中学物理隐性知识的二维分类及其作用

傅 萍 于密密 张 灿 姜天珍 万 勇

(青岛大学物理科学学院 山东 青岛 266300)

1 引言

隐性知识(也称默会知识、缄默知识)这一概念最先由英国哲学家迈克尔·波兰尼提出[1]，他从哲学角度出发，将人类的知识分为显性知识与隐性知识.其中，显性知识是指被明确描述的知识，即以书面文字、地图和数学公式加以表述的知识；隐性知识是指未被明确表述的知识，如我们在做某事的行动中所拥有的知识.

在教育学领域，隐性知识有两种认识，一种是难以言传的知识，主要研究教学过程中难以用语言表达的知识与技能，这一角度继承了波兰尼的观点，但由于这类知识难以测量，因此大多研究在理论层面；另一种是文本中没有直接表述却又隐含在文本背后的知识，这种隐性知识是可以被发现并且在教师教学时需要挖掘并补充的知识，这种知识可以意会也可言传.

本文所说隐性知识取的是第二种含义，这类知识是可以被发现并且在教师教学时需要挖掘和补充，是学生“需要知道的知识”[2].

初中生刚刚接触物理具有强烈的好奇心和求知欲，什么都想问个为什么，对于生活中密切联系的知识学习较快，而对于抽象又隐蔽的知识学习和理解起来就有些困难，如果教师不加以引导和说明，学生很容易就对物理产生畏难心理，大大降低学生学习物理的兴趣，将教学中的隐性知识界定清晰可以有效打破学生的疑虑，在新课的教授中学生的接受程度也能有所提高.对于这方面的研究，有利于完善教科书的知识体系，有利于教师更好地挖掘教科书中的教育价值，有利于学生从整体上把握理解知识.因此，深入研究物理中的隐性知识是学生学习的基本任务和必然趋势.本文基于初中物理教科书以及习题，将初中物理的隐性知识做了二维分类，旨在通过探索知识背后的含义进而培养学生的认知能力和勇于探索的精神.

2 隐性知识的二维分类

2.1 物理模型中的隐性知识

物理模型是物理规律和理论建立的基础，它是抽象化、理想化的物理研究对象、物理条件和物理过程，建构物理模型是物理学研究的重要方法之一[3]，建构物理模型的目的是为了研究物理问题方便和简捷，突出事物的主要特征和实质，而忽略其次要因素，因此，物理模型具有抽象化和理想化的性质.熟练的使用物理模型是学生应该具备的基本物理素养.初中生在刚接触物理时对于物理模型的理解尚浅，且对模型所隐含的具体知识有所欠缺，通过对物理模型的认识和理解有助于学生学习和建构新知识.因此，在物理教学中应重视对学生这方面能力的培养，具体的实例见表1.

表1 物理模型中的隐性知识

除了以上所提到的物理模型以外，常见的物理模型还有轻杆、绝热容器或密闭隔热容器、理想变压器和理想气体等等.通过建构物理模型抓住事物的最主要的特征和功能，以简化的形式去再现原型的各种复杂结构和功能，它是连接理论和应用的桥梁，可以帮助人们认识客观世界中最本质的东西.学生弄懂了模型背后的含义，不仅有助于学生理解问题重点所在，还有助于学生消除疑虑.通过物理模型的教学还能够提高学生的学习兴趣，培养科学精神和价值观.

2.2 物理常识中的隐性知识

常识性知识又称普通的知识、一般的知识，是普遍的为人所知的知识.学生在生活中会了解到很多生活常识，同样的物理上很多术语的背后暗含着丰富的知识，学生在日常的学习中便可将这部分知识加以整理补充到自己的知识体系中去，具体实例见表2.

表2 物理常识中的隐性知识

除上述常识性知识外，光在真空中传播的速度、水的密度、水的比热容、一节干电池的电压，标准大气压、地球引力常量等都是物理学中重要的物理常识性知识，常常出现在物理习题中，而题目中一般不会直接给出数值，所以必须牢记.通过整理和记忆这部分知识，学生可以提高自身的知识储备、记忆能力、认知能力和逻辑性.

