实现物理课程功能促成学生素养发展

———《普通高中物理课程标准 （2017 年版）》 问题探讨

《普通高中物理课程标准（2017 年版）》修订组负责人/ 廖伯琴

莆田第一中学/ 陈国文

2017 年版”）。整体上看，高中课标2017 年版进一步强化了物理学科的育人功能，思想性、科学性、时代性、整体性均明显增强。高中课标2017 年版公布后，莆田第一中学陈国文老师第一时间研读、梳理出一线教师关注的若干问题。以下是陈国文老师与廖伯琴教授的对话整理。

问题1：高中课标2017 年版有哪些亮点？

按照教育部统一部署，高中物理课程标准修订组对2003 年由教育部颁布的《普通高中物理课程标准（实验）》（以下统称“高中课标实验版”） 进行修订，总体讲，修订后的高中课程标准有以下变化。

一是凝练物理学科核心素养，凸显物理课程的育人功能。根据国际比较、国内调研，以及关于物理课程功能的探索等，修订组经过认真研究、反复讨论，凝练出的高中物理学科核心素养，主要包含“物理观念”“科学思维”“实验探究”“科学态度与责任”四个方面，其中“物理观念”含有物质观念、运动与相互作用观念及能量观念；“科学思维”含有模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新要素；“科学探究”含有问题、证据、解释、交流要素；“科学态度与责任”含有科学本质、科学态度、社会责任要素。

二是优化高中课程结构，注重课程基础性、系统性与选择性。本次修订既注重课程的基础性，为全体学生发展、国民科学素养提升设计必修课程，又注重课程的系统性与选择性，为国家物理人才的培养、学生有个性的发展设计选择性必修和选修课程。高中物理必修课程由必修1、必修2 和必修3构成，是全体学生必须学习的课程，学生学完必修课程可参加学业水平合格性考试；选择性必修课程由选择性必修1、选择性必修2 和选择性必修3 构成，是学生根据个人需求与升学要求选择学习的课程，对那些拟参加物理学科学业水平等级性考试的学生则是必须学习的课程；选修课程由选修1、选修2 和选修3 构成，分别侧重物理学与社会发展、物理学与技术应用及近代物理学初步等方面的内容，由学校或地方自主开设。

三是强调物理实验和科学实践，注重物理与社会和技术的联系。为了加强对学生的物理学科核心素养的培养，本次修订加强了物理实验内容，在必修和选择性必修课程中规定了21 个学生必做实验（其中必修课程有12 个，选择性必修课程有9 个）。这些物理实验的提出，既考虑了实验在不同内容板块的分布，也考虑了在必修与选择性必修的布局；既考虑了常规的验证实验和测量实验，还考虑了具有一定开放程度的探究实验和制作实验。为了加强物理课程实践性与应用性，高中课标2017 年版注重通过实验设计问题情境、促使学生建构物理概念，强调物理学与社会发展、技术进步等的联系。

四是划分学业质量水平，促进关于物理学科核心素养评价的探索。为了加强高中物理课程的可评价性，促进教师在教学中关注学生物理学科核心素养的培养，修订组依据物理学科核心素养中的“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面及其水平，结合课程内容的要求制订了学业质量要求，并且根据问题情境的复杂程度、知识和技能的结构化程度、思维方式或价值观

念的综合程度等对学业质量划分了不同水平。其中，学业质量水平2 是高中毕业生应达到的合格要求，是学业水平合格性考试的命题依据；学业质量水平4 是用于高等院校招生的学业水平等级性考试的命题依据。学业质量水平的划分，有利于教师学业质量观的改变，进一步明确物理课程的育人功能。

五是注重各类提示及建议，引导教师关注学生物理学科核心素养的提升。高中课标2017 年版强调将物理学科核心素养的要求融入课程的各个方面，无论是内容要求还是实施建议等皆注重引导教师将物理学科核心素养的培养落到实处。高中课标2017 年版的样例与活动建议是对内容要求的进一步细化，教学提示是从培养学生学科核心素养的视角提出的教学建议，学业要求则是从物理观念、科学

思维、科学探究和科学态度与责任四个方面提出对相关内容的要求。“教学与评价建议”注重引导教师如何基于物理学科核心素养的提升、结合教学实际情况，创造性地开展教学与评价工作；“学业水平考试与命题建议”则从考试设计要求、命题建议、试题案例等方面提出了建议，这对考试评价、教师教学等皆有重要指导作用。

