大学物理教学传授知识与培养能力的协同优化研究

科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息0引言目前，大学物理教学的改革正在进行，但是面对新的学生结构的变化和社会对人才的新要求，一些大学物理教师觉得教学目标难以权衡。我们认为，要使大学物理教学改革变得清晰而有实际意义，必须首先明确和把握大学物理教学的目标。1大学物理教学与学生培养的关系1.1从素质视角看大学物理教学目标社会要求提升大学生素质的呼声越来越高。这既给大学生和高校带来一定的压力，又可以说是促进高等教育质量提高的一种外部动力。就大学物理的教学而言，我们可以从传授知识和培养能力两个方面进行优化。为此，让我们先从素质视角来把握大学物理教学目标。素质是一个复杂概念，一般被理解为“本来的性质”，而在教育领域有特殊的含义。我们认为，素质是个人以一定的遗传基础、再受一般社会环境和教育影响，并通过个体自身的社会实践与认识而形成的相对稳定的身心两方面的品质，或称素养。总的来讲，它包括心理智能素质、身体、生理素质，还有交往、沟通与合作等素质；对后者我们可称之为个人与社会互动的素质。另外，也可以从心理学的角度，将之划分为认知、情绪调控、意志等方面的素质。在此，我们仅粗线条地勾勒现代社会人应具备的基本素质，由此并根据教学相关理论可以得出：为了培养、提高大学生素质，应该将大学物理教学目标在素质维度上分成以下几方面：———态度与情感。如形成正确的学习态度和生活态度，具有丰富的情感，能面对挫折、善待他人，正确评价自己和激励自己。———方法与能力。如不断总结新的符合自身的方法，修正固有经验和习惯性思考的能力，对实际问题进行分析、判断、推理能力，优良好坏的辨别能力，以及自学能力，自理能力，交往、沟通能力等。———观念与精神。如具有辩证唯物主义世界观，积极向上的人生观和集体主义价值观等。1.2大学物理教学对学生培养的作用大学物理课是在大学低年级开设的课程，它的内容包括经典物理、近代物理和物理学在科学技术上的应用的初步知识等。大学物理虽然没有普通物理那样讲究概念的严密性和理论的系统性，但是相对于高中物理，则在内容上有更多和更深刻的要求，方法上有更广泛和更高的要求。大学物理教学，既可使学生较系统地打好自然科学知识基础，又能使学生初步学习科学的思维方法和锻炼解决实际问题的能力；有助于开阔视野，激发学生探索和创新精神，增强现实适应能力，提高自身素质。学好大学物理课还对学生毕业后工作与进一步学习新理论、新技术，不断更新知识都具有深远的影响。2大学物理教学中传授知识与培养能力的内涵2.1知识和知识传授的内涵通过大学物理课的教学，应使学生对大学物理课中的基本概念、基本理论和基本方法有比较全面而系统的认识和正确理解，并具有初步的应用能力。而知识传授和能力培养则被认为是较为系统的教育目标。2.1.1何谓知识现代认知心理学把广义的知识（它已蕴涵着一定的能力因素）大致分为两类：陈述性知识（即狭义性知识）和程序性知识[2]。陈述性知识主要通过网络化或结构性来表征联系，回答关于世界的事实性知识，即有关“是什么”的知识。程序性知识主要通过“目的流”(规则序列)将一系列“条件———行动”规则(产生式)组装起来，形成产生式系统；它蕴涵一定的做事流程，是有关“为什么”的知识。陈述性知识包括心智技能（即一个人在特定条件下可使用的一系列操作步骤和算法）和认知策略。也有将认知策略作为第三类知识，即策略性知识，它是关于如何学习和如何思维的知识，或关于使用陈述性知识和心智技能去学习、组织和解决问题的一般方法。知识又分为维持性知识和创造性知识，后者在今天愈加受到重视。然而，在传统课堂教学中，知识多被认为地设限于书本上的、已被发现的、相对固定的一类知识。而对主动探求、在过程中获得的知识，即经过自己探究或至少是经过一定努力思考获得的知识重视不足。这势必会造成知识学习与能力培养缺乏密切的互动。