摘 ?要：文章介紹了在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中提出的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，解讀了“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個維度核心素養(yǎng)的內(nèi)涵。通過對教材中“緒論”“學(xué)業(yè)質(zhì)量要求”以及“素養(yǎng)提升”欄目等樣例的分析，展示了修訂版教材中如何凸顯對物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，由此引導(dǎo)學(xué)習(xí)者理解教材內(nèi)容中的育人內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：課程標(biāo)準(zhǔn);學(xué)科核心素養(yǎng);物理教材

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2020）2-0001-5

教育部關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見強調(diào)研制學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，指出應(yīng)根據(jù)學(xué)生的成長規(guī)律和社會對人才的需求，回答“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人”的問題[1]?！吨袊鴮W(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》從文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與三個方面提煉了中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，綜合體現(xiàn)為人文底蘊、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實踐創(chuàng)新六大要素（圖1）[2]。

為了全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)，教育部于2014年啟動了對普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂，其中主要的修訂任務(wù)是提煉各學(xué)科的學(xué)科核心素養(yǎng)。下面就《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱2017版課標(biāo)）中提煉的物理學(xué)科核心素養(yǎng)及其如何在教材中凸顯的考慮等進(jìn)行探討。

1 ? ?物理學(xué)科核心素養(yǎng)是什么

在2003年頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》（以下簡稱實驗版課標(biāo)）中，提出“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”三維課程目標(biāo)，這對學(xué)生的全面發(fā)展發(fā)揮了一定的作用。不過，在實驗版課標(biāo)中指向比較明確的是要求學(xué)生做什么，如，在課程總目標(biāo)中要求學(xué)生“學(xué)習(xí)”“了解”“關(guān)注”“認(rèn)識”“發(fā)展”等，在“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”分維度目標(biāo)中，指向比較明確的還是要求學(xué)生做什么，至于學(xué)生為什么要做這些，對學(xué)生成長有什么意義，則提煉不夠。學(xué)習(xí)物理課程的目的是什么，學(xué)習(xí)物理對學(xué)生的發(fā)展有怎樣的影響，在2017版課標(biāo)中對這些問題有了進(jìn)一步的探索。基于對物理學(xué)科內(nèi)涵的探索，經(jīng)過國際比較、國內(nèi)調(diào)研、反復(fù)討論等，普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組提煉出高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)，這是物理學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過物理學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包含“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面[3]。

“物理觀念”是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認(rèn)識;是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華;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)，主要包括物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素?！拔锢碛^念”與物理知識緊密相關(guān)，但又不等同于物理知識，是從物理視角理解世界的自然觀，是比物理知識更上位的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

“科學(xué)思維”是從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式;是基于經(jīng)驗事實建構(gòu)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(xué)領(lǐng)域的具體運用;是基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判，進(jìn)行檢驗和修正，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品格。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。具有科學(xué)思維品質(zhì)的人能通過建模、推理、論證及創(chuàng)新等分析問題與解決問題。

“科學(xué)探究”是指基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思的能力，主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素。物理學(xué)是一門與實驗緊密聯(lián)系的學(xué)科，具有科學(xué)探究素養(yǎng)的人，能通過實驗等獲取證據(jù)、解決問題。

“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是指在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，認(rèn)識科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成的探索自然的內(nèi)在動力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度，以及遵守道德規(guī)范，保護(hù)環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感，主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任等要素。具有這方面物理學(xué)科核心素養(yǎng)的人，有物理學(xué)的人文情懷，有使命感與責(zé)任感[4]。

依據(jù)實驗版課標(biāo)編寫的實驗版教材注重對“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”三維課程目標(biāo)的體現(xiàn)，而依據(jù)2017版課標(biāo)編寫的修訂版教材具有更高的定位，更加注重體現(xiàn)物理教材的育人功能。物理學(xué)是什么？為什么要學(xué)這些內(nèi)容？對這些問題的深入思考，使教材能更好地體現(xiàn)三維課程目標(biāo)的內(nèi)涵，能更有效地促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成。

