摘 ?要：文章介紹了在《普通高中物理課程標準（2017年版）》中提出的物理學科核心素養(yǎng)，解讀了“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個維度核心素養(yǎng)的內涵。通過對教材中“緒論”“學業(yè)質量要求”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科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，由此引導學習者理解教材內容中的育人內涵。

關鍵詞：課程標準;學科核心素養(yǎng);物理教材

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

教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見強調研制學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系和學業(yè)質量標準，指出應根據學生的成長規(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生發(fā)展核心素養(yǎng)》從文化基礎、自主發(fā)展、社會參與三個方面提煉了中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)，綜合體現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、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，教育部于2014年啟動了對普通高中課程標準的修訂，其中主要的修訂任務是提煉各學科的學科核心素養(yǎng)。下面就《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱2017版課標）中提煉的物理學科核心素養(yǎng)及其如何在教材中凸顯的考慮等進行探討。

1 ? ?物理學科核心素養(yǎng)是什么

在2003年頒布的《普通高中物理課程標準（實驗）》（以下簡稱實驗版課標）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，這對學生的全面發(fā)展發(fā)揮了一定的作用。不過，在實驗版課標中指向比較明確的是要求學生做什么，如，在課程總目標中要求學生“學習”“了解”“關注”“認識”“發(fā)展”等，在“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”分維度目標中，指向比較明確的還是要求學生做什么，至于學生為什么要做這些，對學生成長有什么意義，則提煉不夠。學習物理課程的目的是什么，學習物理對學生的發(fā)展有怎樣的影響，在2017版課標中對這些問題有了進一步的探索。基于對物理學科內涵的探索，經過國際比較、國內調研、反復討論等，普通高中物理課程標準修訂組提煉出高中物理學科核心素養(yǎng)，這是物理學科育人價值的集中體現，是學生通過物理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(yǎng)主要包含“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面[3]。

“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識;是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華;是從物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的基礎，主要包括物質觀念、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，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科核心素養(yǎng)。

“科學思維”是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規(guī)律及相互關系的認識方式;是基于經驗事實建構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領域的具體運用;是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑和批判，進行檢驗和修正，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品格。主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創(chuàng)新等要素。具有科學思維品質的人能通過建模、推理、論證及創(chuàng)新等分析問題與解決問題。

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

“科學態(tài)度與責任”是指在認識科學本質，認識科學·技術·社會·環(huán)境關系的基礎上，逐漸形成的探索自然的內在動力，嚴謹認真、實事求是和持之以恒的科學態(tài)度，以及遵守道德規(guī)范，保護環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責任感，主要包括科學本質、科學態(tài)度、社會責任等要素。具有這方面物理學科核心素養(yǎng)的人，有物理學的人文情懷，有使命感與責任感[4]。

依據實驗版課標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”三維課程目標的體現，而依據2017版課標編寫的修訂版教材具有更高的定位，更加注重體現物理教材的育人功能。物理學是什么？為什么要學這些內容？對這些問題的深入思考，使教材能更好地體現三維課程目標的內涵，能更有效地促進學生物理學科核心素養(yǎng)的達成。

2 ? ?教材中凸顯學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的案例

2.1 ? ?案例1：關于緒論的設計

修訂版教材的緒論“撩開物理學的神秘面紗”，由四個主題“源自然之問”“探萬物之秘”“采科學之益”“啟智慧之迪”構成[5]，旨在從高定位、有針對性的視角引導學生認識什么是物理學。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），對這些神奇的現象可從物理學視角用萬有引力定律進行解釋。其實，這種解釋便是一種物理自然觀的表現。再如，電閃雷鳴和梳子吸紙屑，一種“驚天動地”，一種“悄無聲息”，看似無關的現象，也可從物理學（靜電）的視角進行解釋。這也是物理自然觀的表現。

為什么“飛”得再高也要落回地面？

在“探萬物之秘”中，強調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，這些偉大的物理學家為人類建筑了物理學的“大廈”，引導人們不斷探索大自然的秘密，由此逐漸形成了一系列科學思維模式及科學探究方法。

