物理核心素養解讀及其實踐途徑探索

牙茹夢 黃致新

(華中師范大學物理科學與技術學院 湖北 武漢 430079;石家莊市第八十九中學 河北 石家莊 050000) (華中師范大學物理科學與技術學院 湖北 武漢 430079)

培養學生核心素養已成為國際共識，而且隨著新課標的頒布，這項工作已經成為推動我國新一輪教育教學改革的重點.但是，從學生發展的角度來看，學生核心素養的培養，還是要依托學科核心素養的培養.在新頒布的《高中物理課程標準》中，物理教學目標也從“三維目標”轉向了物理核心素養，因而在實際的教學工作中，如何正確理解物理核心素養，切實認真培養學生的物理核心素養，已成為基礎物理教育工作者密切關注的話題.本文針對這一問題，就物理核心素養的內涵，高中學生物理核心素養的發展現狀，以及基于核心素養培養的的實踐途徑等進行了分析探討，以期對基礎物理教學及改革起到一定的促進作用.

1 物理核心素養解讀

1.1 從素質教育到核心素養

素質教育(Quality-oriented Education)是相對于應試教育提出的,具有宏觀指導性質的教育思想.“素質”對應的主體是“教育”.素質教育是指教育要訓練和培養學生，使其獲得內在的、相對穩定的、長期發揮作用的身心特征及其基本品質結構.“素養”(Literacy)對應的主體是“人”或 “學生”.學生發展核心素養主要是指在教育過程中逐漸形成的知識、能力、態度等方面的綜合表現，是相對于教育教學中的學科本位提出的，強調學生素養發展的跨學科性和整合性[1].素養更強調個體與情境之間的互動關聯以及對優質生活的追求，是知識、能力、態度之整合與情境間的因應互動體系，是“可教、可學”的，是經由后天學習獲得的，進一步關注個體適應未來社會生活和個人終身發展[2].

所謂核心素養(Core Literacy)則是指學生在接受相應學段的教育過程中，逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力.核心素養是所有學生應具有的最關鍵、最必要的基礎素養；是知識、能力和態度等綜合表現；可以通過接受教育來形成和發展；具有發展連續性和階段性；兼具個人價值和社會價值.學生發展核心素養是一個體系，其作用具有整合性[3].因此,核心素養的提出使我們更加關注學生培養過程中的整體性與發展性，真正從學科的知識與技能中跳出來去關乎人性，要讓學生學會生存，學會生活，學會創造，成為一個可以活得幸福并創造社會價值的人.

1.2 從三維目標走向學科核心素養

核心素養的達成需要依托學科核心素養.學科核心素養是指學生經過各個學科的學習后，面對現實問題情境或科學研究問題情境時，能夠在正確思想指導下應用學科的知識能力、思維方式和探究技能等發現問題、解決問題的綜合表現，是知識能力、觀念方法、情感態度與價值觀的整合，既包括某一學科的學科素養，也包括跨學科綜合表現的學科素養.

相對于“雙基”，三維目標的理論比較全面和深入，但三維目標依然有不足之處: 其一是缺乏對教育內在性、人本性、整體性和終極性的關注; 其二是缺乏對人的發展內涵進行清晰的描述和科學的界定.學科核心素養較之于三維目標既有傳承的一面又有超越的一面.核心素養更能體現以人為本的教育思想；三維目標不是終極的目標，而是學科核心素養形成的要素和路徑[4].如果說從“雙基”走向三維目標是新一輪課程改革的一個標志，那么從三維目標走向學科核心素養則是當前課程改革全面深化的一個標志[5].

正如三維目標的三個維度并不是彼此獨立的，物理核心素養的4個方面也是相互聯系、共同發展的.物理觀念的形成過程是學生發展科學思維和科學探究能力的過程，同時伴隨著對科學本質、STSE的認識不斷深化和科學態度與社會責任感的發展過程，教學過程中不能割裂開[6].那么，從三維目標走向學科核心素養，是要求在培養學生的過程中不僅關注知識、技能和態度內容成分，還強調這些內容在真實情境中的綜合應用，體現功能價值.

1.3 物理核心素養的內涵及框架

2018 年 1 月教育部頒布的《普通高中物理課程標準(2017年版)》中提出: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括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”4個方面.其中“物理觀念”主要包括物質觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素; “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; “科學探究”主要包括問題、證據、解釋、交流等要素; “科學態度與責任”主要包括科學本質、科學態度、社會責任等要素.[7]

2 我國中學生物理核心素養發展現狀研究

落實我國學生核心素養的培養，必須立足于我國現實情況.一方面我們要了解學生核心素養發展狀況，另一方面需要立足核心素養，反觀教學過程中存在的問題.核心素養發展重在關鍵能力的提升.文獻[8]基于理論研討和多輪實證測評檢驗，確定了3個維度、9項一級指標的物理學科能力表現框架，從關鍵能力的角度對學生物理核心素養的發展現狀進行了診斷性描述:學生在學習理解維度上表現較好，應用實踐維度上表現尚可，在創新遷移維度上的表現不甚理想.此項研究為核心素養的分級評價提供了實證資料，也為課堂教學提出了改進的方向.文獻[9]基于2016 年高考天津理綜物理卷的作答表現的高考實測數據對學生物理核心素養的物理觀念、科學思維兩個關鍵要素水平及發展狀況的診斷和分析,得到初步結論：有10.83%的考生物理學科核心素養的物理觀念、科學思維水平處于較高水平，但是仍有22.26%的考生上述兩個核心素養要素的水平有待較大提升，并從教學目標及教學實施等方面提出教學改進建議.文獻[10]中指出目前某些學校的高中物理教學中存在一些偏離核心素養要求的情況，具體表現為：新課教學的“功利性”較為嚴重，復習課中某些練習題不合物理規律與生活常識，表現出“荒謬性”.