2 ? ?教材中凸顯學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的案例

2.1 ? ?案例1：關(guān)于緒論的設(shè)計

修訂版教材的緒論“撩開物理學(xué)的神秘面紗”，由四個主題“源自然之問”“探萬物之秘”“采科學(xué)之益”“啟智慧之迪”構(gòu)成[5]，旨在從高定位、有針對性的視角引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識什么是物理學(xué)。如，在“源自然之問”中，展示了人們探索神奇自然的案例。天體為何能周而復(fù)始地運動，地面物體“飛”得再高，為何總是在空中“畫出” 弧線后落回地面（圖2），對這些神奇的現(xiàn)象可從物理學(xué)視角用萬有引力定律進(jìn)行解釋。其實，這種解釋便是一種物理自然觀的表現(xiàn)。再如，電閃雷鳴和梳子吸紙屑，一種“驚天動地”，一種“悄無聲息”，看似無關(guān)的現(xiàn)象，也可從物理學(xué)（靜電）的視角進(jìn)行解釋。這也是物理自然觀的表現(xiàn)。

為什么“飛”得再高也要落回地面？

在“探萬物之秘”中，強調(diào)探索自然是人類的天性。“仰觀吐曜，俯察含章”，是最樸素的探索自然的方法。從伽利略、牛頓到玻爾、愛因斯坦等，這些偉大的物理學(xué)家為人類建筑了物理學(xué)的“大廈”，引導(dǎo)人們不斷探索大自然的秘密，由此逐漸形成了一系列科學(xué)思維模式及科學(xué)探究方法。

在“采科學(xué)之益”中，從“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”視角，展示了物理學(xué)的社會功能。當(dāng)物理技術(shù)應(yīng)用讓人類實現(xiàn)“飛天”夢，使人類相繼進(jìn)入大工業(yè)機械時代、電氣時代和信息時代的同時，也帶來值得反思的社會問題。

在“啟智慧之迪”中，則將物理學(xué)從繁難、高冷拉回到身邊，讓學(xué)生意識到在他們的衣食住行中，在他們生活的環(huán)境里，物理現(xiàn)象無處不在（圖3）。

緒論的目的在于引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)物理學(xué)的神奇，了解物理學(xué)的探索歷程及研究方法，讓學(xué)生意識到物理學(xué)是一項激動人心的科學(xué)探險活動，是技術(shù)進(jìn)步最重要的基礎(chǔ)，對社會發(fā)展和人類生活改善產(chǎn)生了不可估量的影響。

2.2 ? ?案例2：關(guān)于“本章學(xué)業(yè)要求”的設(shè)計

2017版課標(biāo)對學(xué)生的學(xué)業(yè)質(zhì)量及相關(guān)水平提出了要求。這是教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計、考試評價的重要依據(jù)，對學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)達(dá)成有促進(jìn)作用。目前，高中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量分五級水平，其中，水平2是高中畢業(yè)生應(yīng)達(dá)到的合格要求，是學(xué)業(yè)水平合格性考試的命題依據(jù);水平4是用于高等院校招生錄取的學(xué)業(yè)水平等級性考試的命題依據(jù)。

那么，如何在教材中凸顯物理課程的育人功能呢？在實驗版教材中，曾在每章首頁的“本章要求”中列出實驗版課標(biāo)的內(nèi)容要求條目，期望引起大家對課標(biāo)的關(guān)注。然而這種以課標(biāo)原文呈現(xiàn)的方式缺少對每章要求的內(nèi)化及提煉，缺少對每章教材內(nèi)容的育人內(nèi)涵的凸顯。而修訂版教材則在每章首頁設(shè)計了“本章學(xué)業(yè)要求”。這是根據(jù)2017版課標(biāo)中的物理學(xué)科核心素養(yǎng)、課程內(nèi)容、學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，并綜合考慮本章教材內(nèi)容的育人內(nèi)涵，通過內(nèi)化后提煉出的。這是學(xué)生學(xué)習(xí)本章內(nèi)容后應(yīng)形成的學(xué)習(xí)結(jié)果，是對學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)相關(guān)表現(xiàn)的描述。

例如，在必修1第五章《牛頓運動定律》的首頁，不僅有節(jié)名，而且有第五章的“本章學(xué)業(yè)要求”[6]。此章學(xué)業(yè)要求是結(jié)合牛頓運動定律，參考2017版課標(biāo)的學(xué)業(yè)要求提出的。從表1可見，在“物理觀念”維度，要求學(xué)生“能理解牛頓運動定律的內(nèi)涵，能分析超重和失重現(xiàn)象，知道單位制的意義及國際單位制中的力學(xué)單位;能用牛頓運動定律解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象、解決一些相關(guān)的實際問題。具有與牛頓運動定律相關(guān)的運動與相互作用觀念?！睆木唧w描述可見，在此章牛頓運動定律是核心，至于超重和失重等僅是運用牛頓運動定律解釋的現(xiàn)象，因此教學(xué)重點應(yīng)在牛頓運動定律。這強調(diào)了牛頓運動定律的學(xué)習(xí)對學(xué)生相關(guān)自然觀的培養(yǎng)。