2.3 物理关键词中的隐性知识

这里所提到的关键词语，指的是物理习题中所提出的一些限制性词语，或者是对物理变化过程的界定等.对物理习题中“关键词”的把握是审题能力高低的重要表现之一，学生在解题之前弄清关键词背后的隐含意义，就可以简化解题思路，达到事半功倍的效果，具体实例见表3.

表3 物理关键词中的隐性知识

除了以上具体的关键词语外，还有一些笼统的词语.

例如“轻质”隐含着不考虑其质量、重量之义； “均匀”隐含着材质、密度各处一样；“点”隐含着大小与长度不作考虑.诸如此类的关键词大多出现在物理习题中，作为教师应帮助学生弄清、理解关键词的含义，某些关键词甚至对解题起决定性作用.

要通过领会关键词的含义正确理解题意和解题条件.

2.4 物理现象中一般的隐性知识

物理现象，是指物质的形态、大小、结构、性质(如高度、速度、温度、电磁性质)等的改变而没有新物质生成的现象，是物理变化的另一种说法.换句话说，物理现象是指可直接感知的物理事件或物理过程.物理现象往往隐含着深一层的含义，学生在学习知识和作答习题时，深刻领会物理现象的含义、产生原因和条件是获取已知条件的关键.这里将物理现象分为物理状态和物理过程，具体实例见表4.

表4 物理现象中一般的隐性知识

我们身边处处充满着物理现象.例如我们乘直梯时，假设直梯在匀加速上升，则暗示着直梯所受的合外力恒定不变且合外力方向与物体的运动方向一致.对于物理学习来讲，学生所接触的大多是在习题作答中，通过对物理现象背后所隐含知识的学习，在提高学生认知能力的同时，还可以启发引导学生养成遇到现象多思考的习惯，这也符合我国提出的要全面提高学生的核心素养的要求.

2.5 物理现象中特殊的隐性知识

物理现象中有一种特殊的状态——临界状态，当某种物理现象变化为另一种物理现象，或者物体从某种特性变化为另一种特性时，发生质的飞跃的转折状态，物理上叫做临界状态[4].换言之，当物体由一种状态转变成另一种状态时，对物理过程变化的描述或界定，有一些限制性的词语，如“刚刚”“恰好”“瞬间”等，这些限制性的词语隐含着物体的临界状态及其临界条件，挖掘这方面的信息是解答物理题的关键，具体实例见表5.

表5 物理现象中特殊的隐性知识

在这里将物理现象中这类特殊的状态拿出来单独讨论是很有必要的，这类状态往往是学生很容易忽略的地方.在物理习题中常常遇到临界状态的问题，让学生学会解决问题的方法比学会知识更重要[5].例如轻绳系小球绕固定点在竖直平面内恰好能做完整的圆周运动隐含着小球在最髙点时，轻绳中的拉力为零，只有重力提供小球做圆周运动的向心力F，学生一旦归纳和熟悉了临界状态的力和运动的特征，就能更加快速、准确地找出其关系，列出方程，进而掌握解决这种题型的技巧.通过对临界状态的学习和理解，有利于开拓学生的思维，培养其思考问题的能力.

3 理论分析与教学建议

3.1 认知心理学分析

通过上述的分析，我们得出仅仅关注书中的显性知识是远远不够的，注意在教学中还应注重隐性知识的学习和教学.究其原因，认知心理学对初中物理中的隐性知识的挖掘与学习具有一定的启示，简洁总结如图1所示.

