系统科学与中学物理教学原则，本文主要内容关键词为：原则论文,科学论文,系统论文,中学物理教学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
教学原则是根据一定的教学目的和对教学过程的规律性认识，是制定指导教学的基本要求，是教学活动中师生双方行为的依据或准则。教学原则是沟通教学原理与教学实践的“桥梁”，是将教学原理转化为教学主体操作的中介。教学原则对规定课程方案和课程标准、选择和使用教材、确定教学方法和运用各种教学手段都具有指导作用。在教学活动中，师生双方只有正确地贯彻各项教学原则，才能使教学主体的行为规范化、科学化，使教学活动向着预定的目标顺利发展，从而更好地实现教学目的。
一、中学物理教学原则的发展回顾
在1988年之前，物理教学法教材与著作中主要讨论一般教学原则及其在中学物理教学中的运用。例如，许国梁主编的《中学物理教学法》（1981年版）着重讨论了下列教学原则在物理教学中的运用：教师的主导作用与学生的主动性相统一的原则，科学性与思想性相统一的原则，具体和抽象相统一的原则，掌握知识与发展能力相统一的原则，理论联系实际的原则，巩固与提高相结合的原则，教学的统一要求与因材施教相结合的原则。阎金铎等编的《中学物理教材教法》（1984年版）提出，物理教学应该贯彻一般教学原则，但要结合本学科的特点突出其中的几个原则：科学性原则，生动的直观性原则，启发积极思维原则，理论联系实际原则。
随着物理教学改革实践的进展和教学理论研究的繁荣和深入，人们逐步认识到，物理教学法作为分科教学法不能只限于应用研究，还应研究本学科的教学理论问题。于是，人们尝试建构物理教学论的理论体系。与此相应，人们试图建立具有物理学科特点的物理教学原则。田俊恒、张长斌编著的《中学物理教学论》开了建构物理教学论理论体系的先河。该书尝试提出了物理教学原则体系：知识性和思想性相统一的原则，实验探索与语言传授相结合的原则，发展思维能力与训练操作技能相统一的原则，课堂教学与课外活动相结合的原则，按照学生的特点实施物理教学的原则。
阎金铎、田世昆主编的《初中物理教学通论》（1989年版）认为：物理教学中的教学原则不应照搬教育学的原则或只加上一些实例，应该把教育学原理与中学物理教学过程紧密结合起来，明确提出和切实贯彻中学物理教学的5条原则：科学性原则，激发学习兴趣原则， 创设物理环境突出观察实验的原则，启发思考、教给方法的原则，接触实际、联系生活的原则。阎金铎、田世昆主编的《中学物理教学概论》（1991年版）进一步将第1、5两条原则分别修订为：科学性、教育性、艺术性相结合的原则，联系实际、联系生活的原则。以上5条原则提出后， 产生了较广泛的影响，受到物理教学理论界的普遍关注。
阎金铎等著《物理教学论》（1991年版）中《物理教学原则》一章又提出了5条物理教学原则：物理、科技、社会结合的物理教学原则，以思维素质为中心的发展原则，发挥物理实验的综合作用原则，活跃物理情境思维原则，综合最佳效果自律原则。乔际平、续佩君著的《物理教育学》（1992年版）与此类似，提出了4条物理教学原则：物理与科技、社会相结合的原则，以德、智、体、劳为中心的全面发展原则，知识、能力、素质相统一的原则，发挥物理实验综合作用原则。
二、关于中学物理教学原则的辩证性思考
第一，真正意义上的教学，指的是教师“教”和学生“学”相结合的双边活动。依据教学的这一特点，教学原则应当体现“教”和“学”的双边性，即教学原则应该是师生双方的行为依据或准则，而不能理解为只是“教”的一方遵循的原则。
历史上的教学原则，出发点只有一个，就是指导教师如何“教”。例如，“激发学习兴趣”的活动主体显然是教师，学生是被激发的对象，教师激发时，学生的积极配合，以及学生学习兴趣的自我培养，被原则的制定者遗忘了。又如，“科学性原则”只要求“教”要科学，却不问“学”的过程是否也科学，等等。教学原则的研究，必须把“教”和“学”两方面，真正结合起来进行，才能成为真正完备的教学原则。