问题2：本次课标修订的重点之一是从“三维目标”到“核心素养”，主要希望解决什么问题？

高中课标实验版中，提出了三维课程目标：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。这样度的课程目标提出，无疑有利于体现物理课程的功能，是中学物理课程研制历程中的一个重要进步。在物理课程的教学中倡导三维课程目标，在高中物理教师中得到广泛认可，也取得一定成效。调查可知，教师们希望能进一步将三维课程目标落实到课程中，化为切实可行的教学行为。此次修订，更加体现物理课程的育人功能，更加凸显三维课程目标的内涵，更加注重三维课程目标的落实。凝练物理学科核心素养有利于促进教师思考：物理学是什么？物理课程的功能是什么？为什么要学这些内容？为什么要了解科学探索的过程与方法？如何从提升学生物理学科核心素养的视角进行物理教学？对这些问题的探索与解答，将有助于教师从更本质的角度理解、落实三维课程目标。物理学科核心素养的水平划分以及基于物理学科核心素养各水平关键表现构成的学业质量水平，使得课程标准的可操作性更强，这将引导教师在物理教学中更加关注物理课程的育人目的，更加注重培养学生物理学科核心素养。同时，物理学科核心素养的凝练有利于教育工作者依据学业质量水平细化评价目标，这增强了对教学和评价的指导性，为阶段性评价、学业水平合格性与等级性考试的命题提供了重要依据，有利于促进教、学、考的有机衔接。

问题3：与高中课标实验版相比，高中课标2017 年版提出的课程结构发生了较大的变化，请问这是基于何种考量？

在高中课标实验版提出的课程结构中，高中物理有必修课程和三个选修系列课程（图1），在此结构中也考虑了课程基础性、系统性与选择性，但是由于升学、招生等原因，在实施中物理课程的系统性和选择性皆受到影响。

修订后的高中物理课程结构如图2 所示。高中物理必修课程是全体学生必须学习的课程，由必修1、必修2 和必修3 构成，该课程注重全体学生的共同基础和现代公民对物理学的基本需求。选择性必修是学生根据个人需求与升学要求选择学习的课程，由选择性必修1、选择性必修2 和选择性必修3 构成，对那些拟参加学业水平等级性考试的学生，在力、电、热、光、原等板块皆有学习内容，课程的基础性和系统性得到保证。由学生自主选择学习的选修课程，由选修1、选修2 和选修3 构成，该课程关注不同学生的发展需求，分别从物理学与社会发展、物理学与技术应用及近代物理学初步等不同方面构建课程，为学生多元发展提供空间。

修订后的高中物理课程，既考虑了为全体学生发展、国民科学素养提升构建必修课程，也考虑了为国家物理人才的培养、学生有个性的发展构建选择性必修和选修课程，充分体现课程的基础性、系统性与选择性。

问题4：必修3 中的“磁场与电磁波初步”与选择性必修3 的有关内容呈循环设计，请问对这部分内容的教学有什么建议？

高中物理必修课程内容的选择必须考虑全体学生的需求，注重全体学生的共同基础和现代公民对物理学的基本需求，同时还必须考虑与初中物理课程和高中选择性必修课程的衔接与联系。学完必修课程后，一部分学生可能不再学习物理，另一部分学生则将继续学习选择性必修课程，因此必修课程内容的设计还须注重发挥其承上启下的作用。与初中物理课程相比，高中物理必修课程中的“磁场与电磁波初步”这部分内容要求更高，但多为定性要求，更侧重科学普及，旨在通过对磁场和电磁波的初步学习，促进现代公民科学素养的提升。在选择性必修2 中，学生将再次学习这部分内容，但相关要求更上一个台阶。如，在高中课标2017 年版关于磁场的内容要求中，必修3 提出“了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场”的定性要求，选择性必修2 则提出“会计算安培力的大小”“会计算洛伦兹力的大小”的定量要求。在电磁感应等内容要求中，必修和选择性必修课程也存在类

似的不同要求。这种课程的循环设计既关注了公民科学素养的提升，也为有进一步学习物理需求的学生提供了更高的平台。

对课程内容选择、组织及结构设计的正确认识，有利于教师把握相关教学内容的深度和广度。例如在必修3 关于磁场的教学中，教师可通过实验让学生知道磁体和电流周围存在磁场，磁场是物质存在的一种形式；通过实验让学生体验磁场的强弱；通过与电场对比的方法了解磁感应强度，引导学生建立磁感线模型；通过调查、查阅资料等活动，让学生了解磁现象在生产生活中的应用及中国古代的磁学研究成果等。