图1 认知心理学对隐性知识教学的启示

首先，加涅的信息加工理论认为学习是有始有终、由简到繁、由易到难的过程，这些过程可以分为诸多阶段，每一阶段对应不同的信息加工.根据学习的信息加工过程，最开始的是动机阶段.这是学习的开始阶段，有效的学习离不开动机，这一阶段的教学要注意引起学习者的兴趣，激发起动机[6].初中物理中的隐性知识也属于信息，由于这部分知识具有隐蔽性，不易引起学生的注意，因此，对于这部分知识的教学应采取手段引起学生的兴趣.对于重要的隐性知识，教师可以强调其重要性，并对这部分知识进行强化，将其进入长时记忆的贮存阶段.

其次，奥苏泊尔提出“有意义学习理论”，所谓有意义学习就是在符号所代表的新知识和学生认知结构中已有的适当观念之间建立非人为的和实质性的联系.也就是说一种学习是否有意义，主要取决于学习材料的性质和学习是如何进行的.其中学习材料的性质属于客观条件，有意义学习的材料本身必须能与学生认知结构中的有关知识建立联系，这就要求学习材料必须具有逻辑性，是学生可以理解的，而且材料应该是在学生学习能力范围之内，符合学生的心理年龄特征和知识水平[7].事实上，物理学习过程中，大多物理材料在呈现显性知识的同时也具有隐性知识.为促进有意义学习的发生，奥苏泊尔提出了“先行组织者策略”.其中“组织者”是指先于学习任务本身呈现的引导性材料，目的在于用它们来帮助确定有意义学习的心向，因此被称为“先行组织者”，这一策略的功能在于将学生“已经知道的”与“需要知道的”知识之间架起桥梁[8].物理中的隐性知识由于其隐蔽性、潜在性，不利于教育过程中有意义学习的进行，但这些知识大多为学生“需要知道的知识”，因此，需充分地挖掘物理中的隐性知识，在先行组织者的引导下，将显性知识与隐性知识联系起来，从而促进学生有效的学习.

最后，建构主义学习理论强调以学生为中心，要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者.建构主义理论提倡的并不是学生被动接受知识，而是需要学生在特定的情境之中，借助他人的帮助或学习资料，然后通过必要且有意义的建构方式来获得知识，其教学策略的目的就是让学生与情境形成良好的交互作用，主动积极地去构建意义.建构就是学生在新旧知识之间发生反复地交互，在交互过程中不断调整、改组认知结构.这既包含了对旧知识的修整，又囊括了对新知识的吸收， 需要注意的是，在新旧知识之间会有一个纽带，它发挥着重要的作用，我们称其为知识的生长点.我们要注意新旧知识之间的联系，抓住生长点，从而优化自身认知结构，主动建构[9].在物理学习中，物理中的隐性知识大多充当着生长点的作用，学生掌握了这些隐性知识便能顺利地进行知识的建构，在学习新知识的时候不会跑偏或者产生畏难心理.

3.2 教育学分析

早在20世纪中叶教育理论中就有默会知识的研究，在波兰尼看来默会知识本质上是一种理解力，是一种领会、把握经验，重组经验，以期达到对它的理智控制能力[10].这样看来，显性知识必须依靠既有的默会知识去默会的理解和运用.由此，所有的知识要么是默会的，要么是根植于默会知识的，完全明确的知识是不可想象的[11].教育学者石中英认为默会知识是一种我们意识不到却深刻影响我们行为的知识[12].可见默会知识在教育方面甚至对我们生活中的方方面面都有着重要的影响，但由于其知识的个体性和隐蔽性很难展开实践研究，大多都是在理论层面.因此，在教育领域中渐渐地引申出可用语言描述的隐性知识，也就是本文中所分类的在文字背后隐含的知识，这是将默会知识显性化的一种方式，在提高教师教学能力的同时也激发了学生的求知欲和发散思维.

