物理教学中的动手能力培养简述

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在物理教学中注重能力培养，是近十余年来物理教学思想的根本变革。但对如何培养能力，目前还没有明确的章法可循。本文从物理知识向能力的转化过程来探求培养能力的基本途径，对培养能力这一老课题作出新探讨。

一、已有的认识和问题的提出

在十多年来的探索中，人们在下面三个问题上取得了基本一致的看法，为寻找培养能力的途径打下了基础

①能力是什么？物理教学要培养哪些能力？

能力是人顺利完成某种活动的比较稳走的心理特征。物理教学培养的能力可以分成两类。一类是智力，包括观察力、记忆力、想象力、思维力、注意力，其中思维力是智力的核心。另一类是一些综合能力，主要有实验能力、分析和解决问题的能力、阅读理解和文字表达能力、自学能力、创造能力等，人们都承认除了知识之外还有能力，而且对各种能力作了较为深入的分析。

②能力培养在物理教学中处于一种什么样的地位？

现代社会对人的要求以及知识的迅猛增值，使人们越来越明确地认识到，培养能力应该作为物理教学的首要任务。把培养能力放在教学目标的首位，已经成为多数物理教师的自觉认识，单纯传授知识的教学已被普遍认为是一种不可取的、落后的教学。

③物理知识和能力有什么样的关系？

这一关键问题已经被认识清楚，这就是：“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，……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。……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培养能力。”“’知识和能力又有明显的区别，知识是人对客观事物的认识成果，能力是一种心理特征，二者在本质上不同。在实际中，知识山不等于能力，知识多的人能力不一定高，知识较少的人不见得所有的能力都低。

既然已经认识到了能力培养的重要，认识到了应该培养哪些能力，还认识到了应该通过知识教学来培养能力，那么下面的问题就是如何通过知识教学来培养能力了。在教学实践和理论研究中已经得出了一些培养学生能力的做法，并且在使用中收到了一定的成效。但是，这些做法大多还是分散的，没有形成一个体系。

如何才能通过知识教学培养能力呢？这是一个教学中急需回答的问题。

二、物理知识向能力的转化

解决上述问题的关键在于认识物理知识是如何转化为能力的。根据我们对物理教学的长期实践和研究，得出了物理知识向能力转化的基本途径，转化的过程可以用下页图概略地表示。

图中最上面的一条直线，表明物理知识可以直接转化为能力，这是由物理知识所具有的物理知识具有能力的价值，首先是因为物理知识中蕴含着丰富的智慧，即使在单纯传授知识的教学中，学生在学习物理知识的同时，也会受到知识所蕴含的智慧的熏陶，他们能力发展的琴弦是有可能被拨动的。物理知识具有能力的价值，其次是因为物理知识的逻辑体系有着雄辩的说服力，它将“‘强迫’学生沿着它的逻辑思维链思考”，“这种不断重复着的‘强迫’过程，引导每个接触物理知识的个体，逐步形成特定的心理，受到能力的训练，从而体现出物理知识的能力价值。”这条知识直接转化为能力的渠道是自发形成的，知识的能力价值潜移默化地起作用，学生被动地自醒自悟，其转化效率当然是不高的。因此，现代物理教学中的能力培养不能依赖于这条渠道。

物理知识转化为能力的主渠道由上图的中部给出。物理知识是通过结构、方法、技能使活动变得有序，再在有序的基础上通过应用达到变腴和迁移，有序、变通和迁移则使能力得到形成和发展。下面对这一过程做一个概要的说明。

结构即物理知识结构。在掌握知识基础上形成的知识结构，把相互分立的知识组成一个系统，系统内各知识间建立起了联系并有了明确的关系，使知识变得有序。这样，知识就容易记忆和再现，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，这就为进一步的认识活动做出了准备。

因此，形成知识结构使活动的认识以准备有序，它能为一定的认识活动提供相应的知识，每当类似的认识活动进行时，学生就会想到利用某些范围比较确定的知识。显然，这有利于认识活动的顺利进行，并且导致学生形成把一定的认识活动和相应的知识联系起来的比较稳定的心理特征，即形成能力。进一步说，活动的认识准备有序本身就是一种能力。

方法是指物理学中的各种科学方法。掌握了科学方法，可以把知识有效地组织起来，按照一定的程序去实现预期的活动目标。科学方法将使活动的认识过程有序。按照科学方法有序地进行认识活动，使得每个天分平常的人能够学会比较高深的知识、解决比较复杂的问题，同时形成把一定的活动和相应的程序相联系的心理特征，即形成能力。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，就可以按照合理的方式以一定的动作完成活动。掌握技能将使活动的动作执行过程有序。在一定的活动中，随着作为完成活动任务方式的技能的反复使用，会给某种心理活动的频繁出现提供条件，有利于形成某种比较稳定的心理特征，即形成能力。另外，技能还能使已经初步形成的能力得到有效的发挥，把顺利完成活动的心理特征在成功完成活动的现实中显现出来，使能力得到巩固和发展，事实上，活动的动作执行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。

