物理观念的概念
（一）观念
观念一词源于希腊。它的含义是所能看到的事物的外在形象，它的延伸是能看到的事物的外在形象转变为事物的形式和本质。中国受西方影响，理念和观念较为含混，对观念的译法忽略了本来的词根的含义。它有两个含义：一个是“观和看”，一个指心灵的内在对象。
观念的哲学含义最早来自柏拉图的本体论。他认为观念是人所无法直接感知的，它的产生需要理智对象和感知对象同时存在，代表的是客观存在的事物，是与主体所感知的变化的事物相对立的，而且它是一种永恒的事物，是与可能消失的变化的世界相对立的[1]。阿奎那将观念的理论进一步发展，他认为观念是一种包含谓语和主语的命题；笛卡尔将观念当作一种认识论上的术语；英国的洛克则认为观念是人从感觉、思想和理智上感知到的对象；英海尔德认为观念的来源是个体的感觉器官对外界的感知，还有内部对这些感知的知觉；康德则区分了“概念”和“观念”，他认为观念是一种认识中必然真实的概念或命题；黑格尔强调了观念的主观和客观的统一；杜威在黑格尔的基础上加上了工具主义的色彩，他认为观念是一种指导我们的行为的工具，而不是单纯的感觉；现在普遍认为观念在逻辑思维的角度上是一种必然的真实。当观念作为一个命题出现在给定的环境中时，思维者认为其一定是真实的。在思维的运转中，观念发挥着预设的作用。在观念中存在着四种必然，包括认识必然、逻辑必然、道德必然、时间必然，这四种必然真实的命题作为预设出现在思维中时便是观念。四种必然相互作用的机理是：认识必然是基础的，它和逻辑必然、道德必然相互输出与作用；而逻辑必然则能作用于道德必然；时间必然则是游离于这三个必然之外的，但同时可以与其相互作用。这是从思维的角度来看观念内部的作用机制[2]。综上所述，我们看到了哲学视角的物理观念的含义的发展，从柏拉图的本体论出发，最终落脚到了认识论上。
国外的期刊中，常用concept、conception、idea的复数形式来表示“概念”或“观念”。具体分析可以发现，在学术研究中表述概念多采用concept，而对于学生头脑中的概念或观念，多采用conception和idea[3]。而在国内，我们将idea翻译为观念比较契合，强调的都是学生个体，而不是学科。我国目前教育研究使用习惯中，“概念”更多的是反映外界事物的本质的一种思维形式，是理性阶段的认识；而“观念”则是从认识论的角度出发，“观念”可以看作外界在人的头脑中的反映，是个体自身的感知。观念有不同于概念的构成性特征，观念从逻辑上看是“不明确”的，其中丰富的含义并非单纯的理性经验的结果，还有情感和意欲等感性因素的参与，带有强烈的个人色彩。
（二）学科观念
学科思想是科学共同体的头脑中构建的相对完整的体系和结构，具有权威性，对学科发展具有指向性作用；学科方法是在建构形成学科思想的过程中逐渐积累的思维、研究和学习方法，它体现了学科内在的规律和特征。学科思想和学科方法在内涵上相似，学科方法可以看作学科思想的具象，而学科思想则可以看作学科方法的抽象，两者在内涵上相似；学科观念则是个体对研究对象的本质和规律的一个概括表达。相对于学科思想和方法，相同点在于，都在一定的时空下，是具有代表性的、科学的；不同点在于，学科思想和方法更多是从学科本体的角度出发，而学科观念则是从认识论的角度出发。
相对于学科思想，学科观念与认识主体的关系更加紧密。学科观念是认识主体主动构建的，而学科思想是科学共同体头脑中的学科观念。学科观念是个体在深入理解该学科知识的基础上，逐渐形成的一种独特的对物质世界的看法，能够指导学生从学科的视角去看待问题；学科观念也能反过来指导学生利用学科知识解决实际问题[4]。
