以學生發展為本改進普通高中物理課程

廖伯琴

構建以生活與自然為基礎、以學科知識為支撐、以核心素養為主導、具有中國特色的普通高中物理課程。

按照教育部統一部署，自2014年始《普通高中物理課程標準》修訂組（以下簡稱“修訂組，”）對2003年頒布的《普通高中物理課程標準（實驗稿）》（以下簡稱《實驗稿》）進行了修訂。本次修訂以貫徹落實立德樹人根本任務為目標，深入總結新世紀以來我國普通高中課程改革的寶貴經驗，充分借鑒國際課程改革的優秀成果，注重落實物理課程育人價值，構建以生活與自然為基礎、以學科知識為支撐、以核心素養為主導、具有中國特色的高中物理課程。

一、普通高中物理課程標準的主要變化

1.凸顯物理課程的育人功能

當今世界，人才培養是關系到民族強盛、人類可持續發展的重大課題。物理課程在人才培養、人類素質提升方面有著不可或缺的功能。為什么物理課程具有如此功能呢？首先看看什么是物理學。

物理學是自然科學領域的一門基礎學科，研究自然界物質的基本結構、相互作用和運動規律。物理學基于觀察與實驗、建構物理模型、應用數學等，通過科學推理和論證，形成系統的研究方法和理論體系。從古希臘時代的自然哲學，到17、18世紀的經典物理學，直至近代的相對論、量子論等，物理學始終引領人類對自然奧秘的探索，深化人類對自然界的認識。物理學對化學、生命科學、地球與宇宙科學等自然科學產生了重要影響，推動了材料、能源、環境、信息等科學技術的進步，促進了人類生產生活方式的變革，對人類的思維方式、價值觀念等都產生了深遠影響，對人類文明和社會進步作出了巨大頁獻。

修訂組在理解物理學內涵的基礎上，經過國際比較、國內調研、反復討論等，凝練出的高中物理學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。物理學科核心素養主要包含“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面。

“物理觀念”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與升華；是從物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的基礎，主要包括物質觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素。“物理觀念”與物理知識緊密相關，但又不等同于物理知識，是比物理知識更上位的物理核心素養。具有物理觀念的人不僅知道物理知識，能用相關公式解題，而且還能自主地從物理學視角解釋身邊的現象、解決相關問題等。

“科學思維”是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物理模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等方法在科學領域的具體運用；是基于事實證據和科學推理對不同觀點、結論提出質疑和批判，進行檢驗和修正，進而提出創造性見解的能力與品格，主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素。具有科學思維品質的人能通過建模、推理、論證及創新等分析問題和解決問題。

“科學探究”是指基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗和制訂方案、獲取和處理信息、基于證據得出結論并作出解釋，以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力，主要包括問題、證據、解釋、交流等要素。物理學是一門與實驗緊密聯系的學科，物理課程應培養人的科學探究能力、動手實踐能力。科學探究是人類探索和了解自然、獲得科學知識的主要方法，也是學生學習科學的主要方式，還是一種綜合的、關鍵的能力和素養。

“科學態度與責任”是指在認識科學本質、認識科學·技術·社會·環境關系的基礎上，逐漸形成的探索自然的內在動力，嚴謹認真、實事求是、持之以恒的科學態度，以及遵守道德規范、保護環境并推動可持續發展的責任感，主要包括科學本質、科學態度、社會責任等要素。具有這方面物理核心素養的人，便具有物理學的人文情懷，具有使命感與責任感。

在《實驗稿》中，提出了三維課程目標：知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀，在高中物理教師中得到廣泛認可，并取得一定成效。進一步調查發現，教師希望能進一步將三維課程目標落實到課程中，化為切實可行的教學行為。此次修訂，更加凸顯物理課程的育人功能，更加凸顯三維課程目標的內涵。凝練出物理學科核心素養有利于促進教師思考：物理學是什么，物理課程的功能是什么，為什么要學這些內容，為什么要了解科學探索的過程與方法，如何從提升學生物理核心素養的視角進行物理教學？對這些問題的思考將從更加本質的角度促進三維課程目標的落實。

2.凸顯課程的基礎性、系統性與選擇性

本次修訂后的高中物理課程結構如圖1所示[1]。高中物理必修課程是全體學生必須學習的課程，由必修1、必修2和必修3構成，該課程注重全體學生的共同基礎和現代公民對物理學的基本需求。選擇性必修課程是學生根據個人需求與升學要求選擇學習的課程，由選擇性必修1、選擇性必修2和選擇性必修3構成，對那些擬參加學業水平等級考試的學生，在力、電、熱、光、原等板塊皆有學習內容，課程的基礎性和系統性得到保證。由學生自主選擇學習的選修課程，由選修1、選修2和選修3構成，該課程關注不同學生的發展需求，分別從物理學與社會發展、物理學與技術應用及近代物理學初步等不同方面構建課程，為學生多元發展提供空間。

在《實驗稿》中，高中物理有必修課程和三個選修系列課程，這些課程也關注了學生學習的基本需求，強調了高中物理課程的基礎性，考慮了物理學科的整體特點，為學生的個性發展提供了平臺。然而，由于升學、招生等原因，物理課程的系統性和選擇性皆受到影響。本次修訂，既為全體學生發展、國民科學素養提升設計了必修課程，也為國家物理人才培養、學生的個性發展設計了選擇性必修課程和選修課程，體現了課程的基礎性、系統性與選擇性。

