物理隱性知識之功能及其教學策略研究

摘 要: 物理隱性知識根植于物理知識內部，是在學習物理過程中形成的以理解能力為核心，并在行為和實踐中顯現出來的知識。它具有提高對物理顯性知識的理解與應用、優化物理學習過程與方法、促進物理情感、態度與價值觀的發展之功能。在教學中可以采用顯性知識隱性化、隱性知識顯性化等教學策略。

關鍵詞: 顯性知識; 隱性知識; 教學策略

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-010X(2010)02-0054-03

顯性知識是能夠被人們以一定的符碼系統(包括語言、公式、圖表等)加以完整表述的知識。由于其方便傳遞、容易交流等特點而在教學中占主導地位。隱性知識則因難以精確表達、表述而往往被忽視。然而，隱性知識是人類獲得和持有的終極能力，是各類知識融會貫通的關鍵。亦即，隱性知識比顯性知識更具潛在價值。那么，隱性知識的功能是什么?如何在教學中充分發揮其作用?本文擬探究之。

一、隱性知識概述

1.隱性知識的內涵。

英國哲學家和物理學家波蘭尼在《個人知識》中首先提出隱性知識，他認為，隱性知識本質上是一種理解力，是一種領會、把握經驗、重組經驗，以期實現對它的理智控制的能力。心靈的隱性(默會)能力在人類認識的各個層次上都起著主導性的作用，隱性知識是自足的，隱性維度相對于明確知識具有理論上的優先性[1]。

我們認為中學物理隱性知識是根植于物理知識內部，在學習過程中形成的蘊含在學生頭腦中以物理理解能力為核心，在行為和實踐中顯現出來的知識。

2.物理隱性知識的特征。

隱性知識作為一種相對獨立的認知加工結果，其發生、發展源自個人的經歷和體驗。具體而言，中學物理隱性知識的特征有:①緘默性。是個人內部認知活動，是學習實踐活動長期積累和創造的結果，難以用語言、文字、科學法則描述和界定，“知而不能言者眾”;②情境性。其獲得與一定的“物理情境”相關，是對這一情境的直覺或把握;③無意識性。是一種無意識認知能力，如難以表達的物理解題技巧、經驗，分析物理問題時所具有的洞察力、感悟等;④高效性。以自動化的方式在下意識層面形成，不受主觀意志控制，外顯提取加工過程不受心理資源的限制，可在瞬間完成超大容量信息的檢索和提取;⑤實踐性。往往通過實踐獲得，在行動中生成。

二、隱性知識對物理學習的功能

從內涵和特征可見，內隱認知具有無盡的潛力。我國學者王德祿認為，外顯知識可以說是“冰山一角”，浮出海面，而內隱知識則是冰山底部的大部分，托起整個冰山。內隱知識是智力資本，是給大樹提供營養的樹根，外顯知識不過是樹上的果實[2]。物理隱性知識以潛移默化的方式影響身處其中的學生，我們認為，它對物理學習的功能主要體現在以下三方面。

1.提高物理顯性知識的理解與應用。

物理學蘊含大量顯性知識，它主要指教材上所呈現的知識，包括物理概念、規律、實驗以及物理學習中的重要結論、推論和解決問題的基本方法等。顯性知識學習的基本要求是學生能夠理解、解釋知識，并能綜合運用所學的基礎知識和基本技能去解決學科、生活或實踐中的一些實際問題，使知識形成一定結構，使技能合成能力。

在實踐基礎上，學生選擇適合自己的學習方式，養成自我調控、自我教育的良好習慣和能力品質，將自身的認知習慣、意志品質等隱性知識介入到顯性知識學習中，加深對書本知識的理解與領悟，從而促進顯性知識的順利吸收，提高對顯性知識的理解、控制與應用。

2.優化物理學習過程與方法。

物理知識的探索和學習中涉及許多概念、規律的探究過程，形成了一系列科學的研究方法和思維方法，如理想模型法、類比法、等效法、實驗法、分析與綜合、歸納與演繹等。物理知識的學習過程，不僅讓學生明確知識獲得的經過、程序和階段，還要懂得在過程的各個階段相應選取何種具體做法，唯此，學習活動方顯理想效果。

在顯性過程與方法的學習中形成“學中做”的基礎性學習能力，“做中學”的發展性學習能力，最后達到“反思調控”的創新性學習能力，并用此隱性能力指導整個學習活動，實現學習過程和方法的有效反饋和最優化。

