高中物理教學學科素養論略

王景元+王振華

隨著新課程改革的不斷深入，核心素養已經成為新課程改革不斷深化的切入和著力點。學科核心素養的提出背景、科學內涵及培養策略，已經成為當下的教育工作者在專業發展的過程中不得不去面對、思考、研究和落實重要內容。

一、學科核心素養概念的形成背景

早在上世紀50年代，日本人在研究學科課程之間的共性、個性與多樣性特征時，就提出了“核心素養與學科素養之間的關系是全局與局部、共性與特性、抽象與具象的關系”。在2001年，聯合國教科文組織開始提出：“21世紀教育與學習的四大支柱”，即：學會求知、學會做事、學會共處、學會發展。2005年，經濟合作與發展組織又提出了 “三種關鍵能力”，即：在交互作用中運用社會、文化、技術資源的能力；在異質社群中進行人際互動的能力；獨立的自主行動能力。美國在2007年，又提出了“21世紀技能計劃”，即：學習與創新素養、數字化素養、職業與生活技能培養。

在國際上不斷研究并逐步形成核心素養這一概念的大背景下，我國教育部于2013年開始以北京師范大學為牽頭人，開始啟動“我國基礎教育和高等教育階段學生核心素養總體框架研究”的課題研究。2014年，在《教育部關于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務的意見》中首次提出了“核心素養”的概念，并提出要研究建立各學段學生核心素養體系，明確學生應具備的終身發展和社會發展的必備品格和關鍵能力。2015年《中國教育報》發表文章指出：核心素養是學生借助學校教育所形成的解決問題的素養與能力。核心素養不是先天遺傳，而是經過后天教育習得的。核心素養也不是各門學科知識的總和，它是支撐 “有文化教養的健全公民”形象的心智修煉或精神支柱。

就物理學科而言，針對高中物理教學過于重視知識的傳授，從2003年起，教育部出臺了的《高中物理課程標準》中，首次提出了物理的三維教學目標，這標志著物理學科的教學，不再是傳統意義上的知識與技能培養，而是應更注重學生的“情感、態度、價值觀”的發展。這是對以前的高中物理教學過于以知識為中心的教學加以糾正。自2004年9月在部分省份，開始進行高中新課程改革的試點。

在新一輪基礎教育課程改革中，迎接物理課堂教學轉型的挑戰，難以繞過“核心素養”這一核心問題。 物理學科的核心素養相對課程標準中的三維目標而言，是站在一個更高的物理文化層面對高中物理教學提出的要求，超越對具體知識的學習，但又是以具體知識為載體，引導學生通過高水平的思維活動，形成物理基本觀念，即從 “知識為本”轉向 “觀念建構”。這種 “觀念建構”所產生的效果，應該是當學生將具體的物理知識都忘掉的時候，在學生的頭腦中所剩下的東西。應該是：形成從物理的視角認識事物和解決問題的思想、方法、觀點，即植根于學生頭腦中的物理基本觀念、科學思維、探究的意識與合作的精神、科學態度以及對自己、對他人、對社會的一種責任感。學生從課堂中學到的科學思維方法，研究問題的方法、自主學習的方法將成為學生終身受益的寶貴財富。

二、高中物理學科核心素養的內涵

（一）物理的學科知識

物理的學科知識是人類長期在和大自然相互作用過程中的經驗積累。是對事實、規則的深度概括。是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識。是物理概念和規律等在頭腦中的提煉和升華。它包括了物質的觀念、運動的觀念、相互作用的觀念、能量的觀念及其應用等要素。

（二）物理的學科思維

從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式。是基于經驗事實建構理想模型的抽象概括過程。是分析綜合、推理論證等科學思維方法的內化。是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑、批判，進而提出創造性見解的能力與品質。 科學思維主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素。

另外，實驗探究的思維過程也是物理學科思維的重要組成部分。實驗探究一般是從提出物理問題，形成猜想和假設，獲取和處理信息，基于證據得出結論并做出解釋，以及對實驗探究過程和結果進行交流、評估、反思的思維流程。

物理的學科知識的產生依賴于物理的學科思維，物理的學科知識的發展促進物理的學科思維。物理的學科思維是邏輯的，邏輯思維的嚴密性保證了思維前后的連貫性、一致性。例如：牛頓定律是動量定理的前提，只要這個前提正確，那么通過邏輯推理得到的動量定理也是正確的。思維能力是諸多能力的核心，而創造性思維能力則是最高水平的思維能力，它是指人產生前所未有的精神成果和物質成果的思維過程。例如，玻爾的量子理論和愛因斯坦的相對論的發現，正負電子對撞機的發明，都是科學家創造性思維的輝煌成果。

（三）物理的學科方法

物理的學科方法是研究自身的正確方法。物理的學科方法是實證的，即：一定的物理學科知識是可以用實驗方法對其進行驗證和重復的。愛因斯坦在1953年所寫的一封信中就明確指出：西方現代物理學科的發展是以兩個偉大成就作為基礎的，一是形式邏輯，二是系統實驗。高中階段所講的物理方法，有隔離法、等效法、微元法、虛擬法、代替法、整體法、模型法、外推法、轉化法等，這些都是應用范圍較窄的物理學科方法，但這些方法對學生思維品質的培養和優化都是非常重要的。

（四）物理的學科態度

學科態度是在認識科學本質，理解科學·技術·社會·環境 的關系基礎上，逐漸形成的對科學和技術應有的求真務實、實事求是、尋找現象背后的本質的正確態度、責任感、使命感。“科學態度與責任”主要包括科學本質、科學態度、科學倫理等要素。

（五）物理的學科精神

物理學科的精神就是敢于追求真理，對物理研究事業的執著和頑強。是尊重客觀世界的同時所具有懷疑態度、批判思維和創新精神。

在以上的這五個層次中，物理思維與方法及學科精神與態度才是教師在物理教學中最本質的追求，是核心素養中最核心的組成部分，是學生步入社會以后適應環境、不斷發展的內源動力。但是，它們的形成必須以物理學科知識的形成過程為載體，以核心知識的掌握為基礎。

我們應該識認到，高中物理的核心素養是學生在接受高中物理教育過程中逐步形成的，適應個人終身學習和社會發展所需要的科學基礎知識、關鍵能力、科學情感、態度、價值觀等方面的表現，是學生通過物理學習集中體現的帶有物理特征的品質。是學生科學素養的關鍵成分。endprint