在“采科學之益”中，從“科學態(tài)度與責任”視角，展示了物理學的社會功能。當物理技術應用讓人類實現“飛天”夢，使人類相繼進入大工業(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，則將物理學從繁難、高冷拉回到身邊，讓學生意識到在他們的衣食住行中，在他們生活的環(huán)境里，物理現象無處不在（圖3）。

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

2.2 ? ?案例2：關于“本章學業(yè)要求”的設計

2017版課標對學生的學業(yè)質量及相關水平提出了要求。這是教師進行教學設計、考試評價的重要依據，對學生的學科核心素養(yǎng)達成有促進作用。目前，高中物理學業(yè)質量分五級水平，其中，水平2是高中畢業(yè)生應達到的合格要求，是學業(yè)水平合格性考試的命題依據;水平4是用于高等院校招生錄取的學業(yè)水平等級性考試的命題依據。

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”中列出實驗版課標的內容要求條目，期望引起大家對課標的關注。然而這種以課標原文呈現的方式缺少對每章要求的內化及提煉，缺少對每章教材內容的育人內涵的凸顯。而修訂版教材則在每章首頁設計了“本章學業(yè)要求”。這是根據2017版課標中的物理學科核心素養(yǎng)、課程內容、學業(yè)質量水平，并綜合考慮本章教材內容的育人內涵，通過內化后提煉出的。這是學生學習本章內容后應形成的學習結果，是對學生的物理學科核心素養(yǎng)相關表現的描述。

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“本章學業(yè)要求”[6]。此章學業(yè)要求是結合牛頓運動定律，參考2017版課標的學業(yè)要求提出的。從表1可見，在“物理觀念”維度，要求學生“能理解牛頓運動定律的內涵，能分析超重和失重現象，知道單位制的意義及國際單位制中的力學單位;能用牛頓運動定律解釋生產生活中的相關現象、解決一些相關的實際問題。具有與牛頓運動定律相關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象，因此教學重點應在牛頓運動定律。這強調了牛頓運動定律的學習對學生相關自然觀的培養(yǎng)。

在“科學思維”維度，要求學生“能領悟理想實驗的科學推理方法及其意義;能對動力學問題進行分析和推理，獲得結論;能用與牛頓運動定律相關的證據表達自己的觀點;能從不同角度解決動力學問題，具有質疑和創(chuàng)新的意識?！边@強調了牛頓運動定律的學習對學生模型建構、科學推理、科學論證、質疑創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

在“科學探究”維度，要求學生“能完成‘探究加速度與力、質量的關系等物理實驗。能從生活中的現象提出可探究的物理問題;能在他人幫助下制訂科學探究方案，有控制變量的意識，會使用實驗器材獲取數據;能根據數據形成結論，會分析導致實驗誤差的原因;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行討論，能用學過的物理術語等交流科學探究過程和結果?！边@強調了通過完成“探究加速度與力、質量的關系”等物理實驗，對學生關于問題、證據、解釋、交流等能力的培養(yǎng)。

在“科學態(tài)度與責任”維度，要求學生“通過與伽利略、牛頓相關的史實，能認識物理學研究是不斷完善的;樂于將牛頓運動定律應用于日常生活實際;能認識牛頓運動定律的應用對人類文明進步的推動作用?！边@強調了牛頓運動定律的學習對學生在科學本質、科學態(tài)度、社會責任等方面的培養(yǎng)。

這樣的設計不僅讓師生知道應學習什么內容，而且清楚為什么要學這些內容，能更有效地培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，引導廣大師生領悟物理內容與物理學科核心素養(yǎng)、學業(yè)質量要求的關聯(lián)，引導教學方式與學習方式的變革。

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，不僅特意設計了檢測題目，而且設計了“單元自我評價”，引導學生回顧相關章的學業(yè)要求和所學內容，結合單元檢測和平時學習情況進行自我評價，反思學會了什么、存在什么問題及今后的努力方向。