2.1.2何谓知识传授知识传授可认为是教师在一定的教学过程中，将符合学生发展实际和社会基本认同的、相对固定的知识合理地输出，使学生理解或了解并接受的过程。知识传授是课堂教学的基本要素，它侧重于对学生心理认知方面的发展，即促进认知结构的构建和完善。这里并不是让教师照本宣科，反而需要教师发挥充分的创造力，因为创造性的教师是创新性社会的一个重要角色。当然知识学习的主体是学生，学生需要发挥自身的积极性，而不仅是简单而机械性地接受要学的知识。在大学物理中，知识主要是人类改造自然、认识自然所获得和总结的，比如力、热、电、光等现象的基本规律。它的形成虽然也与当时当地社会状况有联系，但是经过知识整合者的加工（如物理学家和物理研究人员的规范化、系统化，生产或使用物理器件的技术人员的再次经验化、操作化处理），呈现给学生的已经是相对科学而稳定的知识及其理论体系。知识传授不同于社会传媒的信息传播，因为前者是以循序渐进而相对高效的方式进行，即主要是在固定时间和地点的课堂教学中进行。知识传授的目标是使知识成为学生认知结构和观念系统的一部分。2.2能力和能力培养的内涵2.2.1何谓能力心理学上，能力是个体顺利完成活动任务的直接有效的心理特征，它是一种稳定的心理结构。与“能力”较接近的概念是“技能”。技能是在个体身上固定下来的复杂动作系统，它根据熟练程度可分初级技能和技巧性技能，前者如写字技能，后者如加工精密仪表技能，比前者更有技巧性。本文为讨论方便，把能力、技能合称为能力（技能），简称能力。就构成能力的那些动作成分的不同形式而言，能力（技能）可大致分为操作技能（或称为动作技能、运动技能）和心智技能（智力技能）。心智技能是在脑中借助于内部语言而实现。能力形成的过程一般由分解模仿阶段、整体掌握阶段和协调熟练阶段（自动化阶段）这三个相互衔接的阶段组成。在技能的形成过程中，适当的指导、一定的练习和及时的反馈都发挥重要的促进作用。2.2.2何谓能力培养能力培养是根据一定的需要和在一定的情境中，依据特定的材料和一定的方法，通过感官接受和身体器官练习而达到能力内化（技能操作的自动化）的过程。能力在一般研究中，具有两种不同含义：一种是已表现出的实际的能动水平，可用成就测验来测量；一种是潜在的、尚未表现出的能力，可用性向测验大学物理教学传授知识与培养能力的协同优化研究合肥工业大学应用物理系戚恒亚马力平［摘要］从素质的视角概述了大学物理教学目标，并在此基础上探讨了大学物理教学中传授知识与培养能力的内涵及关系，并通过一定的历史考察，提出了传授知识与培养能力的互构一体观。最后给出物理教学传授知识与培养能力协同优化的基本框架与建议。［关键词］大学物理教学知识传授能力培养作者简介：戚恒亚（1985-），男，江苏宿迁人。合肥工业大学硕士研究生。马力平（1955-），男，安徽蚌埠人，副教授，硕士生导师。博士·专家论坛19——科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息科技信息来测量。2.3知识和能力的联系由于知识的提取必须是有意义的，而技能则具有一定的自动性。另外，有的技能或技巧只可意会，不可言传，属于经验层面。知识是概念和理论系统，能力主要是心理机能。因此知识和能力的获得不是线性关系。作为一种心理结构的形式，能力一方面依赖于知识、技能的掌握水平，即能力的学习是相关知识、技能不断学习与掌握的过程；另一方面依赖于已掌握的知识、技能的进一步概括化和系统化。知识、技能的进一步概括化和系统化又是在实践基础上通过知识与技能的广泛迁移而实现的。因此，知识、技能的掌握与能力的形成与发展既有联系又有区别。能力还是智力的关键因素。我们认为，传授知识与培养能力不仅不可分割，而且应加大它们之间的联系。3传授知识与培养能力的关系的历史考察传授知识与培养能力的关系的看法，中国学界曾有不同的观点，本文选择有代表性的几种观点，以考察人们对传授知识与培养能力认识的历史过程。