試論物理學習由知識向能力轉化的策略

魯世明

(蘇州大學教育學院,江蘇蘇州 215006;江蘇省姜堰中學,江蘇姜堰 225500)

在物理教學中培養能力是新課程改革的首要目標.能力發展的主渠道是物理學習由知識向能力的轉化,本文主要通過分析物理知識與能力的關系,研究物理知識轉化為能力的途徑,探討物理教學中培養學生能力的策略.

1 物理知識與能力的關系

物理知識是人們對客觀事物、自然規律的認識成果,而能力是人順利完成某項活動的心理特征,二者在本質上是不同的,能力是認知結構的功能.

知識與能力的關系是極為密切的,知識是能力的基礎,能力只有在掌握知識與運用知識的過程中才得以發展;同時,能力的高低又反過來制約著知識掌握過程的速度,深淺和成效,因此,知識掌握運用的過程,往往是以能力的增長為結局.物理教學必須寓能力培養于知識傳授之中,而知識的傳授又必須著眼于能力培養.現代社會知識的爆炸式增長要求我們物理教師指導學生物理學習由知識向能力轉化.

2 物理知識轉化為能力的途徑

聯系物理知識和能力有三個中介環節,它們是物理知識結構、物理學方法以及物理技能,物理知識通過結構、方法、技能使活動變得有序,在有序的基礎上通過應用達到變通和遷移,有序、變通和遷移則使能力得到形成和發展.物理知識向能力轉化過程,可用圖1概括表示.

圖1

圖1中最上面的一條直線,表示物理知識可直接轉化為能力,這是由物理知識本身所具有的能力價值決定.物理知識中蘊含著豐富的智慧,即使在單純的傳授知識的教學中,學生在學習知識的同時,也會受到知識所蘊含的智慧的熏陶,能力有所發展,這條知識直接轉化為能力渠道是盲目被動地自醒自悟,其轉化效率不高,現代物理教學能力培養不能依賴這條渠道.

圖1中最下面一條直線則表明能力對學習物理知識的作用.學習知識要有一定能力作保證,能力提高了,將使掌握知識速度加快、數量增多、質量提高.

物理知識轉化為能力的主渠道由圖1的中部給出.方框中的結構即物理知識結構,在掌握知識的基礎上形成知識結構,把相互分立的知識組成一個系統,系統內各知識間建立聯系,并有明確的關系,使知識變得有序.這樣知識就容易記憶再現,也便于向新情境中遷移,學生可以隨時利用有序的知識去解決問題和學習新知識,為進一步認識活動作準備.方法是指物理學中各種科學方法,掌握了科學方法,可以把知識有效組織起來,按照一定程序去展現預期的活動目標,科學方法使活動的認識過程有序,實際上活動的認識過程有序本身也是一種能力.技能是指物理技能,具有良好的技能和熟練的技巧,就可以按合理的方式以一定動作完成活動,掌握技能使活動的動作執行和智力活動過程有序.事實上,活動的動作執行和智力活動過程有序本身也是一種能力.可見由結構、方法、技能三個中介環節產生的活動的有序性將直接導致穩定的心理特征即能力的形成,有序是物理知識轉化為能力的首要渠道.

但僅靠有序一個渠道還不能形成完整的能力.由有序形成能力是能解決典型物理問題或進行類似情形問題的學習.解決新問題,開拓新領域應該是能力中最重要的方面,這種能力是靠變通和遷移兩個渠道形成.變通和遷移離不開有序并且可以維持動態的有序,它們是在有序的基礎上通過對已有知識靈活運用而實現的.當新的活動與原有的“序”之間有一定的矛盾但沒有根本的矛盾,這時要適當改變原來“序”中某些部分,調整成適合于新活動的形式,在這個過程中,應用的實踐使思路逐漸達到變換與貫通,擺脫原來“序”的限制,這就是變通.變通這種在具體活動中靈活應變的心理特征,顯而易見是能力的重要方面.當新的活動復雜程度高、包含范圍大、新穎性強,利用原有的“序”或者變通也無法適合新活動的需要,就必須產生類別不同的新“序”才行,但新“序”中仍包含原“序”中某些部分作為新“序”中材料和生長點,把原來“序”中某些部分用于迥然不同的活動,以形成新“序”,這就是遷移.遷移利用已有的“序”,去進行其他領域的活動,這種心理特征顯然也是能力的一個方面.

