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物理教學培養能力的基本途徑
在物理教學中注重能力培養，是近十余年來物理教學思想的根本變革。但對如何培養能力，目前還沒有明確的章法可循。本文從物理知識向能力的轉化過程來探求培養能力的基本途徑，對培養能力這一老課題作出新探討。
一、已有的認識和問題的提出
在十多年來的探索中，人們在下面三個問題上取得了基本一致的看法，為尋找培養能力的途徑打下了基礎：①能力是什么？物理教學要培養哪些能力？
能力是人順利完成某種活動的比較穩走的心理特征。物理教學培養的能力可以分成兩類。一類是智力，包括觀察力、記憶力、想象力、思維力、注意力，其中思維力是智力的核心。另一類是一些綜合能力，主要有實驗能力、分析和解決問題的能力、閱讀理解和文字表達能力、自學能力、創造能力等，人們都承認除了知識之外還有能力，而且對各種能力作了較為深入的分析。
②能力培養在物理教學中處于一種什么樣的地位？
現代社會對人的要求以及知識的迅猛增值，使人們越來越明確地認識到，培養能力應該作為物理教學的首要任務。把培養能力放在教學目標的首位，已經成為多數物理教師的自覺認識，單純傳授知識的教學已被普遍認為是一種不可取的、落后的教學。
③物理知識和能力有什么樣的關系？
這一關鍵問題已經被認識清楚，這就是：“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，……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。……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培養能力。”“’知識和能力又有明顯的區別，知識是人對客觀事物的認識成果，能力是一種心理特征，二者在本質上不同。在實際中，知識山不等于能力，知識多的人能力不一定高，知識較少的人不見得所有的能力都低。
既然已經認識到了能力培養的重要，認識到了應該培養哪些能力，還認識到了應該通過知識教學來培養能力，那么下面的問題就是如何通過知識教學來培養能力了。在教學實踐和理論研究中已經得出了一些培養學生能力的做法，并且在使用中收到了一定的成效。但是，這些做法大多還是分散的，沒有形成一個體系。
如何才能通過知識教學培養能力呢？這是一個教學中急需回答的問題。
二、物理知識向能力的轉化
解決上述問題的關鍵在于認識物理知識是如何轉化為能力的。根據我們對物理教學的長期實踐和研究，得出了物理知識向能力轉化的基本途徑，轉化的過程可以用下頁圖概略地表示。
圖中最上面的一條直線，表明物理知識可以直接轉化為能力，這是由物理知識所具有的物理知識具有能力的價值，首先是因為物理知識中蘊含著豐富的智慧，即使在單純傳授知識的教學中，學生在學習物理知識的同時，也會受到知識所蘊含的智慧的熏陶，他們能力發展的琴弦是有可能被撥動的。物理知識具有能力的價值，其次是因為物理知識的邏輯體系有著雄辯的說服力，它將“‘強迫’學生沿著它的邏輯思維鏈思考”，“這種不斷重復著的‘強迫’過程，引導每個接觸物理知識的個體，逐步形成特定的心理，受到能力的訓練，從而體現出物理知識的能力價值。”這條知識直接轉化為能力的渠道是自發形成的，知識的能力價值潛移默化地起作用，學生被動地自醒自悟，其轉化效率當然是不高的。因此，現代物理教學中的能力培養不能依賴于這條渠道。
物理知識轉化為能力的主渠道由上圖的中部給出。物理知識是通過結構、方法、技能使活動變得有序，再在有序的基礎上通過應用達到變腴和遷移，有序、變通和遷移則使能力得到形成和發展。下面對這一過程做一個概要的說明。
結構即物理知識結構。在掌握知識基礎上形成的知識結構，把相互分立的知識組成一個系統，系統內各知識間建立起了聯系并有了明確的關系，使知識變得有序。這樣，知識就容易記憶和再現，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，這就為進一步的認識活動做出了準備。
因此，形成知識結構使活動的認識以準備有序，它能為一定的認識活動提供相應的知識，每當類似的認識活動進行時，學生就會想到利用某些范圍比較確定的知識。顯然，這有利于認識活動的順利進行，并且導致學生形成把一定的認識活動和相應的知識聯系起來的比較穩定的心理特征，即形成能力。進一步說，活動的認識準備有序本身就是一種能力。
方法是指物理學中的各種科學方法。掌握了科學方法，可以把知識有效地組織起來，按照一定的程序去實現預期的活動目標。科學方法將使活動的認識過程有序。按照科學方法有序地進行認識活動，使得每個天分平常的人能夠學會比較高深的知識、解決比較復雜的問題，同時形成把一定的活動和相應的程序相聯系的心理特征，即形成能力。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，就可以按照合理的方式以一定的動作完成活動。掌握技能將使活動的動作執行過程有序。在一定的活動中，隨著作為完成活動任務方式的技能的反復使用，會給某種心理活動的頻繁出現提供條件，有利于形成某種比較穩定的心理特征，即形成能力。另外，技能還能使已經初步形成的能力得到有效的發揮，把順利完成活動的心理特征在成功完成活動的現實中顯現出來，使能力得到鞏固和發展，事實上，活動的動作執行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。