第二，教学原则不能太繁琐，不能太具体。教学原则必须具备与教学实践的一致性、简单性和统一性。“教无定法”，这也要求教学原则不能跟教学方法一样具体，而应该是思想上的指导。具体和抽象相统一的原则与理论联系实际的原则，掌握知识与发展能力相统一的原则和巩固与提高相结合的原则，存在某种相关性，创设物理环境、突出观察实验的原则，启发思考、教给方法的原则，接触实际、联系生活的原则等，实际上是教学的方法论，作为教学原则，一是概括性差，高度不够，二是与“激发学习兴趣”等原则相关。
因此，历史上的教学原则的提法，在理论与实践的一致性，逻辑的简单性，高度的统一性方面，同样存在不足之处。
第三，现代教学技术日新月异，信息飞速发展，教学方法不拘一格，传统的教学原则是否适应这些“生产力”的进步，令人深思。
三、系统科学的基本原理
1.反馈原理。任何系统只有通过信息反馈，才可能实现有效控制，从而达到预期的目的。
2.有序原理。任何系统只有开放、有涨落、远离平衡态，才可能走向有序。
3.整体原理。任何系统，只有通过相互联系，形成整体结构，才能发挥整体功能。
四、系统科学原理对于教育的意义
教育是一个系统，教育的目的总是使受教育者在一定的时间内达到一定的目的。
任何一门学科的教学，任何具体的训练，都有其具体的目的。中学物理教学的目的，“第一，要使学生获得作为一个现代化的社会主义公民常用的基本的物理常识；第二，要使学生在学习基本物理知识的过程中逐步掌握研究物理问题的科学方法，从而培养学生分析、解决问题的能力；第三，还需大力培养学生的科学态度”。
在教学过程中正确应用反馈原理，对学生来说，通过反馈信息，可以强化正确，改正错误，找出差距；对教师来说，通过反馈信息，可掌握教学情况，改进教法，提高教的质量。这一点，已被很多实验证明。下面是张德琇在《教育心理研究》一书中介绍的一个实验。
罗西（C.C.Ross）和亨利（L.K.Henry）在一个实验中， 把一个班分成三组，每天学习后进行测验。对于第一组，每天告知学习结果，对于第二组，每周告知学习结果，而对第三组，则不告知结果。如此进行八周，三个组学生的学习成绩差别十分明显，第一组最好，第二组中等，第三组最差。然后反过来进行，即对于第一组，不告知结果，对于第二组，每周告知学习结果，而对第三组，每天告知学习结果。如此也进行八周，三个组学生的学习成绩为：第一组最差，第二组中等，第三组最好。
另外，有经验的教师能预先知道学生可能出现的问题，进行前反馈，也有利于提高教学效率。
有序原理告诉我们，系统要进化，必要条件是：系统必须开放，系统远离平衡态。只有开放的系统才能与外界有物质的、能量的、信息的交换；系统只有远离平衡态，才能形成新的稳定的有序结构，才能有创新。
人的大脑是一个热力学系统，如不开放，与外界无信息交流，形成封闭，则大脑的熵将自发地趋于增加，走向无序。因此，教学系统必须是开放的，不仅是师生之间的相互沟通，同学之间的相互沟通，学生与书本间的相互沟通，也包括学生大脑各子系统间的相互沟通，这种种沟通，就是进行信息交换；同时，教学过程中要不断打破“思维定势”，即从“有序”到“无序”，走向新的“有序”……
整体原理对于教育科学也有重大的指导意义。任何系统都有结构，即有内部联系。在教任何一门学科时，不能仅仅教授一条条孤立的知识，而要既分解为一份份学生可接受的知识，又不断注意各知识间的内在联系，以使学生对这门学科形成一个整体结构。即使学生不仅要理解各部分的内容，而且要理解各部分内容间的关系，不仅要掌握该学科知识间的内在联系，而且要掌握该学科与相邻学科的外在联系。整体原理是既强调把整体分解为部分，又强调把部分综合为整体。只强调分解或只强调综合，都不利于学生掌握完整的知识。既强调有整体的部分，又强调有部分的整体，才真正符合整体原理。
五、系统科学与中学物理教学原则
从“教”与“学”两方面考虑，从理论与实践的一致性，逻辑的简单性，高度的统一性出发，立足于系统科学的反馈原理、有序原理、整体原理，可以提出如下中学物理教学原则。
一个原理：教学适应、信息转化原理。
三个原则：明确意义、保持兴趣的原则；循序渐进、周期跃迁的原则，把握整体、发展能力的原则。
（一）教学适应、信息转化原理