3.1割裂观新中国成立至1970年代，中国教育界限于当时环境，把传授知识与培养能力作为普通教育尤其是义务教育课程教学的两个基础目标，简称“双基”，相应的出现“双基”教学（主要特征是着重于基本知识或基础知识与基本技能或能力的教学）。基础知识是知识体系中最基本、最重要并居于核心位置的部分，表现为每一个学科中基本事实、基本原理、基本法则、基本符号系统等。基础知识具有相对稳定性。基本能力一般包括观察力、注意力、想象力、思维能力和基本创新能力等。这在事实上已把传授知识与培养能力作为两个较独立的教学目标，即割裂地看待传授知识与培养能力，并将其看作两个分离的教学过程。虽然也有将“双基”进行补充，但未根本改变对传授知识与培养能力的关系的认识。这造成了有些学校侧重知识传授，有些学校侧重能力培养，意识不到二者是相辅相成的。总之，割裂观认为传授知识与培养能力是相互独立的两种教学过程，传授知识与培养能力可以分开教学，主张对它们平行设计教学步骤和教学组织形式。教育史上曾存在两种偏颇的观点。一种是形式教育派的主张：教育目标不在于传授多少知识，而在于加强智力的训练；一种是实质教育派的观点：教学主要是传授学生以生活实用知识，至于发展智力则是第二位的，甚至是可有可无的。这两种观点是割裂地看待传授知识与培养能力的代表。3.2集成观20世纪七八十年代，随着计算机引进教学领域，通过计算机进行教学设计或进行辅助教学开始在我国不断普及。人们开始类比计算机的工作原理来重新理解知识传授与能力培养的关系。于是，教学上“集成”的观点渐渐被人们接受。3.2.1集成的含义“集成”原指工程技术中的一种操作，含义是为了一定的目标，通过一定的优化和简约的方法，将一些元件或制作、加工等操作程序和步骤，组合为一个比较完整的系统或过程序列的过程。人们将它的意义借用于教学过程中，对知识传授与能力培养两个子目标进行分析，并对知识传授与能力培养过程进行集成，以实现两者在物理教学中互相促进，并且以此提高教学的即时效果和促进学生素质提高的最终目标。3.2.2大学物理教学集成传授知识与培养能力的必要性和可能性集成观认为，传授知识与能力培养的集成，既有必要性又有可能性。首先,传授知识与能力培养集成的必要性：集成观认为，促进知识传授与能力培养的集成，从教师方面讲，可以促进教师增加有效教学时间；从学生方面讲，就是增加知识有效学习和能力更多、更快的形成和巩固。由于学习知识与形成能力在教学中有如下有联系：（1）知识内化是形成技能的前提，如心智技能学习初期，常以学习陈述性知识的形式进行。理解某一技能的要领时，可通过言语和文字来帮助领悟。比如学跳绳时，可记为“掌握节奏，及时抬脚”。（2）知识的学习也需要一定的技能，比如学习技能，知识重组技能等。（3）知识的学习和技能（能力）的掌握都需要明确目的和要求，及时的反馈和适当的练习。能力是知识、经验的熟练化。其次,传授知识与能力培养集成的可能性：集成观认为，知识转化为能力，是在学习知识的过程中，联系实际，加强思维活动，逐步实现的。能力的培养和提高，有助于巩固知识、加深知识。《辞海》对智力的定义是：指人认识客观事物并运用知识解决问题的能力；集中表现在反映客观事物深刻、正确、完全的程度上和应用知识解决问题的速度和质量上。由于知识与能力在教学中统一于智力（或智能）的形成和提高，这为传授知识与能力培养集成提供了可能性。传授知识与能力培养作为物理教学过程中相互促进的两种重要的教学目标。从学生的角度讲，知识的获取与能力的培养是有效学习的“左膀右臂”。总之，集成观认为，传授知识与能力培养是相互联系的，主张在传授知识的同时注重能力培养，在能力培养的过程中积累知识，尤其是可以迁移的“活知识”。这一观点具有一定的启发和指导作用，但仍暗含割裂地看待传授知识与能力培养。3.3融合观由于我国教育方针本身存在知识与能力的内在联系，知识与能力对学生素质的提高具有不可或缺的重要作用，这为我们进行知识与能力的融合提供理论基础。融合观认为，知识与能力在大学物理课程的各个教学环节中两者互相促进，互相补充。传授知识的过程中，需要教师对知识进行加工以使学生易于接受并通过板书等形式呈现