但是，僅靠有序一個渠道還不能形成完整的能力。由有序形成的能力只能解決典型情境下的物理問題或只能進行情況比較類似的學習。解決新問題、開拓新領域應該是能力中的極其重要的方面，這種能力是靠變通和迂移兩個渠道形成的。
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的靈活應用而實現的。有序，使對活動的認識有了高度的概括性，才能體察、辨別活動任務的改變，才能找出新舊活動間的聯系，從而產生變通或遷移的要求。有序，使在新活動面前自我調節知識變得比較容易，這樣就便于形成新“序”，使變通或遷移比較順利地實現。
當新的活動與原有的“序”之間存在著一定的矛盾，但沒有根本的矛盾，這時就要適當地改變原來“序”中的某些部分，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步達到變換與貫通，擺脫原來的“序”的限制，這就是變通。可見，變通能夠變換原來的“序”，產生雖屬與原來同類但有較大差別的新“序”，這種在具體活動中靈活應變的心理特征顯然是能力的重要方面。
當新的活動復雜程度高、統攝范圍大、新穎性強，利用原來的“序”已無法完成新的活動，即使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。但是，原來的“序”中仍有某些可利用的部分，用來作為新“序”中的材料或生長點。把原來“序”中的某些部分用于遇然不同的活動，以形成新“序”，這就是遷移。遷移能夠利用已有的“序”，去進行其它領域的活動，這種心理特征顯然也是能力的一個重要方面。
至于上頁圖中最下邊的一條直線，則表明能力對學習物理知識的作用。學習知識要有一定的能力作保證，能力提高了，將使掌握知識的速度加快、數量增多、質量提高。
三、按物理知識轉化為能力的渠道培養能力
培養學生能力應當按照上述的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知識結構、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。抓這三個方面的實質是增強學生認識活動的有序性，而有序是能力中的核心因素。在有序的基礎上，還有必要在應用中實現變通和遷移，變通和遷移也是能力中的重要因素。
這樣，在物理教學中培養能力就有了基本的途徑和明確的方向。由于本文的篇幅所限，下面我們只是極其概咯地談一談能力培養中的知識結構、科學方法和物理技能教學中的某些問題。
掌握知識結構是復習課教學的基本任務。怎樣才算掌握了知識結構呢？這就是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功能。當學習完一 部分內容之后，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。前不久，我在黑龍江拾綜合教改實驗”的物理復習課上看到，每個學生課前都在玻璃板上畫出一張復習內容的知識結構圖，上課時用投影儀加以展示，學生所畫的圖豐富多彩，大多數體系清楚、重點突出，對培養能力起到了有效的作用。
掌握科學方法往往比知識學習要困難些，這主要是由于方法具有隱含性和靈活性。隱含性表現在教材是以知識內容的體系來表述的，而方法則以分散的形式隱含在知識的表述之中，因此，在教學中要注意挖掘教材中的方法因素，把教給學生方法提高到與知識教學同等重要的地位來對待。靈活性表現在方法的不唯一 以及不可勝數的變換方式。學生常常知道許多方法，但在某一具體問題面前，卻不知道用哪一種方法才算合適。所謂合適，包含三層意思，其一是指所采用的方法本身應是科學的，其二是指該方法可以用于該問題，其三是指該方法用于該問題后可使解決問題的過程較為簡捷。在教學中要想方設法引導學生通過解決問題的實踐，逐步學會合理選擇并靈活運用有關的科學方法。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的效率有顯著影響，智力活動的自動化、熟練化、簡縮化，能使學習新知識變快，解決問題時能迅速抓住要害，同時也使學習能夠比較輕松自如，神經系統工作時消耗較少。例如，受力分析的技能一經熟練，就可以將不太復雜情況下作用于物體上的各個力一眼看出，而把注意力放在思考進一步的問題上。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地使用基本儀器、儀器的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上經過行動的定向、動作的聯系以及動作的協調和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，并對各種情境具有廣泛的適應性。
綜上所述，在物理教學中培養能力的基本途徑就是：在知識教學的基礎上，讓學生形成清晰而完整的知識結構、教給學生科學方法、訓練學生的物理技能，使學生的認識活動達到有序，再在有序的基礎上通過應用學會變通和遷移，形成適合于新情境的新“序”。于是，教師就可按照這個基本途徑去組織和實施能力培養的有關教學，使能力培養做到有章可循。
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