核心素养的内涵
物理课程的核心素养是课程育人价值的集中体现,是学生通过课程学习逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力。在物理课程中要培养学生的核心素养主要包括四个成分:物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。
老师们可能对17年版高中课程标准有所了解,对核心素养和这四个成分也有一定的认识。但是,我要稍微多花点时间给大家再分析一下。
1.物理观念
第一个成分是物理观念。我要解释一下为什么上面讲到将核心素养的内涵从原来的“价值观念”改为“价值观”。我认为,就是要防止和这里的“物理观念”混淆。实际上这两个观念的含义是不一样的,为了防止造成不必要的误解,就把核心素养内涵改成了价值观。价值观比较容易理解,就是我们平时所说的三观(人生观、世界观和价值观)之一。
物理观念主要是指“从物理学的视角形成的关于物质、运动和相互作用、能量等内容的总体认识”,在17版中把这个叫基本认识。总体认识比基本认识要稍微粗一点,“是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华”,是学生“从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础”。
“物理观念主要包括物质观念、运动和相互作用观念、能量观念等要素”,物理观念包括了三个要素。
我们如何理解物理观念?我们可以把物理观念粗略地分成大的物理观念、中等的物理观念和小的物理观念。小的物理观念就是我们在讲某一个物理概念和物理规律时,把它的内涵、公式、含义、表达形式、物理意义等等,都讲得很清楚。同时,要把它的外延也讲得很清楚,比如,和其他的物理概念、规律之间有什么样的关系。把这个物理概念和规律能挖掘的东西都尽量挖掘出来。在这种情况下,学生可以形成一个小的物理观念。
当几个小的物理观念形成后,学生就可以形成一个中等的物理观念。若干个中等的物理观念形成后,就可以形成一个大的物理观念。
举个例子,我们把重力、弹力、摩擦力等都讲得很清楚了,学生也学明白了,那么学生形成了一个一个小的物理观念:重力的小观念、弹力的小观念、摩擦力的小观念……然后,这几个小观念形成以后,再弄清楚几个小观念之间的联系,就可以形成一个力的中观念。将来我们再讲电磁力、讲核相互作用力等等,形成几个中等的观念,和力的中观念一起,就可以形成一个大的“运动和相互作用”的大观念。这是我的一种理解。
2.科学思维
第二个成分是科学思维。“科学思维是从物理学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互作用关系的认识方式;是建构物理模型的抽象概括的过程”。括号里边的“基于经验事实”是17年版课标中的表述,新课标比较笼统地说“建构物理模型的抽象概括过程”。“是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用;是基于事实证据和科学推理对不同信息、观点和结论进行质疑和批判,予以检验和修正,进而提出创造性的见解的品格与能力。”17年版课标是“品质与能力”,这样修改可能使这个表述更准确吧。
科学思维包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等四个要素。和高中课标完全一样。第一个是建模,第二个就是推理,我想大家对这两个应该都比较熟悉。大家对科学论证可能不太熟悉。如果说,推理是“因为……所以……”,那么,我们可以把论证简单地理解为“之所以……是因为……”。一个好的科学论证主要包括四个步骤:第一提出一个观点或者主张;第二给出证据,就是什么样的证据能支持你的观点;第三就是理由,就是为什么这个证据能够支持你的主张;第四是反证,就是反驳对方跟你不一样的观点或者主张。
质疑和创新,就是为了培养学生的质疑能力和创新能力,有质疑才可能有创新。(https://www.daowen.com)
3.科学探究
第三个成分是科学探究。“科学探究是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想与假设、设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论并作出解释,以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。”这里把科学探究落实到若干种能力上。
科学探究包括了四个要素:问题、证据、解释和交流等要素。大家比较熟悉的是11年版和01年版课标中的七个要素:提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估以及交流与合作。这次表述变化还是较大的。我们可以这样来理解,“问题”主要包括原来的“提出问题、猜想与假设”;“设计实验与制定这个计划”“进行实验与收集证据”这两个合并到“证据”这个要素;“分析与论证”及“评估”这两个合并到“解释”里;原来的“交流与合作”归到“交流”,因为科学探究可以多人来完成,同时也可以独立来完成,就把“合作”去掉了。
大家也可以关注一下生物课程标准,它们的科学探究还是原来的7个,没有变化。这就提醒我们,科学探究的理解跟过去没有本质性的变化。
4.科学态度与责任
第四个成分是科学态度与责任。“科学态度与责任是指,在认识科学本质和了解……”高中课标是理解,了解和理解是有层次差别的。“科学、技术、社会、环境之间关系……”17年版课标是STSE(科学·技术·社会·环境)。在这个“基础上所形成的,探索自然的内在动力,严谨认真、实事求是、持之以恒的品质,热爱自然、……”“热爱自然”,高中课标中没有,从小学到初中强调要热爱自然。“保护环境、遵循科学伦理的自觉行为,以及推动可持续发展可实现中华民族伟大复兴的使命担当。”
科学态度与责任主要包括三个要素:一个是科学本质,一个是科学态度,一个是社会责任。
与原来的情感·态度·价值观相比,增加了科学本质,这个是最大的变化。
科学本质实际上就是我们如何看待科学、科学研究、科学事业,如何看待科学和人类社会之间的关系等。大家感兴趣的话,可以去关注一下科学本质观,这儿就不展开了。
核心素养的内涵和四个组成部分都讲完了,请大家来思考一下:核心素养的四个成分和过去的三维目标的三个维度之间有哪些关联?又有哪些不同?
我认为最大的不同就是把科学思维专门提炼出来。过去的三维目标中,在知识中有思维,在技能中有思维,在过程与方法中也有思维,情感·态度·价值观里面也有一定的思维。但是在这些维度中,思维都是隐含的,没有特别强调。而新课标,最大的变化就是把科学思维单独给拿出来。
我的理解是核心素养跟过去的科学素养相比,最大的差别是两点:第一个是物理观念,而过去只是讲物理知识;第二个就是强调科学思维。我认为,体现核心素养的中学物理教学重点应该放在这两个成分上。