當然由于物理核心素養本身具有一定的抽象性和內隱性，學生核心素養的現狀調查也是復雜的，要多方面進行考慮.通過以上現狀分析，我們可以看到，受傳統教學的影響，學生物理核心素養的發展，在應用實踐以及創新遷移方面存在著很大的不足.這也是著名的錢學森之問“為什么我們的學?？偸桥囵B不出杰出人才？”，這一關乎中國教育事業發展的艱深命題的微弱回答.核心素養的提出讓我們進一步追問：“教育要培養什么樣的人？”，并引導我們重新審視，“我們的學生欠缺什么？”“我們該如何去做？”這一系列教育的根本問題.

3 基于核心素養的教育改革實踐途徑探索

深化基于核心素養的教育改革主要體現在課程標準改革、教材編寫、課程實施、教師培訓、考試評價等方面.

3.1 核心素養融入課程標準是基礎

課程標準是指導學校教育的基本準則，關系到教學科目內容、教學實施建議及課程資源開發等方方面面，發展學生核心素養，推動教育教學改革，就必須將核心素養融入課程標準中去.無論從課程性質、課程理念還是課程目標，物理核心素養在新頒布的課程標準中都有所體現.

在課程性質方面，新頒布的課程標準中指出：高中物理課程是普通高中自然科學領域的一門基礎課程，旨在落實立德樹人根本任務，進一步提升學生的物理學科核心素養，為學生的終身發展奠定基礎，促進人類科學事業的傳承與社會的發展.

在課程理念方面，新課標則強調：注重體現物理學科本質，培養學生物理學科核心素養.高中物理課程注重體現物理學科的本質，從物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等方面提煉學科育人價值，充分體現物理學科對提高學生物理學科核心素養的獨特作用，為學生終身發展、應對現代和未來社會發展的挑戰打下基礎.

在課程目標方面，新課標要求：高中物理課程應在義務教育的基礎上，進一步促進學生物理學科核心素養的養成和發展.

3.2 教材是發展學生核心素養的重要載體

教材是連接課程與教學的橋梁,是教師和學生之間開展教與學的主要工具，是培養學生核心素養的重要載體.教材內容推進核心素養進入教學實踐中，要在教材編寫時充分體現“注重體現物理學科本質，培養學生物理學科核心素養”的理念.一方面，教材編寫要改變以“知識為中心”的傳統思想，應在編寫中體現培育學生創新實踐能力，引導情感、態度、價值觀等方面的內容; 另一方面，教材要打破 “以學科為中心”的思想，尤其是編寫“科學、社會、技術”及跨學科內容時，打破學科界限，培養學科之上的綜合素養[11].

通過對中外教材的比較研究，基于我國現狀，以核心素養為導向，取長補短，完善我國教材，是教材編寫的一個思路.文獻[12]通過在科學素養視野下對中日教材進行對比，分別從科學知識、科學探究過程及方法、情感態度和價值觀、STSE教育4個方面分析了人教版物理教材的優點與不足，并對教材編寫和教師教學提出了一些建議，加強了對教材內容中“物理思維”“實驗探究”“科學態度與責任”方面的關注.文獻[13]以德國中學物理教材中歷史素材的應用為例，通過對電學與磁學現象進行對比分析，得出我國物理教材編寫和教學組織的優化思路，強調物理學史在培養學生物理核心素養中的重要作用.

3.3 改進基于核心素養的課堂教學是根本

核心素養的培養最終還是要落實到課堂教學上.實現以核心素養為導向的物理教學，首先教師要轉變教學觀念，在知識建構的過程中重視科學方法教育以及科學思維訓練，努力從著眼于學生終身發展的角度實施教學：注重物理概念和規律的理解、提煉和升華，培養“物理觀念”素養；注重推理能力、分析綜合能力的培養，發展“科學思維”素養；重視物理實驗，突出問題、證據、解釋、交流與合作等要素，提升“科學探究”素養；關注科技發展及其對社會進步和環境的影響，提高“科學態度與責任”素養[14].讓學生在好奇心的驅使下經歷探究過程，求得科學真理，掌握科學方法，培養科學思維，養成求真的科學精神，從而認識科學的本質，并最終應用于生活實際中，進行實踐創新[15].為學生的終身學習和未來發展打下基礎.