在“科學(xué)思維”維度，要求學(xué)生“能領(lǐng)悟理想實驗的科學(xué)推理方法及其意義;能對動力學(xué)問題進(jìn)行分析和推理，獲得結(jié)論;能用與牛頓運動定律相關(guān)的證據(jù)表達(dá)自己的觀點;能從不同角度解決動力學(xué)問題，具有質(zhì)疑和創(chuàng)新的意識?！边@強調(diào)了牛頓運動定律的學(xué)習(xí)對學(xué)生模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

在“科學(xué)探究”維度，要求學(xué)生“能完成‘探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系等物理實驗。能從生活中的現(xiàn)象提出可探究的物理問題;能在他人幫助下制訂科學(xué)探究方案，有控制變量的意識，會使用實驗器材獲取數(shù)據(jù);能根據(jù)數(shù)據(jù)形成結(jié)論，會分析導(dǎo)致實驗誤差的原因;能參考教材撰寫有一定要求的實驗報告，在報告中能對實驗操作提出問題并進(jìn)行討論，能用學(xué)過的物理術(shù)語等交流科學(xué)探究過程和結(jié)果?！边@強調(diào)了通過完成“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”等物理實驗，對學(xué)生關(guān)于問題、證據(jù)、解釋、交流等能力的培養(yǎng)。

在“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”維度，要求學(xué)生“通過與伽利略、牛頓相關(guān)的史實，能認(rèn)識物理學(xué)研究是不斷完善的;樂于將牛頓運動定律應(yīng)用于日常生活實際;能認(rèn)識牛頓運動定律的應(yīng)用對人類文明進(jìn)步的推動作用?！边@強調(diào)了牛頓運動定律的學(xué)習(xí)對學(xué)生在科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任等方面的培養(yǎng)。

這樣的設(shè)計不僅讓師生知道應(yīng)學(xué)習(xí)什么內(nèi)容，而且清楚為什么要學(xué)這些內(nèi)容，能更有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，引導(dǎo)廣大師生領(lǐng)悟物理內(nèi)容與物理學(xué)科核心素養(yǎng)、學(xué)業(yè)質(zhì)量要求的關(guān)聯(lián)，引導(dǎo)教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式的變革。

并且，為了加強可操作性與可評價性，在修訂版教材每個單元的“單元自我檢測”中，不僅特意設(shè)計了檢測題目，而且設(shè)計了“單元自我評價”，引導(dǎo)學(xué)生回顧相關(guān)章的學(xué)業(yè)要求和所學(xué)內(nèi)容，結(jié)合單元檢測和平時學(xué)習(xí)情況進(jìn)行自我評價，反思學(xué)會了什么、存在什么問題及今后的努力方向。

2.3 ? ?案例3：關(guān)于“素養(yǎng)提升”欄目的設(shè)計

修訂版教材不僅通過“本章學(xué)業(yè)要求”凸顯教材的育人功能，而且還特別設(shè)計了“素養(yǎng)提升”欄目，以此促進(jìn)學(xué)生在“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等方面的物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。如前所述，每章皆提煉出“本章學(xué)業(yè)要求”，這是學(xué)生學(xué)習(xí)該章的總體要求。為了引導(dǎo)學(xué)習(xí)者更加明確學(xué)習(xí)這些物理內(nèi)容背后的內(nèi)涵，該套教材在每章教材內(nèi)容中，若有針對性強調(diào)本章學(xué)業(yè)要求的，則結(jié)合教材內(nèi)容要求，用“素養(yǎng)提升”欄目特別列出學(xué)習(xí)這些內(nèi)容的意義（若綜合體現(xiàn)本章學(xué)業(yè)要求的，則不再一一列出）。