3.促進物理情感、態度與價值觀的發展。

情感態度與價值觀，是人對親身經歷過事實的體驗性認識及由此所產生的態度、行為和價值取向。物理學習中蘊含大量情感、態度與價值觀素材，如強烈的求知欲、正確的學習動機、良好的個性品質、學習物理的態度、樂觀的生活態度、求實的科學態度以及在物理學習過程中所形成的對自然、社會的看法和態度等。情感態度與價值觀是一種心理活動，是無形的潛在隱含的東西，但卻是培養和發展人的素質所必需的，有了這種體驗，學生的學習才稱得上是真正的學習，學生才能學會學習。

將情感態度與價值觀轉化為學生的內部心理狀態，并用優良的品質去調控自己的心態和行為、優化學習過程與方法、整合相關的能力并形成綜合素質，從而使情感、態度與價值觀得以理性化并升華。

三、隱性知識的教學策略

1.顯性知識隱性化。

物理隱性知識可以對顯性知識起到基礎輔助甚至導向性的作用。物理顯性知識的學習要求“學懂”、“學會”，最主要的是“會學”。把對知識的學習轉化為一種方法論的東西，即知識的理解力、解釋力、控制力，甚至內化為學生情感態度價值觀的理性判斷能力。利用想象、思維把外界的顯性知識轉化成自己的內隱知識，達到“悟”的境界。

(1)知識的內隱。

物理知識的核心內容是物理概念和規律，它具有抽象性、概括性、邏輯性特點。教師應抓住物理概念、規律的特點，讓學生對物理現象和物理事實進行加工、思考，學會抽象、概括及科學推理，最終轉化為學生自身對物理知識的理解和判斷，從而使物理顯性知識轉化為學生的內隱知識。

例如，“牛頓第一定律”教學時，通過對由演示實驗和列舉大量日常生活中所接觸到的現象的感性思維加工，

使學生認識“物體不受其它物體作用，將保持原有的運

動”——本質。但是這一本質卻被許多非本質聯系所掩蓋，如當外力作用時，原來運動的物體便歸于停止;恒定外力作用是維持運動的原因等等。因此，教師必須有意識地引導學生突出本質，鍛煉學生抽象概括能力，從而構建學生內部的牛頓第一定律:任何物體在所受外力的合力為零時，都保持原有的運動狀態不變;力不是維持物體運動狀態的原因，而是改變物體運動狀態的原因。

(2)過程、方法的內隱。

過程和方法意指學生學習過程中師生多元互動的基本程序和具體做法。物理學習中，教師要讓學生明晰物理知識獲得的過程，理解物理學的研究方法，并將其內化吸收。

眾所周知，物理學的研究過程就是物理理想模型和理想過程的建立過程，其間蘊含大量的理想化方法。如理想氣體、點電荷、單擺、薄透鏡、湯姆遜模型等都是物理對象模型;勻速圓周運動、拋體運動、完全彈性碰撞、穩恒電流、絕熱變化等都是物理過程模型。這些模型建立的共同特征即突出主要因素、忽略次要因素。如“理想氣體”模型建立時首先給出一個框架:嚴格遵守氣體實驗定律的氣體。然后分析實際氣體與理想氣體的區別，說明實際氣體在壓強不太大(與大氣壓相比)，溫度不太低(與室溫相比)的情況下，可近似視為理想氣體。這樣學生在內心深處就構建了一個理想氣體模型:一般氣體在壓強比大氣壓不太大、溫度比室溫不太低的條件下，其性質非常接近理想氣體，可把它當作理想氣體來處理。

(3)情感、態度與價值觀的內隱。

精神可以變物質，物質也可以變精神。學習知識的最終目的和最高境界是情緒體驗的感悟和價值觀的升華。因此，教師應重視系統物理知識教學背后所蘊藏的思想教育，將物理學習中的情感、態度與價值觀深入學生之心，內化為自身的情感體驗。

物理教材中滲透著豐富的辯證唯物主義思想。在力的教學中，通過實驗觀察表明力是物體間的相互作用，力不能脫離物體而單獨存在，使學生認識力的物質性;焦耳對熱功當量的測定揭示了熱和機械運動的關系，奧斯特的電流磁效應證實了電流能產生磁場等都顯示了物理學各領域的相互聯系性;彈性體在受外力作用超過彈性限度時發生永久性形變是量變引起質變的例證;原子是帶有正負電荷粒子的統一體、分子間存在著引力和斥力、力學中作用力和反作用力永遠是一對等大反向、同生同滅的力，它們既對立又統一。

物理學史中蘊藏著豐富的人生觀與價值觀。如法拉第為實現“磁向電的轉化”艱苦探索十余年，布魯諾為宣傳哥白尼的“日心說”而受火刑，富蘭克林冒著生命危險開展“費城實驗”……我國在戰國時期《墨經》一書中就提出了“力是物體運動狀態改變的原因”，對重力與浮力平衡關系原理的記載比阿基米德發現浮力定律早200多年。這些事例將激勵學生堅持真理、崇尚科學、熱愛祖國。