3 物理教學中培養學生能力的策略

培養學生能力應當按照上述物理知識轉化為能力的渠道進行.在物理教學中培養學生的能力,關鍵是要抓住讓學生形成清晰而完整的物理認識結構、教給學生研究物理問題的科學方法、訓練學生的物理技能這三個方面.抓住這三個方面的實際是先增強學生認識活動的有序性,而有序是能力中核心因素.在有序的基礎上,還必須在應用中實現變通和遷移,變通和遷移也是能力中重要因素.我們物理教師在培養學生能力方面要做到以下幾點.

3.1 指導學生形成清晰而完整的物理結構

掌握知識結構是物理教學的基本任務.要讓學生弄清各個基本概念和規律,在一個整體中是以何種方式結合起來的,并在基本知識體系中占據什么地位,它們怎樣決定著知識整體的動能.當學習一部分內容后,讓學生根據自己的理解畫出知識結構圖,是掌握知識結構的一種有效方式.知識結構的分析保證每周一次,先是每周總結、分析本周學習知識點,再是章節單元分析,落實到一個個具體知識點;然后是按力學、電磁學、熱學、原子物理等大單元分析;最后建立完整的高中物理知識體系.學生個人分析、小組討論,與教師指導相結合,學生由不會分析到會分析,最后從不同角度加以整理,形成完整、清晰、科學的物理結構.

3.2 重視培養學生良好的科學方法

科學方法能使認識活動有序化,在分析問題、解決問題中有章可循,有路可走.學生運用知識處理物理問題的方法有許多,例如,等效法、聯想法、類比法、歸納法、外推法、等效替代法、極限法、控制變量法等,教師將方法教給學生,學生聽懂到會用該方法,還有很長的路要走.新課改理念下的教師,決非僅僅是知識與方法的傳授者,而應該成為知識探索的尋航者,激發、鼓勵、促進學生在具體應用中通過自主探究、歸納總結出分析解決物理問題的科學方法.只有引導學生自我探究總結,才能使學生真正掌握科學方法.

3.3 強化訓練學生的物理技能

掌握物理技能包括掌握智力技能和操作技能兩個方面.智力技能對物理學習效率有顯著影響,智力活動的自動化、熟練化、簡縮化,能使學習新知識變快,解決問題時迅速抓住要害,同時也讓學習輕松自如.操作技能主要是物理實驗中的動手操作技能,所涉及的行動主要包括準確而熟練使用儀器、儀器配套組裝和故障的排除.實驗操作技能是在實驗的練習中大體經過行動的定向、動作的聯系以及動作的協調與完善這三個階段形成的,在實驗教學中按照這三個階段不斷向學生提出進一步的要求,可以保證學生的操作技能達到一定的水平,并對各種情景具有廣泛的適應性.

綜上所述,在物理教學中培養學生能力的策略就是:在物理知識教學的基礎上,讓學生形成清晰而完整的知識結構,教給學生科學的方法,訓練學生的物理技能,使學生的認識活動有序,再在有序基礎上學會變通和遷移,形成適合于新情境的新“序”.我們物理教師可按照這個基本的途徑組織學生物理學習由知識向能力的轉化,全面培養學生的物理能力.

1 閻金鐸主編,梁樹森著.物理學習論.南寧:廣西教育出版社,1996.

2 郭道勝.做一個有思想的教師.太原:山西人民出版社,2006.