陳一鳴

修訂后的普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出，物理素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。高中物理課程旨在促進(jìn)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面的物理素養(yǎng)的形成和發(fā)展。顯然，物理素養(yǎng)已經(jīng)成為中學(xué)物理教育的熱點(diǎn)內(nèi)容，成為物理教師深化基礎(chǔ)教育課程改革、落實素質(zhì)教育目標(biāo)的關(guān)鍵要素，成為既保證學(xué)生的共同基礎(chǔ)，又為其個性發(fā)展提供空間的有力詮釋。

一、高考全國卷對物理素養(yǎng)的考查

為更為全面、透徹地理解物理素養(yǎng)，筆者從2017年全國高考課標(biāo)I卷理科綜合中擷取了部分試題，試圖從物理素養(yǎng)的導(dǎo)向來探析高考物理試題，并發(fā)現(xiàn)其特點(diǎn)。

1. 重視概念、規(guī)律，突出考查物理觀念

物理觀念是關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動、相互作用以及能量等的基本認(rèn)識，是物理概念、規(guī)律在頭腦中的提煉和升華，是從物理學(xué)視角解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的基礎(chǔ)。物理觀念主要包括物質(zhì)觀念、運(yùn)動觀念、相互作用觀念、能量觀念及其應(yīng)用等要素。

一切物質(zhì)都在運(yùn)動，物理學(xué)研究的物質(zhì)的運(yùn)動形式包括機(jī)械運(yùn)動、熱運(yùn)動、電磁運(yùn)動、原子、原子核和核內(nèi)粒子運(yùn)動在內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)動。運(yùn)動觀念是指人們對時間、空間、參照系以及相關(guān)物理量隨速度而變化的關(guān)系的認(rèn)識。

例1（全國I卷第15題）：發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)，其原因是（ ）

A. 速度較小的球下降相同距離所用的時間較多

B. 速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大

C. 速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少

D. 速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大

解析：本題以“兩球在空氣中做平拋運(yùn)動”的經(jīng)典模型為命題背景，靈活地考查了考生應(yīng)用基本物理概念和基本物理規(guī)律的半定量思維能力，體現(xiàn)了高考對運(yùn)動觀念的要求。本題涉及的物理素養(yǎng)的級別已達(dá)水平3，即具有物理觀念，能從物理學(xué)的視角正確理解、計算、判斷平拋運(yùn)動。

顯然，高考以物理概念、物理規(guī)律為載體，考查學(xué)生的物理觀念，引導(dǎo)學(xué)生形成或初步形成經(jīng)典物理、現(xiàn)代物理的物質(zhì)觀念、運(yùn)動觀念與相互作用觀念、能量觀念，最為關(guān)鍵的是能用這些觀念解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題。

2. 堅持能力立意，重視科學(xué)思維

科學(xué)思維是對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)知方式，是基于經(jīng)驗事實建構(gòu)理想模型的抽象概括過程，是分析綜合、推理論證等方法的內(nèi)化，是基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)?？茖W(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。

模型建構(gòu)是指，在高中所涉及的質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、勻強(qiáng)電場等物理概念和勻變速直線運(yùn)動等物理過程都是物理學(xué)家建構(gòu)的理想模型，它們是根據(jù)人們的抽象思維和想象力，采用理想化和純粹化的辦法所創(chuàng)造的能再現(xiàn)原型的本質(zhì)聯(lián)系和內(nèi)在特性的一種簡化模型。物理學(xué)中的規(guī)律主要是通過對物理模型的研究得出。

例2（全國I卷第21題）：如圖（圖略），柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點(diǎn)M拴一重物，用手拉住繩的另一端N，初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為（ ）?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角不變。在OM由豎直被拉到水平的過程中（ ）

A. MN上的張力逐漸增大

B. MN上的張力先增大后減小

C. OM上的張力逐漸增大

D. OM上的張力先增大后減小

解析：要求考生立足于三力平衡的基本模型，利用動態(tài)分析的圖像法和三角函數(shù)等知識定性與定量求解，得出各力變化的結(jié)論，對學(xué)生的分析、推理能力要求較高。本題涉及的物理素養(yǎng)的級別已達(dá)水平4，即能根據(jù)解決問題的需要建構(gòu)物理模型，能采用不同方式分析解決問題。

高考對學(xué)生能力的考查是多維度的，有推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力、建構(gòu)物理模型的能力，以及尋找證據(jù)、評估證據(jù)、運(yùn)用證據(jù)的能力，還有質(zhì)疑和創(chuàng)新能力。

3. 關(guān)注理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是指在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成的對科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任等要素。

如社會責(zé)任是指學(xué)生在進(jìn)行物理研究和物理成果應(yīng)用時，能遵循普遍接受的道德規(guī)范，理解科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境的關(guān)系，熱愛自然，具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。

