第一章 绪论
在科技飞速发展,国际竞争日趋激烈的今天,国力的竞争就是人力资源的竞争,拥有更多具备科学素养和创新能力的公民是这场人力资源竞争中取胜的关键。科技时代对个人科学素养的要求已经不仅仅局限于对科学知识的掌握,它还要求跨学科的知识与技能,以及以科学建模为代表的科学实践能力等多维智能。进入21世纪后,西方发达国家科学教育培养的关注点从“科学探究”能力转向“科学实践”能力,培养学生科学建模能力已经成为世界各国科学教育的核心议题。在我国,物理建模能力是物理学科核心素养中的关键能力,它已成为进一步推进物理教育改革的重点内容。
无论从国家科技竞争力提升的外在环境驱动,还是科学教育范式转换的内在需要都要求培养学生的物理建模能力。培养学生物理建模能力就需要高质量的研究成果作为理论支持和实践指导。然而,我国教育界对物理建模能力的研究起步较晚,因而对该议题缺乏系统和深入的研究。总体上说,当前我国对培养学生物理建模能力的研究尚处于起步阶段:其一,教育研究领域对物理建模能力的内涵理解尚未达成一致,对物理建模能力的认识各持己见,这导致该领域的研究缺乏统一的学术规范和话语体系。其二,学术界尚未形成物理建模能力研究的有效方法和策略,导致物理建模能力构成及其形成机制的研究结论缺乏科学性,以至于降低了学生物理建模能力培养问题研究的信度和效度。其三,目前开展学生物理建模能力培养研究的学术力量比较分散,没有形成规模化的研究团队,对学生建模能力培养的实施路径缺乏深入的思考。
在这样的背景下,文章旨在为培养学生物理建模能力的理想和现实之间找到一条可行的路径。为了实现这一目标,文章围绕四个问题展开,其一是厘定物理建模能力的内涵,其二是构建物理建模能力构成要素的框架;其三是调查我国高中生物理建模能力培养的现状,揭示其中存在的问题;其四是探索培养高中生物理建模能力的实践策略。