以学生发展为本改进普通高中物理课程

廖伯琴

構建以生活与自然为基础、以学科知识为支撑、以核心素养为主导、具有中国特色的普通高中物理课程。

按照教育部统一部署，自2014年始《普通高中物理课程标准》修订组（以下简称“修订组，”）对2003年颁布的《普通高中物理课程标准（实验稿）》（以下简称《实验稿》）进行了修订。本次修订以贯彻落实立德树人根本任务为目标，深入总结新世纪以来我国普通高中课程改革的宝贵经验，充分借鉴国际课程改革的优秀成果，注重落实物理课程育人价值，构建以生活与自然为基础、以学科知识为支撑、以核心素养为主导、具有中国特色的高中物理课程。

一、普通高中物理课程标准的主要变化

1.凸显物理课程的育人功能

当今世界，人才培养是关系到民族强盛、人类可持续发展的重大课题。物理课程在人才培养、人类素质提升方面有着不可或缺的功能。为什么物理课程具有如此功能呢？首先看看什么是物理学。

物理学是自然科学领域的一门基础学科，研究自然界物质的基本结构、相互作用和运动规律。物理学基于观察与实验、建构物理模型、应用数学等，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法和理论体系。从古希腊时代的自然哲学，到17、18世纪的经典物理学，直至近代的相对论、量子论等，物理学始终引领人类对自然奥秘的探索，深化人类对自然界的认识。物理学对化学、生命科学、地球与宇宙科学等自然科学产生了重要影响，推动了材料、能源、环境、信息等科学技术的进步，促进了人类生产生活方式的变革，对人类的思维方式、价值观念等都产生了深远影响，对人类文明和社会进步作出了巨大页献。

修订组在理解物理学内涵的基础上，经过国际比较、国内调研、反复讨论等，凝练出的高中物理学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要包含“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。

“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识；是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础，主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素。“物理观念”与物理知识紧密相关，但又不等同于物理知识，是比物理知识更上位的物理核心素养。具有物理观念的人不仅知道物理知识，能用相关公式解题，而且还能自主地从物理学视角解释身边的现象、解决相关问题等。

“科学思维”是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是基于经验事实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观点、结论提出质疑和批判，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格，主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。具有科学思维品质的人能通过建模、推理、论证及创新等分析问题和解决问题。

“科学探究”是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验和制订方案、获取和处理信息、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，主要包括问题、证据、解释、交流等要素。物理学是一门与实验紧密联系的学科，物理课程应培养人的科学探究能力、动手实践能力。科学探究是人类探索和了解自然、获得科学知识的主要方法，也是学生学习科学的主要方式，还是一种综合的、关键的能力和素养。

“科学态度与责任”是指在认识科学本质、认识科学·技术·社会·环境关系的基础上，逐渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是、持之以恒的科学态度，以及遵守道德规范、保护环境并推动可持续发展的责任感，主要包括科学本质、科学态度、社会责任等要素。具有这方面物理核心素养的人，便具有物理学的人文情怀，具有使命感与责任感。

在《实验稿》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，在高中物理教师中得到广泛认可，并取得一定成效。进一步调查发现，教师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，更加凸显物理课程的育人功能，更加凸显三维课程目标的内涵。凝练出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核心素养的视角进行物理教学？对这些问题的思考将从更加本质的角度促进三维课程目标的落实。

2.凸显课程的基础性、系统性与选择性

本次修订后的高中物理课程结构如图1所示[1]。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。选择性必修课程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。

在《实验稿》中，高中物理有必修课程和三个选修系列课程，这些课程也关注了学生学习的基本需求，强调了高中物理课程的基础性，考虑了物理学科的整体特点，为学生的个性发展提供了平台。然而，由于升学、招生等原因，物理课程的系统性和选择性皆受到影响。本次修订，既为全体学生发展、国民科学素养提升设计了必修课程，也为国家物理人才培养、学生的个性发展设计了选择性必修课程和选修课程，体现了课程的基础性、系统性与选择性。

