物理科學信息素養的概念探析

趙娟娟

安徽省宿州市第二中學 安徽宿州 234000

一、引言

21世紀的社會既是知識經濟型的社會，又是信息化的社會。處在知識經濟時代，人的創造力和問題解決能力決定了一個人能否在社會上取得成功，因此，在物理課程改革過程中，提出以培養學生的物理核心素養為宗旨，以期達到培養學生的創造力和解決物理科學問題的能力的目的，從而培養適應時代發展的人才。而處在信息社會，每天面對著海量信息，如何合理合法地獲取、利用和交流信息成為了21世紀人民應該具備的一種能力，即21世紀的人們應該具備信息素養。由此可見，培養學生的物理核心素養和信息素養是順應21世紀時代發展的需求，因此物理科學信息素養這一概念便應運而生。

二、物理核心素養概念的發展

2014年，教育部為了更好地培養學生的科學素養，提出了學生發展核心素養，并組建相關研究課題組開始了為期三年的核心素養框架構建過程，并于2016年9月，頒布了最新的發展核心素養框架。

在“中國學生發展核心素養體系”框架下，高中物理提出了物理核心素養這一概念， 并在遵循物理學科的學科特點的前提下，將高中物理學科核心素養歸結為四個維度 ：（1）物理觀念；（2）科學思維；（3）科學探究；（4）科學態度和責任[1]。每個維度又包含若干個要素。

三、信息素養概念的發展

“信息素養”這一概念最早由美國的保羅·澤考斯基提出，之后，便不斷有學者通過對信息素養的研究，對信息素養定義進行界定。

例如， 1998年，在美國出版的《面對學生的信息素養標準》中，將信息素養概括為信息素養、獨立學習和社會責任三個部分[2]。而關于“信息素養”的研究國內的著作也很多，李克東教授認為信息素養應包含三個要素：應用信息技術的技能、批判與理解信息內容的能力、能夠合理利用信息并具有融入信息社會的能力和態度[3]；桑新民教授則從三個層次、六個方面描述了信息素養的內在結構與目標體系；張義兵等則從技術學等四個角度對信息素養給出了綜合分析；鐘志賢教授認為信息素養包括信息意識、信息能力和信息倫理三部分[4]。

四、物理科學信息素養的概念探析

1.物理科學信息素養的定義

物理科學信息素養是指合理利用信息技術解決與物理相關的科學問題的潛能。物理科學信息素養定義中的“信息技術”側重于指多媒體技術、計算機網絡技術和軟件應用。多媒體指的是文本，聲音和圖像等多種媒體形式；計算機網絡技術側重于指搜索引擎的應用；計算機軟件包括系統軟件、應用軟件和介于這兩者之間的中間件，這里側重指對具有物理學科特征的軟件的應用。物理科學信息素養強調解決的是與物理相關的科學問題?！皾撃堋敝傅氖侨司哂械牡幢憩F出現的能力，不僅與當前解決問題的能力相關，還與態度、精神、方法、經驗、習慣等潛在的解決問題的能力相關，主要體現為學習和創新的應變能力。

2.物理科學信息素養與物理核心素養和信息素養的關系

物理科學信息素養可以延伸到物理核心素養和信息素養，但是物理科學信息素養并不是物理核心素養和信息素養的簡單疊加。首先，物理核心素養中的獲取證據這一要素蘊含著對物理信息的獲取、整理和生成，這是信息素養的范疇，但是對信息技術的應用重視度不夠；其次，科學信息素養中的信息意識和信息能力中也涉及到收集物理信息和解決物理學問題，這是物理核心素養的范疇，但并不是以解決物理學問題為主要目的，信息素養的核心能力是使用信息工具的能力和獨立學習、協作學習和終身學習的能力。

所以，物理科學信息素養是對物理核心素養和信息素養范疇交集部分的再加工，是物理核心素養和信息素養交集部分的升華。因而，物理科學信息素養不同于物理核心素養和信息素養，因為物理科學信息素養更強調信息技術的應用；物理科學信息素養也不同于信息素養，因為物理科學信息素養更強調解決與物理相關的科學問題。

