试论物理学习由知识向能力转化的策略

鲁世明

(苏州大学教育学院,江苏苏州 215006;江苏省姜堰中学,江苏姜堰 225500)

在物理教学中培养能力是新课程改革的首要目标.能力发展的主渠道是物理学习由知识向能力的转化,本文主要通过分析物理知识与能力的关系,研究物理知识转化为能力的途径,探讨物理教学中培养学生能力的策略.

1 物理知识与能力的关系

物理知识是人们对客观事物、自然规律的认识成果,而能力是人顺利完成某项活动的心理特征,二者在本质上是不同的,能力是认知结构的功能.

知识与能力的关系是极为密切的,知识是能力的基础,能力只有在掌握知识与运用知识的过程中才得以发展;同时,能力的高低又反过来制约着知识掌握过程的速度,深浅和成效,因此,知识掌握运用的过程,往往是以能力的增长为结局.物理教学必须寓能力培养于知识传授之中,而知识的传授又必须着眼于能力培养.现代社会知识的爆炸式增长要求我们物理教师指导学生物理学习由知识向能力转化.

2 物理知识转化为能力的途径

联系物理知识和能力有三个中介环节,它们是物理知识结构、物理学方法以及物理技能,物理知识通过结构、方法、技能使活动变得有序,在有序的基础上通过应用达到变通和迁移,有序、变通和迁移则使能力得到形成和发展.物理知识向能力转化过程,可用图1概括表示.

图1

图1中最上面的一条直线,表示物理知识可直接转化为能力,这是由物理知识本身所具有的能力价值决定.物理知识中蕴含着丰富的智慧,即使在单纯的传授知识的教学中,学生在学习知识的同时,也会受到知识所蕴含的智慧的熏陶,能力有所发展,这条知识直接转化为能力渠道是盲目被动地自醒自悟,其转化效率不高,现代物理教学能力培养不能依赖这条渠道.

图1中最下面一条直线则表明能力对学习物理知识的作用.学习知识要有一定能力作保证,能力提高了,将使掌握知识速度加快、数量增多、质量提高.

物理知识转化为能力的主渠道由图1的中部给出.方框中的结构即物理知识结构,在掌握知识的基础上形成知识结构,把相互分立的知识组成一个系统,系统内各知识间建立联系,并有明确的关系,使知识变得有序.这样知识就容易记忆再现,也便于向新情境中迁移,学生可以随时利用有序的知识去解决问题和学习新知识,为进一步认识活动作准备.方法是指物理学中各种科学方法,掌握了科学方法,可以把知识有效组织起来,按照一定程序去展现预期的活动目标,科学方法使活动的认识过程有序,实际上活动的认识过程有序本身也是一种能力.技能是指物理技能,具有良好的技能和熟练的技巧,就可以按合理的方式以一定动作完成活动,掌握技能使活动的动作执行和智力活动过程有序.事实上,活动的动作执行和智力活动过程有序本身也是一种能力.可见由结构、方法、技能三个中介环节产生的活动的有序性将直接导致稳定的心理特征即能力的形成,有序是物理知识转化为能力的首要渠道.

但仅靠有序一个渠道还不能形成完整的能力.由有序形成能力是能解决典型物理问题或进行类似情形问题的学习.解决新问题,开拓新领域应该是能力中最重要的方面,这种能力是靠变通和迁移两个渠道形成.变通和迁移离不开有序并且可以维持动态的有序,它们是在有序的基础上通过对已有知识灵活运用而实现的.当新的活动与原有的“序”之间有一定的矛盾但没有根本的矛盾,这时要适当改变原来“序”中某些部分,调整成适合于新活动的形式,在这个过程中,应用的实践使思路逐渐达到变换与贯通,摆脱原来“序”的限制,这就是变通.变通这种在具体活动中灵活应变的心理特征,显而易见是能力的重要方面.当新的活动复杂程度高、包含范围大、新颖性强,利用原有的“序”或者变通也无法适合新活动的需要,就必须产生类别不同的新“序”才行,但新“序”中仍包含原“序”中某些部分作为新“序”中材料和生长点,把原来“序”中某些部分用于迥然不同的活动,以形成新“序”,这就是迁移.迁移利用已有的“序”,去进行其他领域的活动,这种心理特征显然也是能力的一个方面.

3 物理教学中培养学生能力的策略

培养学生能力应当按照上述物理知识转化为能力的渠道进行.在物理教学中培养学生的能力,关键是要抓住让学生形成清晰而完整的物理认识结构、教给学生研究物理问题的科学方法、训练学生的物理技能这三个方面.抓住这三个方面的实际是先增强学生认识活动的有序性,而有序是能力中核心因素.在有序的基础上,还必须在应用中实现变通和迁移,变通和迁移也是能力中重要因素.我们物理教师在培养学生能力方面要做到以下几点.

3.1 指导学生形成清晰而完整的物理结构

掌握知识结构是物理教学的基本任务.要让学生弄清各个基本概念和规律,在一个整体中是以何种方式结合起来的,并在基本知识体系中占据什么地位,它们怎样决定着知识整体的动能.当学习一部分内容后,让学生根据自己的理解画出知识结构图,是掌握知识结构的一种有效方式.知识结构的分析保证每周一次,先是每周总结、分析本周学习知识点,再是章节单元分析,落实到一个个具体知识点;然后是按力学、电磁学、热学、原子物理等大单元分析;最后建立完整的高中物理知识体系.学生个人分析、小组讨论,与教师指导相结合,学生由不会分析到会分析,最后从不同角度加以整理,形成完整、清晰、科学的物理结构.

3.2 重视培养学生良好的科学方法

科学方法能使认识活动有序化,在分析问题、解决问题中有章可循,有路可走.学生运用知识处理物理问题的方法有许多,例如,等效法、联想法、类比法、归纳法、外推法、等效替代法、极限法、控制变量法等,教师将方法教给学生,学生听懂到会用该方法,还有很长的路要走.新课改理念下的教师,决非仅仅是知识与方法的传授者,而应该成为知识探索的寻航者,激发、鼓励、促进学生在具体应用中通过自主探究、归纳总结出分析解决物理问题的科学方法.只有引导学生自我探究总结,才能使学生真正掌握科学方法.

3.3 强化训练学生的物理技能

掌握物理技能包括掌握智力技能和操作技能两个方面.智力技能对物理学习效率有显著影响,智力活动的自动化、熟练化、简缩化,能使学习新知识变快,解决问题时迅速抓住要害,同时也让学习轻松自如.操作技能主要是物理实验中的动手操作技能,所涉及的行动主要包括准确而熟练使用仪器、仪器配套组装和故障的排除.实验操作技能是在实验的练习中大体经过行动的定向、动作的联系以及动作的协调与完善这三个阶段形成的,在实验教学中按照这三个阶段不断向学生提出进一步的要求,可以保证学生的操作技能达到一定的水平,并对各种情景具有广泛的适应性.

综上所述,在物理教学中培养学生能力的策略就是:在物理知识教学的基础上,让学生形成清晰而完整的知识结构,教给学生科学的方法,训练学生的物理技能,使学生的认识活动有序,再在有序基础上学会变通和迁移,形成适合于新情境的新“序”.我们物理教师可按照这个基本的途径组织学生物理学习由知识向能力的转化,全面培养学生的物理能力.

1 阎金铎主编,梁树森著.物理学习论.南宁:广西教育出版社,1996.

2 郭道胜.做一个有思想的教师.太原:山西人民出版社,2006.