的物理模型相比较，我们不难看出这两种运动情况有着近乎相同的振动形态、传播方式以及同样的传播介质。所以可以引导学生们利用自己的想象力、生活经验及对课件反思得到启发，让他们对课件所提供的模型的大小或多少加以变化，并构想它进行自己需要的运动时的模样，达到特殊的学习情境向一般的学习情境迁移的教学效果。这主要是应用了相同要素理论中的迁移的程度取决于两种情境相同要素的多寡的原则。
三、实现课件教学中的学习情境迁移的具体过程
课件内容演示完毕，可以首先观察一下学生的反应。在学生接受的前提下，提出一系列与之相关的但是内容更宽泛的、更具有普遍意义的问题。由于生活经验或其他原因其中大部分的问题，可能学生们心中已经有了错误的前概念，可是如果让学生们反思课件，自己想象一下可能的情况会是什么样子，不同学生的心理模型不会都是一样的，但是只要他们心里的认知概念是正确的，得出的结论都会具有可论证性。在此基础之上，教师可进一步提出相应的限制和理想化的要求，来配合教学的需要。在引导的同时教师应尽可能按照学生自己设想的思路去审视他的问题出在何处，多一些鼓励，少一些否定。
还是以波的传播为例子。课件演示表现出质点本身并不向前移动，只是围绕平衡位置作上下振动;还有就是振动只是以能量的形势由质点传播向远处，并且由近及远，远处质点的振动趋势总是和在它前面比它更靠近振源的质点的振动情况相同。在引入了相关的周期、波长、波源的概念之后，我们就可以来提出一些问题了，例如: ①波是如何向前传播的（从空间上扩展）以及一段时间内波向前传播的距离如何计算（从时间上扩展）？②波传到距离波源某一点A时的该点的振动情况如何？
对于第一个问题的回答，大多数的初学者会把波的传播描述成好像在本子上画一个蜿蜒曲折的波的过程，在他们的心里仿佛笔尖走向的趋势才是波传到某处时质点的运动趋势。这主要是没有理解波的传播是依赖于波源的振动的缘故。实际上，是波源发出一次振动，便向传播方向上传播一个波长的波，当波源再次振动时，靠近波源的已经是新产生的第二个波了，第一个周期的波已经向前传播了一个波长的距离，从空间角度讲，在第二个周期的波产生的同时，第一个周期的波的形式并没有改变，而只是整体上向外运动了一个波长，犹如平静湖面上的石子溅起的水波一样，最外延的质点（轮廓）并不是一会儿高一会儿低，而是始终维持一个状态不变。
反思课件所提供的模型，我们可以进一步启发学生把课件中最左边的质点作为一个振动的波源，对于第一个问题，从课件中可以直观地看出波源振动第一个周期的时间产生的波形，但是当波源进行第二个周期的振动时（当进行此操作时需要把振源的振动速度调慢），前一个波长的运动情况就已经不可见了。这时，可以让学生自己想象一下在屏幕的右侧紧临已经在课件中的四十个小球之后还有几十个整齐排列的相同的小球（大于四十个），那么当波源进行第二个周期的振动时靠近假想质点模型的最后一个真实质点就将在此后的运动中决定一系列假想质点的运动过程及最后这串假想质点的整体波形。因为假想模型与课件模型具有相同的要素，学习情境迁移容易实现，所以教师可以启发学生观察这两个周期内的波形有何相同点，以及所有原本处于平衡状态的质点首发振动的方向是否都相同（从理论上印证了水波向外传播时的轮廓不变现象，从认知逻辑角度否定了同学们心中有关画波的过程就是波传播的过程的错误观念），以此类推得出振源振动若干个完整周期，则必有相应个波长距离上原本处于平衡位置上的质点被牵动，形成波向远处传播的形式。
至于一定时间内波传播距离的计算，可以由周期与波长的对应关系角度理解，也可以引入波速的概念。值得一提的是，反思课件所展示的波的理想模型，不难发现演示内容过于单一，缺乏真实性。这时可以让学生们联想身边的波的传播实例自己总结出有关波的对称性，以及水波的环形传播等性质。这些结论都可以由迁移的假想模型得到验证。
第二个问题是波传到距离波源某一点A时的该点的振动情况。实际上我们可以从两个角度利用课件演示的内容对这个问题进行解答：首先我们需要引入迁移学习情境后的假想模型。在距离波源任意远处有一质点A，当波源的振动刚刚传播到质点A时，A必定做受迫振动，那么它的振动方向就始终由它前面相邻质点的振动情况决定，且由假想模型可知（问题一已详细描述），波向外传播时已产生的波的波形不变，只是沿空间外移。以此类推得出的结论是，包括A点在内的凡是第一次振动的质点，它的首发振动方向必定和振源的初始振动方向相同。接下来A点的振动情况如何呢？让我们换个角度理解课件所表现的内容，由于课件中表现的只是固定空间内的质点随波的振动情况，并没有限制波源的具体位置，那么我们可以把可见波中最左侧的质点看作A点，相应将A的左侧某点（假想模型）看作波源。则当假想波源的振动传播到A点并且继续向前传播的时候，此时课件所表现的A球的振动情况就是第二题所涉及的情况。
四、结论
利用物理课件所展示的特殊学习情境中的模型，建构一般学习情境模型，不仅有利于学生想象力、创造力和推理解题能力的培养，还在一定程度上体现了新课程标准中所提倡的通过教师引导为主以多样化的教学方式促进学生自主学习，帮助学生学习物理知识和技能的原则，为学生的终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定了基础。
参考文献：
［1］张筱兰.信息技术与课程整合的理论与方法［M］.北京：民族出版社，2004：4-5.
［2］施良方.学习论［M］.第二版.北京：人民教育出版社，2001：442-443.
［3］许振丰，赵晓燕.Authorware6.5理科课件制作指南［M］.北京：北京希望电子出版社，2003.
［4］宋新克.论反思性思维的模型、过程及教师反思力的培养方法［J］.中国教育技术装备，2007，8：66-70.