3.物理科學信息素養的結構模型

通過對物理核心素養、信息素養的結構模型進行了整合分析，從而能建構出了物理科學信息素養的四維模型，它主要由物理科學信息意識、物理科學信息知識、物理科學信息能力、物理科學信息態度四大要素組成，四者相互聯系，相互依存，構成了物理科學信息素養的立體畫面。

（1）物理科學信息意識

物理科學信息意識是指具有使用信息工具解決物理問題的習慣和意識，對科學信息的價值有敏感性和洞察力，包括獲取信息的意識、辨別信息的意識和應用信息的意識。獲取信息的意識指的是當人們在陌生環境中，遇到用自己所熟知的物理知識無法解決的物理問題時，有使用信息工具獲取物理新知識的習慣和動機等；辨別信息的意識是指有對收集的相關物理信息進行分類、歸納、識別的意識；應用信息的意識是指有使信息發揮效益的愿望，對信息的價值有敏感力和洞察力。

（2）物理科學信息知識

物理科學信息知識包括物理學內容知識和基本信息知識，它是利用信息技術解決物理問題的基礎。其中物理學內容知識指的是物理基本知識、核心概念、定律等，包括包物質的結構、物質的性質、物質的化學變化、運動和力、能量及其轉化、物質和能量的相互作用等?；拘畔⒅R指的是與信息技術有關的理論、知識和操作方法。

（3）物理科學信息能力

物理科學信息能力是指利用信息技術解決與物理相關問題的能力，包括運用工具的能力和物理科學能力。物理科學信息能力是物理科學信息素養的核心素，物理科學能力則是物理科學信息能力的核心。

運用工具的能力即所謂的操作能力，是指能夠熟練掌握用以解決物理問題的相關信息工具，例如搜索引擎、圖片分析工具、視頻分析工具、虛擬仿真軟件等。

物理科學能力包括三個方面：形成物理觀念、物理科學思維和物理科學探究。

首先，形成物理觀念指的是在掌握物理基本知識、核心概念、定律等的過程上，通過內化而形成的知識結構體系，包括對基本物理事實的概括性認識和對物理基本知識的應用。包括物質觀、運動觀、能量觀和相互作用觀及其應用。

其次，物理科學思維是指解決實際問題時的物理方法和策略，常用的物理方法有觀察的方法、實驗的方法（包括控制變量法、轉換法、等效替代法）、邏輯的方法（包括比較、分類、分析、綜合、歸納、演繹、推理、理想化、類比、假說、科學想像、逆向思維法）、數學的方法（包括比例方法、方程方法和圖像方法）、哲學的方法（包括辯證、絕對相對、量變質變、原因結果）。物理科學思維分為模型建構、科學推論、科學論證和質疑創新。模型建構包括將熟悉的物理模型應用到熟悉的物理情景、在陌生的物理情境中應用熟悉的物理模型、在陌生的物理情境中建立新的物理模型三種形式；科學推論包括演繹推論和歸納推論；科學論證指的是在面對未知物理問題時，基于原有知識和科學證據建立自己的科學主張，并能向別人辯護自己主張的合理性；質疑是創新的前提。

最后，物理科學探究主要指虛擬實驗探究。虛擬實驗探究具體指從一定的事實情境中提出有價值的物理問題，并通過信息技術等手段搜集和獲取能夠用以解決物理問題的相關信息，能對信息進行概括、整合、總結，對物理問題提出假定性解釋，擬定相關量，從而設計物理實驗方案，利用虛擬仿真技術進行物理實驗探究獲取相關數據，分析和處理數據，能夠根據數據得出相關結論，并能夠對結論進行解釋，以及能夠交流實驗探究過程和進行探究反思，所以可以將虛擬實驗探究分為提出問題、形成猜想與假設、設計實驗和制定方案、獲取證據、作出解釋和交流合作。

（4）物理科學信息態度

物理科學信息態度是指在利用信息技術解決物理問題時的態度和責任，包括遵守法律法規、對物理研究有興趣、好奇和責任心等。

五、結束語

通過對物理核心素養和信息素養進行研究，并結合21世紀社會發展的特點，提出了“物理科學信息素養”這一概念，通過對其概念進行探析，得出了物理科學信息素養的四維結構模型即物理科學信息意識、物理科學信息知識、物理科學信息能力和物理科學信息態度，以期為測量學生的物理科學信息素養提供理論支持。