但是，仅靠有序一个渠道还不能形成完整的能力。由有序形成的能力只能解决典型情境下的物理问题或只能进行情况比较类似的学习。解决新问题、开拓新领域应该是能力中的极其重要的方面，这种能力是靠变通和迂移两个渠道形成的。

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的灵活应用而实现的。有序，使对活动的认识有了高度的概括性，才能体察、辨别活动任务的改变，才能找出新旧活动间的联系，从而产生变通或迁移的要求。有序，使在新活动面前自我调节知识变得比较容易，这样就便于形成新“序”，使变通或迁移比较顺利地实现。

当新的活动与原有的“序”之间存在着一定的矛盾，但没有根本的矛盾，这时就要适当地改变原来“序”中的某些部分，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步达到变换与贯通，摆脱原来的“序”的限制，这就是变通。可见，变通能够变换原来的“序”，产生虽属与原来同类但有较大差别的新“序”，这种在具体活动中灵活应变的心理特征显然是能力的重要方面。

当新的活动复杂程度高、统摄范围大、新颖性强，利用原来的“序”已无法完成新的活动，即使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。但是，原来的“序”中仍有某些可利用的部分，用来作为新“序”中的材料或生长点。把原来“序”中的某些部分用于遇然不同的活动，以形成新“序”，这就是迁移。迁移能够利用已有的“序”，去进行其它领域的活动，这种心理特征显然也是能力的一个重要方面。

至于上页图中最下边的一条直线，则表明能力对学习物理知识的作用。学习知识要有一定的能力作保证，能力提高了，将使掌握知识的速度加快、数量增多、质量提高。

三、按物理知识转化为能力的渠道培养能力

培养学生能力应当按照上述的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知识结构、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。抓这三个方面的实质是增强学生认识活动的有序性，而有序是能力中的核心因素。在有序的基础上，还有必要在应用中实现变通和迁移，变通和迁移也是能力中的重要因素。

这样，在物理教学中培养能力就有了基本的途径和明确的方向。由于本文的篇幅所限，下面我们只是极其概咯地谈一谈能力培养中的知识结构、科学方法和物理技能教学中的某些问题。

掌握知识结构是复习课教学的基本任务。怎样才算掌握了知识结构呢？这就是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功能。当学习完一部分内容之后，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。前不久，我在黑龙江拾综合教改实验”的物理复习课上看到，每个学生课前都在玻璃板上画出一张复习内容的知识结构图，上课时用投影仪加以展示，学生所画的图丰富多彩，大多数体系清楚、重点突出，对培养能力起到了有效的作用。

掌握科学方法往往比知识学习要困难些，这主要是由于方法具有隐含性和灵活性。隐含性表现在教材是以知识内容的体系来表述的，而方法则以分散的形式隐含在知识的表述之中，因此，在教学中要注意挖掘教材中的方法因素，把教给学生方法提高到与知识教学同等重要的地位来对待。灵活性表现在方法的不唯一以及不可胜数的变换方式。学生常常知道许多方法，但在某一具体问题面前，却不知道用哪一种方法才算合适。所谓合适，包含三层意思，其一是指所采用的方法本身应是科学的，其二是指该方法可以用于该问题，其三是指该方法用于该问题后可使解决问题的过程较为简捷。在教学中要想方设法引导学生通过解决问题的实践，逐步学会合理选择并灵活运用有关的科学方法。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的效率有显著影响，智力活动的自动化、熟练化、简缩化，能使学习新知识变快，解决问题时能迅速抓住要害，同时也使学习能够比较轻松自如，神经系统工作时消耗较少。例如，受力分析的技能一经熟练，就可以将不太复杂情况下作用于物体上的各个力一眼看出，而把注意力放在思考进一步的问题上。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地使用基本仪器、仪器的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上经过行动的定向、动作的联系以及动作的协调和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，并对各种情境具有广泛的适应性。

综上所述，在物理教学中培养能力的基本途径就是：在知识教学的基础上，让学生形成清晰而完整的知识结构、教给学生科学方法、训练学生的物理技能，使学生的认识活动达到有序，再在有序的基础上通过应用学会变通和迁移，形成适合于新情境的新“序”。于是，教师就可按照这个基本途径去组织和实施能力培养的有关教学，使能力培养做到有章可循。