2.3 ? ?案例3：關于“素養(yǎng)提升”欄目的設計

修訂版教材不僅通過“本章學業(yè)要求”凸顯教材的育人功能，而且還特別設計了“素養(yǎng)提升”欄目，以此促進學生在“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”等方面的物理學科核心素養(yǎng)的提升。如前所述，每章皆提煉出“本章學業(yè)要求”，這是學生學習該章的總體要求。為了引導學習者更加明確學習這些物理內容背后的內涵，該套教材在每章教材內容中，若有針對性強調本章學業(yè)要求的，則結合教材內容要求，用“素養(yǎng)提升”欄目特別列出學習這些內容的意義（若綜合體現本章學業(yè)要求的，則不再一一列出）。

例如，在必修1第5章中的“本章學業(yè)要求”，分別從“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面列出了學習本章的目的，接下來在本章后面的教材內容中，以“素養(yǎng)提升”欄目再次以畫龍點睛的方式對所學相關內容的意義進一步凝練，以便促進學生物理核心素養(yǎng)的提升。在該章第一節(jié)《牛頓第一定律》中，通過段標“力與運動的關系”，讓學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，進一步感受力與運動的關系。那么，學生學習這些內容對其素養(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容的育人功能（圖4）[7]。即在“科學思維”的培養(yǎng)方面，讓學生“能領悟理想實驗的科學推理方法及其意義;能從不同角度解決動力學問題，具有質疑和創(chuàng)新的意識。”在“科學態(tài)度與責任”的培養(yǎng)方面，讓學生“通過與伽利略、牛頓相關的史實，能認識物理學研究是不斷完善的?！?/p>

又如，在該章第2節(jié)《科學探究：加速度與力、質量的關系》中，設計了“素養(yǎng)提升”欄目，特別強調做該實驗的育人功能（圖5）[8]：“能從生活中的現象提出可探究的物理問題;能在他人幫助下制訂科學探究方案，有控制變量的意識，會使用實驗器材獲取數據;能根據數據形成結論，會分析導致實驗誤差的原因;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行討論，能用學過的物理術語等交流科學探究過程和結果。注意提升實驗設計能力與科學推理能力。”

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施等情境引出與超重和失重相關的神奇現象，再運用牛頓運動定律進行分析解釋。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，測力計示數會變大，然后，運用牛頓運動定律推導出彈簧拉力大于其重力的數學關系式，由此定義“物理學中把物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）大于物體所受重力的現象稱為超重（overweight）現象”。接著，再次運用牛頓運動定律推導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學關系式，并由此定義“物理學中把物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）小于物體所受重力的現象稱為失重（weightlessness）現象?！痹诔嘏c失重內容學習結束后，特別設計了一個“素養(yǎng)提升”欄目，點出學習超重與失重對學生物理觀念形成的意義：“能理解牛頓運動定律的內涵，能分析超重和失重現象，知道單位制的意義及國際單位制中的力學單位;能用牛頓運動定律解釋生產生活中的相關現象、解決一些相關的實際問題。具有與牛頓運動定律相關的運動與相互作用觀念?！?由此引導學習者認識到，在超重與失重的學習中，理解牛頓運動定律的內涵是關鍵點，而超重與失重只是運用牛頓運動定律解釋的相關現象而已。

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

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見.教基二〔2014〕4號（2014-03-30）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/jcj_kcjcgh/201404/t20140408_167226.html.

[2]中國教育新聞網.中國教育報.中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果正式發(fā)布（2016-09-14）.http：//www.jyb.cn/china/gnxw/201609/t20160914_673089.html.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：4-5.

[4]廖伯琴.以學生發(fā)展為本改進普通高中物理課程——《普通高中物理課程標準（2017年版）》解讀[J].人民教育， 2018，787（10）：47-50.

[5]廖伯琴.普通高中教科書《物理》必修第一冊[M].濟南：山東科學技術出版社，2019：1.

[6]廖伯琴.普通高中教科書《物理》必修第一冊[M].濟南：山東科學技術出版社，2019：108.

[7]廖伯琴.普通高中教科書《物理》必修第一冊[M].濟南：山東科學技術出版社，2019：110.

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

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

（欄目編輯 ? ?廖伯琴）