例如，在必修1第5章中的“本章學(xué)業(yè)要求”，分別從“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面列出了學(xué)習(xí)本章的目的，接下來在本章后面的教材內(nèi)容中，以“素養(yǎng)提升”欄目再次以畫龍點睛的方式對所學(xué)相關(guān)內(nèi)容的意義進(jìn)一步凝練，以便促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升。在該章第一節(jié)《牛頓第一定律》中，通過段標(biāo)“力與運動的關(guān)系”，讓學(xué)生了解亞里士多德的觀點、伽利略的理想實驗以及笛卡兒的觀點等史實，通過“勻速直線運動的演示”實驗，進(jìn)一步感受力與運動的關(guān)系。那么，學(xué)生學(xué)習(xí)這些內(nèi)容對其素養(yǎng)提升有怎樣的意義呢？教材通過“素養(yǎng)提升”欄目，點出了教材中這些內(nèi)容的育人功能（圖4）[7]。即在“科學(xué)思維”的培養(yǎng)方面，讓學(xué)生“能領(lǐng)悟理想實驗的科學(xué)推理方法及其意義;能從不同角度解決動力學(xué)問題，具有質(zhì)疑和創(chuàng)新的意識?！痹凇翱茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任”的培養(yǎng)方面，讓學(xué)生“通過與伽利略、牛頓相關(guān)的史實，能認(rèn)識物理學(xué)研究是不斷完善的。”

又如，在該章第2節(jié)《科學(xué)探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》中，設(shè)計了“素養(yǎng)提升”欄目，特別強調(diào)做該實驗的育人功能（圖5）[8]：“能從生活中的現(xiàn)象提出可探究的物理問題;能在他人幫助下制訂科學(xué)探究方案，有控制變量的意識，會使用實驗器材獲取數(shù)據(jù);能根據(jù)數(shù)據(jù)形成結(jié)論，會分析導(dǎo)致實驗誤差的原因;能參考教材撰寫有一定要求的實驗報告，在報告中能對實驗操作提出問題并進(jìn)行討論，能用學(xué)過的物理術(shù)語等交流科學(xué)探究過程和結(jié)果。注意提升實驗設(shè)計能力與科學(xué)推理能力?！?/p>

再如，在該章的最后一節(jié)《超重與失重》（如圖6）[9]，通過彈簧演示實驗和游樂場乘坐游樂設(shè)施等情境引出與超重和失重相關(guān)的神奇現(xiàn)象，再運用牛頓運動定律進(jìn)行分析解釋。如，首先是演示實驗：使掛著重物的測力計突然向上做加速運動，測力計示數(shù)會變大，然后，運用牛頓運動定律推導(dǎo)出彈簧拉力大于其重力的數(shù)學(xué)關(guān)系式，由此定義“物理學(xué)中把物體對懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為超重（overweight）現(xiàn)象”。接著，再次運用牛頓運動定律推導(dǎo)出加速下降的升降機中的人所受座椅支持力小于人重力的數(shù)學(xué)關(guān)系式，并由此定義“物理學(xué)中把物體對懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象稱為失重（weightlessness）現(xiàn)象?！痹诔嘏c失重內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束后，特別設(shè)計了一個“素養(yǎng)提升”欄目，點出學(xué)習(xí)超重與失重對學(xué)生物理觀念形成的意義：“能理解牛頓運動定律的內(nèi)涵，能分析超重和失重現(xiàn)象，知道單位制的意義及國際單位制中的力學(xué)單位;能用牛頓運動定律解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象、解決一些相關(guān)的實際問題。具有與牛頓運動定律相關(guān)的運動與相互作用觀念?！?由此引導(dǎo)學(xué)習(xí)者認(rèn)識到，在超重與失重的學(xué)習(xí)中，理解牛頓運動定律的內(nèi)涵是關(guān)鍵點，而超重與失重只是運用牛頓運動定律解釋的相關(guān)現(xiàn)象而已。

以上僅列舉了一些凸顯教材內(nèi)容育人功能的案例。事實上，類似這樣的內(nèi)容設(shè)計、實驗設(shè)計或欄目設(shè)計等，貫穿全套教材。這樣的提煉與凸顯，旨在能讓物理學(xué)習(xí)者不僅會解題或者記住一些概念、公式等，而且能通過物理內(nèi)容的學(xué)習(xí)，形成一定的物理自然觀，具有一定的科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力，具有科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。

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[8]廖伯琴.普通高中教科書《物理》必修第一冊[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2019：115.

[9]廖伯琴.普通高中教科書《物理》必修第一冊[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2019：130.

（欄目編輯 ? ?廖伯琴）