（三）物理观念
大概念来自国外的“big ideas”，是国外针对目前中小学在知识学习上存在的问题——陷在零碎、庞大的“知识点”中，而不能从整体上去整合建构知识而提出的。教师不能站在较高层次解释学科知识，这样会导致学生不能得到高位的知识，学到的都是表层化的知识，不能理解这些符号化的知识背后的思想方法和逻辑。这些问题的存在直接导致学生学到的都是惰性知识，这种知识不能够进一步迁移运用。大概念是从外界信息中整合后抽象得到的，它是这些复杂信息之间的关系表述，而且大概念可以迁移到相似的领域。它的实质内涵是具有认识论、方法论和价值论含义的意义结构。大概念具有多重结构，它在教学中应用的实践意义巨大。
从认识论上看，大概念是在观察客观世界的事实经验中经过概括、抽象、总括出来的事物的共同本质特征，在学科中处于上位概念，等同于核心概念；从方法论上看，大概念是人们认识事物积累知识的一个认知框架，这个框架连接起了人们所学习的知识，帮助个体全面看待客观世界中的各种事物之间的联系；从价值论上看，它对个体理解客观世界、获取和应用知识、提高能力具有极高的价值，它本身也蕴藏着人们对外界的价值观念。大概念的特性有高阶性、中心性、深刻性和灵活性。
大概念的这些特性和内涵本质决定它是课程知识向核心素养转化的中介机制。笔者对此的理解是：它是两个不同概念之间的纽带，它连接着课程学习与核心素养培养；将外部活动经验向内变为一种具有多重意义的认知结构；同时向外又将内部的认知结构实质化为具有现实力量的核心素养。
国内的学科基本观念与大概念是相通的，两者的本质和内涵是一致的。学科基本观念是学生在学习探究过程中将所用到的知识、方法等提炼升华而形成的一种观念性认识。这些观念性认识以语言的形式表达出来就构成知识形态的基本观念，称其为“基本理解”。知识具有客观性，它是源于外界客观世界中的事物的性质和事物之间的联系的反映。对物理学而言，物理知识的主要表现形式为物理概念与规律；物理方法是一种发现和创造的行为方式，是人们认识和改造自然的有效工具，对物理知识的建构有着重要的作用，如比值定义法、控制变量法等。物理方法并不是直接由大脑产生的，而是被安装在大脑中的，它的运行需要专业知识的支持；物理思想是经由概念和规律等的概括而形成的高于概念、规律、方法的科学认识。科学思想的意义在于对人们进一步认识物理现象、解决物理问题和对构建新的物理理论产生观念导向作用。
在新课程标准中，物理观念的表述是从物理学的角度去看待客观世界而形成的关于物质、能量等的认识，学生的物理观念的形成需要在物理概念和规律的基础上经过提炼和升华。核心素养对物理观念进行了界定：物理观念是从物理学视角认识客观世界并解释各种问题的基础。高中的物理观念包括物质观念、能量观念、相互作用观念等。物理观念是重要的物理思想的浓缩。物理观念是代表物理学本质的基本认识。
物理思想、物理方法和物理观念是不同的。物理方法与物理知识是相互依存的，本质上相同。不同点在于：物理方法涉及的不是外部客观世界本身，而是一种抽象的认识外界的途径，是尤其特别的表现形式，它可以掌控知识的获得和使用。物理方法的获取方法是主体经历探究过程，在探索过程中发现物理方法的关键和要素；对于物理思想和物理方法，物理思想由物理方法升华凝练所得，不是所有的物理方法都蕴含着物理思想，只有那些具有普遍的、适用性的、代表着物理学本质的方法才能够升华到物理思想。例如，密度是物理知识，得到密度这个概念的比值定义法属于物理方法，比值定义法的背后就是比较的物理思想。对于物理观念和物理思想，物理观念是物理思想的提炼升华，物理观念处于物理思想的上位。