2.隱性知識顯性化。

隱性知識作為一種無形的力量依附于個人，影響學生的學習效果。而其內隱性卻使我們難以對它進行甄別、分享和利用，只有實現隱性知識可表達化、顯性化，才能充分發揮隱性知識的理性導向作用，才能對學生個體的發展進行剖析、調整，既實現個人隱性知識水平的提高和智慧能力的提升，也實現對知識整體的整合和創新。

(1)內隱知識的外顯。

在知識的運用和研究中，要進行嚴格的邏輯推理和科學的想象等抽象思維活動;在運用物理知識解決問題時，學生要具有較高水平的思維品質。因此，在平時的教學中，教師要鍛煉學生用物理概念、規律進行邏輯分析、說理和表達，還原實際問題。從而發揮認知思維能力的作用，將其隱性思維方式外顯并得以修正和完善。

我們仍以“牛頓第一定律”為例。學生在已有思維水平基礎上，通過抽象概括獲得自身理解的“牛頓第一定律”，但是否符合物理知識“學會”的要求，能否將內在的知識外顯且很好地應用并把它轉化為一種能力，教師就應讓學生解決實際問題，得到實踐檢驗。如讓學生用牛頓第一定律分析現象:子彈從槍口射出后能在空中繼續向前飛行的原因?在平直軌道上勻速行駛的火車廂里，豎直向上跳起的人降落在何處?石塊為何可在冰上滑動很長時間?……學生通過知識的運用，加深、鞏固了自身對知識的理解和掌握。

(2)內隱過程、方法的外顯。

學生在理解物理過程和方法時并不感到困難，但運用起來常常束手無策。即學生在完成認識的第二次“飛躍”上困難較大。其主要原因是學生尚未領會物理過程中所蘊含的理性內核，遇到問題時思緒混亂，處理問題的觀點和方法比較模糊。因此，教師可將課堂重點放在過程、方法、技能等隱性知識的外顯(從理解到“會用”的飛躍)過程中，讓學生用物理學的思路和方法去分析、處理、解決實際問題。

例如，物理模型和物理過程建立后，學生創建了自己認識中的理想化方法，但在解決物理問題時常出現錯誤，其中很重要的原因是學生不能把題目中的對象和過程簡化為理想模型。由此，教師應鍛煉學生將題目中隱含的物理模型還原，然后再用相應的物理規律解決問題。如我們在研究導體導電性能時，可將其導熱性能等其它物理屬性舍棄而單獨抽取導電性能，在其電阻遠小于用電器的電阻時，即可建立理想導體(電阻為零)模型;力的合成與分解的實質就是利用等效代換，用合力代替分力，或用分力代替合力，從而建立相應的物理模型;研究豎直放置在光滑圓弧形軌道上的物體做小幅度運動時通常把它等效為單擺模型處理。

(3)內隱情感、態度與價值觀的外顯。

行為習慣作為人的行動表現，受情感態度價值觀的支配與影響。培養學生良好的科學情感態度價值觀，向他們傳授科學知識、技能，訓練科學方法與能力，目的是培養學生良好的行為方式和科學習慣。為充分發揮情感態度與價值觀對科學學習與探究活動的導向與制約作用，應盡量使物理情感外顯化、行動化。

基于物理的學科特點，我們應加強實驗教學，讓學生體會“發現現象——科學實驗——揭示規律——實驗檢驗——再實踐——再認識”的問題探索過程，為辯證唯物主義教育提供良好平臺。要經常開展教學專題研究活動，讓學生親身實踐，融入自然和社會。如可把“速度與現代社會”作為一個專題進行探討，讓學生分組、分別完成交通工具的發展史、高速工具的發展如何改變我們的生活、運兵工具和運載工具的發展對戰爭的影響、某城市交通堵塞情況調查、汽車尾氣與噪聲污染、協和飛機為何退出歷史舞臺等小型調查報告，并派代表在課堂上發言，然后組織討論。

另外，充分利用物理學家的格言、事跡對學生進行人生觀的教育，充分發揮學生身邊的榜樣作用，他們堅持真理、不屈不撓、刻苦學習的人格魅力是培養情感、態度與價值觀的生動教材，也是內隱知識外顯化的重要手段。

參考文獻:

[1]郁振華.波蘭尼的默會認識論[J].自然辯證法研究，2001，(8):5～9.

[2]張民選.專業知識顯性化與教師的專業發展[J].教育研究，2002，(1):25～31.

【責任編輯 張桂英】