除此之外，课程论中也有隐性课程的研究.“隐性课程”一词最早出现在20世纪中叶美国教育家杰克逊的著作《班级生活》中[13]，他认为在学校里学生不仅接受了读、写、算等文化知识，同时还获得了态度、动机、价值观和其他心理的成长，而后者是由非学术途径潜移默化地、间接地传递给学生的.杰克逊将这种“非正式”的文化传递称为“隐性课程”.隐性课程一提出便在课程领域掀起了一场关于隐性课程的研究热潮，时至今日，隐性课程研究的深度、广度、范围都是前所未有的，也有很多共识：隐性课程是以间接、内隐的方式呈现的，学生主要获得的是非学术性的知识和非智力因素等[14]；隐性课程的研究对于隐性知识的探索提供了一些建设性的意义，如隐性课程作为道德教育的重要手段，比显性课程来的更为有利[15]；相对于显性课程的教学，隐性知识的学习就显得更能锻炼学生的思考能力和激发学生的积极性.

3.3 一些具体教学建议

从教育心理学的角度出发，给予我们在隐性知识教学中以启示，例如初中生刚刚开始学习力学时，质点、刚体等模型的学习对于力学知识的建构就显得尤为重要，尤其是有的学生喜欢钻研和思考，将这部分知识讲解清楚，能够打消学生的疑虑，学起知识来轻松愉悦；再如临界状态这一隐性知识，如若教师不进行讲解和分类,大部分学生很难发现其中的奥秘，解题带来的挫败感会让学生对物理渐渐失去兴趣.因此，对隐性知识的教学和研究很有必要并对教师提出了更高的要求.

首先，教师要仔细研读教科书，挖掘其隐性知识.教科书是教师和学生的第一手资料，研读教科书，尤其是新手教师，吃透教科书中的隐性知识，将显性知识和隐性知识相结合，使碎片的知识完整化，学生更容易认知构建完整的知识体系，还能提高学生的归纳总结能力.

其次，教师要合理地开发隐性知识，不可过度、盲目.这种现象出现的根本原因在于教师已经意识到隐性知识的重要性，并非常重视隐性知识的开发，但是教师没有弄清楚这节课的重难点、教学目标和教学容量等问题，从而出现过度开发的现象.因此，教师在课前应熟读教科书，认真研读课程标准，掌握本节课的教学重难点，合理开发本堂课中的隐性知识.

最后，开展教学研讨，加强师生交流.不同的教师对于隐性知识挖掘的深度、角度和方法都有所不同，不同教师所具有的教学经验、教学见解也不同，因此学校应该开展教师研讨，加强教师之间的交流.通过相互探讨、经验交流，从而取长补短，提升教师对于隐性知识的把握程度.师生之间也需要加强交流，关注学生的疑惑与质疑并加以思考或交流辩论，及时捕捉思维的闪光点，可以拓宽教师思维与研究层面，与学生交流的过程中可以了解到学生学习这类知识的困难，同时也可以了解大多数学生的误区以及疑难点所在，从而选择适合现阶段学生学习的教学内容与教学情境等，在交流过后根据学生认知特点改进教学内容，改进关于隐性知识的教学方法.

4 结束语

众所周知，物理是一门抽象性强、重难点多、知识结构复杂的一门重要学科，初中生想要学好这门课程确实有较大的难度，为了帮助学生更好地掌握好这门课程，弄明白物理中的隐性知识是必要的.古人云：凡事预则立，不预则废.加涅也指出学习条件分为“学习的内部条件和外部条件”“内部条件具有性能的性质,这些性能是早先习得并贮存在学习者的长时记忆中的”.换言之,学习条件分为内部条件和外部条件,内部条件即学习者已经习得的，并贮存在长时记忆中的，“有些学习是另外一些学习的先决条件，正如概念是规则学习的先决条件一样”[16].文中的隐性知识便是一种内部学习条件，通过挖掘物理中的隐性知识，不但可以充实学生的内部知识，使学生学习的知识更加系统性和逻辑性，培养学生思维的灵活性和敏捷性，提高学生的逻辑思维能力，还能激发学生学习物理的兴趣和强烈的求知欲，教师在教学中明确隐性知识的同时，还培养了学生平时多观察，多思考，多认知的习惯和态度.