例3 （全國Ⅲ卷第14題）：2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運(yùn)飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道（可視為圓軌道）運(yùn)行。與天宮二號單獨(dú)運(yùn)行時相比，組合體運(yùn)行的（ ）

A. 周期變大

B. 速率變大

C. 動能變大

D. 向心加速度變大

本題主要深入考查了萬有引力與航天的相關(guān)內(nèi)容，試題緊跟時代，體現(xiàn)物理學(xué)在科學(xué)研究及技術(shù)應(yīng)用上的新發(fā)展。本題涉及的物理素養(yǎng)的級別已達(dá)水平3。

物理教學(xué)的目的不僅僅是向?qū)W生傳授知識，更重要的是促進(jìn)學(xué)生良好科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成，培養(yǎng)學(xué)生正確認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)，激發(fā)他們的好奇心與求知欲，具有社會責(zé)任感。

二、如何實施高中物理素養(yǎng)的培育，應(yīng)對高考考試內(nèi)容的變化

1. 集中精力放在物理素養(yǎng)的培養(yǎng)上

物理學(xué)科哪些概念、規(guī)律最重要？哪些方法是物理學(xué)科最重要、最常用的方法？哪些思想位于物理學(xué)金字塔的塔尖？這些需要一線教師認(rèn)真、反復(fù)、慎重地去比較、遴選，在最核心的內(nèi)容上、方法上、思想上集中精力花心思去教學(xué)，而不是把大量的時間精力用在解題上。endprint

2. 在學(xué)科教學(xué)中滲透物理方法

高中物理教材中蘊(yùn)含了豐富的科學(xué)研究方法，但這些方法往往隱藏在物理知識中，這就需要高中物理教師充分去挖掘，然后在教學(xué)中主動地、有意識地去滲透。高中物理規(guī)律的得出的最常用方法就是實驗歸納法，如牛頓第二定律、楞次定律、光的折射定律等，這些規(guī)律的得出往往有幾個步驟：實驗、觀察、分析、歸納得出一般結(jié)論。但是，沒有人對這種方法提出質(zhì)疑。這就是科學(xué)方法教育的遺憾。我們知道，歸納法是基于少量物理現(xiàn)象總結(jié)得出的一般結(jié)論，結(jié)論是否可靠還需要大量實驗的驗證。正確的做法該如何？ 從一個實驗現(xiàn)象中得出結(jié)論后，教師還要有意識地至少列舉出兩三個同類現(xiàn)象，甚至更多的同類現(xiàn)象，有時還要從理論上給出解釋。辯證法告訴我們，同類事物具有共同性，但還有特殊性及個性，事物是共性和個性的統(tǒng)一體。物理規(guī)律揭示的就是一類自然現(xiàn)象的必然性，歸納法是從同類事物中的個別事物具有的屬性推廣到同類事物的全體，而同類事物雖然具有共同的特點(diǎn)但又各有特殊性，歸納法得出的結(jié)論有時并不適用于全體事物。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)推理方法，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的批判、質(zhì)疑精神。而當(dāng)今時代，批判性思維被稱為高端思維，它是創(chuàng)新、創(chuàng)造所必須具有的思維。

3. 注重物理實驗教學(xué)

著名心理學(xué)家皮亞杰指出：一切知識起源于認(rèn)識主體的實踐活動。 物理實驗不僅能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的精細(xì)化觀察力、設(shè)計能力，培養(yǎng)學(xué)生克服困難的勇氣，培養(yǎng)學(xué)生的恒心、毅力等非智力品質(zhì)。

4. 講好物理學(xué)家的故事

今天的物理教材，普遍成為物理知識的載體，堆砌著一大堆的名詞、概念、公式，缺乏趣味性，可讀性不強(qiáng)，讓學(xué)生感到枯燥?？墒?，這些名詞、概念、公式的建立、發(fā)現(xiàn)凝聚著無數(shù)物理學(xué)家的智慧、心血，背后隱藏著大量的有趣的故事?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)的過程是一個否定之否定的過程，是一個螺旋式上升的過程。讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的曲折，可以增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)的熱愛、對科學(xué)家的崇敬之情。

總之，物理學(xué)科素養(yǎng)以學(xué)生發(fā)展為核心價值追求，是對知識與技能、過程與方法，以及情感、態(tài)度與價值觀的三維目標(biāo)的整合，是確定高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)、知識體系、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)和導(dǎo)向。為與新的課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)科素養(yǎng)保持一致，高考考試大綱已逐步調(diào)整，高考物理試題也將圍繞物理素養(yǎng)來編制。中學(xué)物理教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變觀念，主動學(xué)習(xí)，加強(qiáng)研究，更新教學(xué)方式，優(yōu)化教學(xué)過程，努力促進(jìn)學(xué)生的物理素養(yǎng)的提高，以適應(yīng)高考改革的趨勢。

責(zé)任編輯 羅 峰endprint