3.4 促進教師發展是關鍵

核心素養是通過教師作用于學生，為培養學生核心素養，教師需獲得相應的專業發展.教師核心素養一般包括精神素養、知識素養、能力素養、綜合素養[16].教師的天職是教書育人，作為學生核心素養培養過程中的關鍵角色，教師要以傳授學生本學科課程為依托，以培養學生核心素養為目的，樹立“教育要發展學生適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力”專業思想，在專業知識上要有量、質、結構的發展，關注教學設計能力、教學組織管理能力以及教學交往能力的發展，并形成相應的專業心理品質[17].

“百年大計，教育為本; 教育大計，教師為本.”教育發展的新形勢對教師建設必然提出了新要求，教師群體也充分意識到專業發展的迫切性，有了自我發展的主動性.教師專業可以持續有效地發展，一方面靠教師自身自律自強、教學相長，一方面也要靠政府主導的教師培訓機制的有效運轉.為了促進教師提綱挈領落實學習發展目標，必須完善教師培訓體系：“國培計劃”全面展開 ；啟動 “強師工程”建設高素質專業化教師隊伍；建立多形式、高效能的教師培訓體系；設立多層次、多類型的教師培訓項目；教師培訓資源的整合與協作[18].

對教師而言，要充分把握學習和培訓機會，不斷提高自身的專業理論水平和物理學科素養，才能更好地落實課程目標，完成教育教學任務，促進學生核心素養的達成.

3.5 構建新的評價體系是抓手

物理核心素養內容闡述的抽象性和評價標準的經驗化使得教學評價在實施過程中缺乏一定的操作性.為此，文獻[19]根據布魯姆教育目標分類學來構建高中物理核心素養評價體系，將物理核心素養細化為9個層次的教學目標和內容，以形成明確且具有可行性的評價方式.文獻[20]針對高中教育中物理學科的教學評價現狀進行分析，對新高考背景下的形成性評價、發展性評價、總結性評價等物理教學評價方法進行細化分析，以期為高中物理教學評價提供可靠的理論參照，促進高中物理教學質量的提升.為了更好地改進物理核心素養教學及其評價，教師需要明確評價標準的具體要求，提高評價的效能，細化標準層次時體現物理學科的特色，關注學生“科學態度與價值觀”的培養與評價.

核心素養既是培養目標也是選拔人才的標準，在當前的教育形式下，高考依然是高中教學的“指揮棒”，通過構建新的考試評價來促進核心素養的達成是教學改革中關鍵的一步.

文獻[21]通過對2016 年高考全國卷試題的分析發現，試題注重考查考生的物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任等核心素養，為今后一段時期內的高考考試內容改革指明了方向.文獻[22]通過對全國 Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ卷的橫向對比分析可以看出，2017 年高考物理命題堅持立德樹人，顯出高考的思想性和育人功能，引導中學物理教學注重物理核心素養的滲透和培養，突出考查了學生跨入高校深造的必備知識和關鍵能力.可見，高考試題的命制也逐漸圍繞物理核心素養展開，但是仍然需要進一步對基礎教育與高等教育進行調研，牢牢把握“必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值”4層考查目標以及“基礎性、綜合性、應用性、創新性”4個方面的考查要求確定高考內容的構成，以高考為抓手引導教師在教學過程中對學生核心素養的落實.當我們可以通過分數來反映學生物理核心素養時，高考的選撥功能就具有更加深遠的意義.

4 總結與思考

核心素養的提出對于我國教育教學是一種思想引領，但缺乏評判的標準;核心素養的達成是一個全面推進而循序漸進的過程，每個環節都會起到關鍵的作用.綜合以上研究筆者發現，有關物理核心素養的分析缺乏實證研究，很多研究還只是停留在理論方面，比如，我國學生核心素養處于怎樣的水平？教師對學科核心素養理解或者說接受了多少？核心素養的提出對教師教學促進了多少？缺乏相關的一些數據以及更細致的比較分析.另一方面，目前有關教師對核心素養的理解程度、參與度、培養與培訓系統等問題，重視度還不夠，課堂教學作為培養學生核心素養的主陣地，教師作為最直接的作用者，其核心素養對學生影響深遠.而作為中學物理教師應積極轉變觀念，主動學習，把學生核心素養的達成作為重要目標，更新教學方式，優化教學過程，將物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任等核心素養的培養落實到教學活動中去.在全面理解并掌握知識的過程中，發展物理學科能力，強調學科本質與思想方法，同時突出育人導向，關注知識內容與物理學科素養的融合，切實做好與新課程標準理念的銜接[23].

作為物理教師，筆者認為應從以下幾個方面落實物理核心素養：從優化物理知識結構和強化物理知識與實踐情境的聯系角度幫助學生形成“物理觀念”；從重視理想模型的構建和應用及關注科學推理的過程和證據，在質疑和創新中提高學生的“科學思維”；從創設自主探究情境，注重探究方案設計角度提升學生的“科學探究”；最后，從增強學生興趣和聯系社會生活角度增強學生的“科學態度與責任”.希望我們物理教師可以早日適應核心素養推動下的教育教學改革，努力促成學生物理核心素養的養成，為學生的終身學習和未來發展奠定基礎.