问题5：此前，中学教师在进行教学设计时，习惯于从“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”这三个维度设计教学目标，现在强调物理学科核心素养，应如何设计教学目标呢？

教师进行教学设计时，有一定规范性也有相当的灵活性。从教学目标的内涵看，只要围绕提升学生的物理学科核心素养进行设计即可，至于呈现形式则可多元。基于高中课标实验版，中学一线教师习惯于从三维课程目标的三个维度进行教学目标设计（其实也有教师是根据三维课程目标的要求而综合进行设计的），现在设计教学目标时，建议根据“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态

度与责任”的内涵进行设计，至于设计形式则可分维度也可综合。

如，针对高中物理教材第一章“运动的描述”，有教师教学目标是这样设计的：

虽然以上的教学目标设计没有明确写出“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”，但仔细分析可看出，以上教学目标设计关注了对学生物理核心素养的培养。

问题6：高中课标2017 年版强调高中物理课程应以促进学生物理学科核心素养的养成和发展为目标，那么您对“基于核心素养提升的教学”有何建议？对于物理学科核心素养中难以测量的“科学态度与责任”，在以后的改革实践中应如何落实？

从三维目标走到核心素养，其内涵都是希望学生全面发展。基于学生核心素养提升的教学，应在继承与发展的原则上、融入学科核心素养内涵，根据不同的教学目标，采用有效的教学模式。物理学科核心素养虽然是从四个方面提炼的，但在实际教学中，这四个方面却是相互关联、综合体现的。

下面举一个常讲的案例。在“动量定理”这节课的教学导入环节，某教师设计了如下的教学过程：教师手举两个鸡蛋，并提问学生：“老师手上有两个鸡蛋，一个直接掉到桌面上，另一个掉到桌面的软垫上，哪一个更容易破？”学生们回答，掉到桌面上的更容易破。随后，教师做了实验，果然掉到桌面的鸡蛋破了，掉到软垫的鸡蛋没有破。从基于学生物理学科核心素养提升的角度来看，这个教学设计存在怎样的不足？可做怎样的改进？

第一，实验中没有有效地控制变量，如软垫有一定的高度，使得两个鸡蛋下落的高度不同等。从“科学思维”的维度来看，教师还应清楚为什么要学习控制变量法，若不控制变量，我们得到的结论会有什么问题，这与培养学生的科学推理、科学论证等能力有什么关联。第二，教师的问题缺少迷惑性，学生已知结论（掉到桌面上的鸡蛋先破），导入实验变成简单的验证性实验，这不能有效进行“以惑为诱”“以问促学”的教学，从“科学态度与责任”的维度来看，这样的教学设计很难激发学生进行科学探索的欲望和学习的兴趣。第三，鸡蛋破了，这是对资源的浪费，从“科学态度与责任”维度看，这样的教学设计不利于让学生形成保护环境、珍惜自然资源的社会责任感。有教师对导入稍作调整，其效果便大不同。教师拿出鸡蛋，告诉学生这节课的内容与这枚鸡蛋有关，讲的过程中“不小心”将鸡蛋掉到地上。根据生活常识，学生们认为鸡蛋一定破了，这时教师捡起鸡蛋，大家发现没有破。这就有些悬念了！使学生的认知产生了冲突！学生想了解为何鸡蛋没有破？为何这与日常经验得的结论不一样？教师再弯腰拿起软垫，告诉大家由于鸡蛋掉到软垫上，所以没有破，这突出了软垫的缓冲作用，为学生学习动量定理作了很好的铺垫。再者，从资源保护角度看，这样的设计能有效培养学生的科学态度与责任。

总体看，教师应站在为了学生的发展，为了国家强大、民族兴旺，为了全人类文明进步这样的高度进行物理教学，为全面实现物理课程的功能做出努力。教学中，应注重如何让学生形成物理自然观，认识自然、理解自然；具有科学思维特质，懂得推理、善于论证、勇于创新；成为科技探索者，善于发现、有效解决问题；能实事求是、追求真理，能为我国“嫦娥”飞天、“蛟龙”深潜、“量子纠缠”探索等成就感到骄傲，有更好为社会发展和人类进步做出努力的境界与负责

任的襟怀。下载本文