原理，就是带有普遍性的、最基本的、可以作为其他规律的基础的规律。教学系统的发展，一在过程，二在结果。过程中，“教学适应”是基本要求；教学的结果，自然是“过程”中的信息能有效地转化。所以，将“教学适应、信息转化”作为教学原理是立得住的。
“教学适应”，是指“教”必须与“学”相互适应，“教什么，如何教”与“学什么，如何学”应当相互适应，教师、学生、教材、手段、环境等要相互适应。
“信息转化”，是指教师要把知识、能力、人格转化给大批的学生，学生又能把这些知识、能力、人格转化出来，成为现实力量。
教育过程是以教师、学生、教材、环境等相互适应，把知识、能力、人格转化给学生为特点的认识运动。“适应”和“转化”是教育过程的关键。教育过程是复杂的，但作为一个认识过程，从整体上看必然是从感性认识而能动地发展到理性认识，又从理性认识而能动地指导实践，这两个“飞跃”就是辩证的“转化”。作为教育的基本原理，“适应”必须加上“转化”才完备。教学过程，必须既强调“适应”，又强调“转化”。
在物理教学中，“教学适应、信息转化”原理，包括“教学相长”“因材施教”等教学原则，并将它们提高到原理的高度，使之更具有普遍性、统一性。
（二）明确意义、保持兴趣的原则
教师要充分理解所教学科的重大意义，从而怀着极大的兴趣去从事教学工作，使教学真正引人入胜。教师的每一节课上得是否生动，是否具有“磁性”，也完全取决于教师对这一节课意义的把握。例如，高二物理中的“电磁场”一节，其主要内容就是“麦克斯韦电磁场理论”，如果仅仅从高考角度去理解它的意义，完全可以不讲，但是，“麦克斯韦电磁场理论”是电磁学一个总结性的“发言”，它在物理学中的地位非常重要，那么，结合中学物理，讲述电磁学发展的历程，就应该是这节课的一个重点。笔者在每届学生中都讲述这一内容，不但总结了电磁学的整体框架，也利用物理学史激发学生的学习兴趣，使一节看似枯燥的课，变得内容丰富、生动、具体。同时，学生应在学习过程中不断认识所学课程的重大价值，从而兴趣盎然地去学习。如果学生不知为何而学，上课自然无精打采，三心二意，教师的教又落在何处？“明确意义、保持兴趣”这一原则是教师发挥主导性，学生发挥主体性的重要条件。
“明确意义”，必须是理论结合实际地使学生感到生动、具体、有用。单纯抽象地空谈学习目的，效果是不会好的。“明确意义，保持兴趣”的过程，应当是在教学中不断进行的过程，仅仅一节绪论课，是不能达到目的的。理论联系实际，发挥实验的综合效应，课内外相结合，寻求和发现物理学的艺术性等等，都是“明确意义、保持兴趣”的过程。
传统的教学理论中，提出了主导性、主动性、自觉性、积极性等，其实，关键在于兴趣，在于热爱。在以往，“凭兴趣出发学习”是含有批评的意思，这是不恰当的。对科学有兴趣总是好的。兴趣是环境的产物，兴趣是社会需要的反映。有兴趣，才能专心专意地教；有兴趣，才能聚精会神地学。
笔者曾做了“提高课堂教学效率的探索的教学研究”，历时7年。在研究过程中，明显感到学生的学习兴趣越浓，学习积极性就越高，学习成效就越大。而这一切，都需要教师与学生不断沟通，使双方对学习目的、学科意义和作用等要有一个明确的认识。
“明确意义，保持兴趣”的原则包括“科学性”“激发学习兴趣”“理论联系实际”“语言传授与实验探索相结合”“课堂教学与课外活动相结合”等具体内容。
“明确意义，保持兴趣”，需要师生之间不断地进行信息反馈，情感交流。“明确意义，保持兴趣”的原则，是基于“反馈原理”的必然结果。
“明确意义，保持兴趣”的原则，是教与学能做到积极的“适应”，“信息”高效“转化”的基础。
（三）循序渐进、周期跃迁的原则
在任何一门学科的教学中，要获得成功，教学过程必须是循序渐进，逐步深化，周期跃迁，勇于创新。
逐步深化，周期跃迁这一教学原则与有序原理是一致的。怎样才能使教学在较短时间内获得较多信息，使之走向有序？这必须是循序而渐进，逐步地加深。逐步深化，不等于没有跃迁；连续进展，不等于没有突变；按部就班，不等于没有渗透。孔子说：“吾十有五而志于学，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳顺，七十而从心所欲，不逾矩。”孔子是每十年才上一个大的阶梯。