3.強調課程的實踐性與應用性

物理學是以實驗為基礎的學科，物理課程應注重引導學生進行科學實踐，從實驗走進物理，從物理走向社會等。為了加強對學生物理學科核心素養的培養，本次修訂加強了物理實驗內容。首先強調通過實驗學習物理內容，在三級主題要求中有一半以上的條目皆有實驗要求（例如：通過實驗，認識自由落體運動規律；通過實驗，了解力的合成與分解），與《實驗稿》相比這類條目有所加強。另外，在必修和選擇性必修課程中特別設置了21個學生必做實驗。這些實驗的設置，既考慮了在不同內容板塊的分布，也考慮了必修與選擇性必修課程的布局；既考慮了常規的驗證實驗和測量實驗，也考慮了具有一定開放程度的探究實驗和制作實驗。相對《實驗稿》而言，專門提出學生必做實驗將有利于引導學生在做中學，體會科學探究內涵，發展學生物理學科核心素養。

關于物理課程的實踐性與應用性，不僅注重通過實驗設計問題情境、促使學生建構物理概念，而且加強了物理學與社會發展、技術進步等方面的聯系。如在選修課程中，加強了物理與醫療技術、新能源、新材料、信息技術等的聯系，關注了人類面臨的“健康”“能源”“材料”“信息”等重大問題。

4.加強課程的可評價性與指導性

為了加強高中物理課程的可評價性，促進教師教學中關注學生的物理學科核心素養的培養，修訂組依據物理學科核心素養中的“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面及水平，結合課程內容制定了學業質量要求，并且根據問題情境的復雜程度、知識和技能的結構化程度、思維方式或價值觀念的綜合程度等對學業質量劃分了不同水平。高中物理學業質量水平分五級，其中學業質量水平2是高中畢業生應達到的合格要求，是學業水平合格性考試的命題依據；學業質量水平4是用于高等學校招生的學業水平等級性考試的命題依據。學業質量水平的劃分，有利于教師學業質量觀的改變，進一步明確了物理課程的育人功能。

《普通高中物理課程標準（2017年版）》強調將物理學科核心素養的要求融入課程的各個方面，無論是內容要求還是實施建議等，皆注重引導教師將物理核心素養的培養落到實處。課程標準中的樣例與活動建議是對內容要求的進一步細化，教學提示是從培養學生核心素養的視角提出的教學建議，學業要求則是從物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任四個方面提出的對相關內容的要求。課程標準中的教學與評價建議引導教師基于物理核心素養的提升、結合教學實際情況，創造性開展教學與評價工作。

二、普通高中物理課程實施建議

如何將立德樹人根本任務落到實處，如何把基于學生核心素養提升的課程變為切實可行的實施課程，這需要各方的共同努力，在課程實施的各個環節應發揮課程標準的統領作用。在后續的教材編寫、課堂教學、考試評價中，應遵循課程標準提出的要求，促進學生物理核心素養的達成。

1.以學生核心素養提升為本改進教學

各方應站在為了國富民強、為了全人類文明進步的高度推進普通高中物理課程實施，真正理解物理課程的功能。要注重讓學生具有物理自然觀，認識自然、理解自然；具有科學思維特質，懂得推理、善于論證、勇于創新；成為科技探索者，善于發現、有效解決問題；能實事求是、追求真理，既能理性分享科技應用造福人類的喜悅，還能理性關注科技應用帶來的問題，有為社會發展、人類進步作出努力的境界和負責任的襟懷。

廣大教師更是提升學生核心素養的主力軍。如何在日常教學中體現提升學生核心素養的教育價值？這是每個教師都要思考的問題。教師日常教學對應的是物理知識、物理實驗等具體內容，需要深入思考的是這些知識、實驗對提升學生物理學科核心素養有怎樣的作用。如在萬有引力定律的教學中，不僅要讓學生知道萬有引力定律公式，還應讓學生有意識地運用此定律及相關知識解釋一些自然現象，從物理學的視角認識大自然，逐漸形成物理觀念。再如，在牛頓第二定律的實驗中，教師不僅應在實驗教學中讓學生知道控制變量方法，而且還應思考為什么要學生學習控制變量方法，這對提升學生的科學推理、科學論證等科學思維品質有怎樣的作用。

每一種教學模式皆有其獨特的教育功能，基于學生核心素養提升的教學，應在繼承與發展的原則上融入學科核心素養內涵，根據不同的教學目標采用有效的教學模式。不僅要關注教學形式的變化，更要注重每種教學形式對應的教育功能。無論是課堂講解還是實驗探究，皆應注重體現物理課程的育人功能。

2.加強課程標準的統領作用

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》指出，要“全面發揮課程標準的統領作用，協同推進教材編寫、教學實施、評價方式、考試命題等各環節的改革，使其有效配合，相互促進”，在課程實施的各個環節皆應發揮課程標準的統領作用。在后續的教材編寫、課堂教學、考試評價中，皆應遵循課程標準提出的要求，促進學生物理核心素養的達成。

注重教材教輔資源的管理與利用。從“中小學理科教材難易程度國際比較研究（高中物理）”結論看，與國際同類教材比較，我國高中物理教材文本的難易程度大致處于中等水平，但是我國中學生的課業負擔則很重。深入調研可知，在實際教學中，有不少教師更多選擇學生教輔用書作為主要的課程資源。因此，在實施過程中，應注意教材教輔資源的管理與利用，以便學生真正理解物理學的內涵，促進其物理學科核心素養達成。

當下考試評價仍發揮著指揮棒的作用。學業水平考試應根據國家普通高中課程標準和教育考試規定，測量學生是否達到課程標準規定的學業質量水平，應注重體現評價的診斷功能和激勵功能，促進學生全面發展。有關管理者、命題者和教師等應共同探索主體多元、方法多樣且既關注學生學業成就又重視學生進步過程的評價體系，促進學生物理學科核心素養的提升。