周期跃迁与逐步深化有密切联系。逐步深化着重于量变；而周期跃迁则着重于质变。量变引起质变。数学、物理学的现代成就告诉我们，既要应用“连续性”的方法解决问题，也要应用“离散性”的方法解决问题。在教学中要重视“渐进”（逐步深化），也要给“跃进”（周期跃迁）以同等的重视。以物理教学为例，从不知道什么是“力”到能够对物体进行“受力分析”，这是一大跃迁；从知道“受力分析”到能够进行“运动分析”又是一大跃迁；从知道在力学范围内的“受力分析”到能够进行电学、热学范围内“受力分析”更是一大跃迁。
在“教”上，教学应站得高，看得远，以学生的思维发展为基础，将知识和能力逐步分解，不是拉着学生走，而是引导学生学，循序渐进地传授知识和培养能力。高中物理要学三年，在知识和能力上，“一步到位”，显然不科学，也不现实。高一、高二、高三讲什么，让学生学什么，都应该有一个统筹的安排。
在“学”上，应该指导学生对每一步应该达到一个什么样的要求，做到“心中有数”，在学习过程中，循序渐进，逐步深化，这样才能避免学生的急躁冒进或悲观不前，才能“周期跃迁”。
“循序渐进，周期跃迁”符合认知发展规律，体现了“以学生为主体”的思想，是“教学适应，信息转化”的必要条件。
（四）把握整体、发展能力的原则
把握整体、发展能力的原则，与整体原理是一致的。
知识是重要的，但零散的个别知识作用不大。形成整体结构的知识，才有整体的功能。如何发展学生的能力呢？要应用整体原理，让学生手脑并用，学问思辨行结合，德智体美劳全面发展，让学生掌握科学的整体结构，才有利于发展能力。孔子强调，由博返约，“一以贯之”，就是强调整体和统一。
物理学科都是由基本概念、基本规律、基本方法等组成的。概念、规律、方法等是相互联系的。概念与概念、规律与规律、方法与方法之间也是相互联系的。这种相互联系就形成一个整体结构（体系）。而任何一个学科的整体结构中的一项里又有结构，称为子结构。
教师必须从整体上、从相互联系上掌握物理学科内容，理解物理学科的现代结构。这样才能根据这一结构，理解和掌握每一章的结构，每一章、每一节、每一个实验的地位和作用，进而才可能根据学生实际，为每一课时的教案设计一个好的教学结构，做到重点突出、联系紧密、前后呼应，条理分明。
例如，高二物理的“奥斯特实验”，在各种考试中，其地位极低，但在整个物理学框架中，它却是一个划时代的实验，对物理学的发展意义极大；又如“电磁感应”一章，其整体思路应该是：
那么，这一章的整体性就非常明显了，每一节的知识就不再孤立、死板了，而是一个个有机地联系在一起。
学生在学习一项项知识的同时，应该不断注意前后知识的相互联系，最后能较系统地理解学科的完整结构。这是便于记忆、便于应用、举一反三、触类旁通的有力武器。掌握整体结构是发现问题、分析问题、解决问题的重要基础。掌握整体结构，也是明确意义、增强兴趣、探索科学的基础。
杰罗姆·S·布鲁纳在《教育过程》一书中， 十分强调整体结构的重要性，认为“不论我们选教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构”。根据辩证法，要从相互联系中，从发展变化中去掌握一门学科，就必须掌握学科结构和学科的发展趋势。
发展能力，这是当代教学理论十分强调的原则。人类在变革自然、变革社会、变革人类本身的实践中，总结出来的知识实在太多了，对一个人有限的一生来说，人类的知识是无穷的。如果总是灌知识、学知识，不培养学生获取知识、探索知识的能力，这样的教学是根本不适应人类知识大量积累的现状，不可能培养出有所发现、有所创造的人才。
上述三个原则，既适用于教，又适用于学，是教与学统一的教学原则。
上述三个原则，是紧密联系、相互影响的，又是相对独立的。“教学适应，信息转化”原理，是对教学过程与教学目标的总的控制，而这种控制，是通过三个教学原则来实施的。原则一是基础、前提，也是动力；原则二是关键，也是方法；原则三是重点，也是目标。
建立在系统科学三原理基础上的教学原则，是对传统中学物理教学原则的改变和简化，使之更适应教学方法和教学手段的现代化，更适应现代信息社会的要求。