3.强调课程的实践性与应用性

物理学是以实验为基础的学科，物理课程应注重引导学生进行科学实践，从实验走进物理，从物理走向社会等。为了加强对学生物理学科核心素养的培养，本次修订加强了物理实验内容。首先强调通过实验学习物理内容，在三级主题要求中有一半以上的条目皆有实验要求（例如：通过实验，认识自由落体运动规律；通过实验，了解力的合成与分解），与《实验稿》相比这类条目有所加强。另外，在必修和选择性必修课程中特别设置了21个学生必做实验。这些实验的设置，既考虑了在不同内容板块的分布，也考虑了必修与选择性必修课程的布局；既考虑了常规的验证实验和测量实验，也考虑了具有一定开放程度的探究实验和制作实验。相对《实验稿》而言，专门提出学生必做实验将有利于引导学生在做中学，体会科学探究内涵，发展学生物理学科核心素养。

关于物理课程的实践性与应用性，不仅注重通过实验设计问题情境、促使学生建构物理概念，而且加强了物理学与社会发展、技术进步等方面的联系。如在选修课程中，加强了物理与医疗技术、新能源、新材料、信息技术等的联系，关注了人类面临的“健康”“能源”“材料”“信息”等重大问题。

4.加强课程的可评价性与指导性

为了加强高中物理课程的可评价性，促进教师教学中关注学生的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”四个方面及水平，结合课程内容制定了学业质量要求，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。高中物理学业质量水平分五级，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是用于高等学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，进一步明确了物理课程的育人功能。

《普通高中物理课程标准（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核心素养的培养落到实处。课程标准中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的对相关内容的要求。课程标准中的教学与评价建议引导教师基于物理核心素养的提升、结合教学实际情况，创造性开展教学与评价工作。

二、普通高中物理课程实施建议

如何将立德树人根本任务落到实处，如何把基于学生核心素养提升的课程变为切实可行的实施课程，这需要各方的共同努力，在课程实施的各个环节应发挥课程标准的统领作用。在后续的教材编写、课堂教学、考试评价中，应遵循课程标准提出的要求，促进学生物理核心素养的达成。

1.以学生核心素养提升为本改进教学

各方应站在为了国富民强、为了全人类文明进步的高度推进普通高中物理课程实施，真正理解物理课程的功能。要注重让学生具有物理自然观，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，既能理性分享科技应用造福人类的喜悦，还能理性关注科技应用带来的问题，有为社会发展、人类进步作出努力的境界和负责任的襟怀。

广大教师更是提升学生核心素养的主力军。如何在日常教学中体现提升学生核心素养的教育价值？这是每个教师都要思考的问题。教师日常教学对应的是物理知识、物理实验等具体内容，需要深入思考的是这些知识、实验对提升学生物理学科核心素养有怎样的作用。如在万有引力定律的教学中，不仅要让学生知道万有引力定律公式，还应让学生有意识地运用此定律及相关知识解释一些自然现象，从物理学的视角认识大自然，逐渐形成物理观念。再如，在牛顿第二定律的实验中，教师不仅应在实验教学中让学生知道控制变量方法，而且还应思考为什么要学生学習控制变量方法，这对提升学生的科学推理、科学论证等科学思维品质有怎样的作用。

每一种教学模式皆有其独特的教育功能，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。不仅要关注教学形式的变化，更要注重每种教学形式对应的教育功能。无论是课堂讲解还是实验探究，皆应注重体现物理课程的育人功能。

2.加强课程标准的统领作用

教育部《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》指出，要“全面发挥课程标准的统领作用，协同推进教材编写、教学实施、评价方式、考试命题等各环节的改革，使其有效配合，相互促进”，在课程实施的各个环节皆应发挥课程标准的统领作用。在后续的教材编写、课堂教学、考试评价中，皆应遵循课程标准提出的要求，促进学生物理核心素养的达成。

注重教材教辅资源的管理与利用。从“中小学理科教材难易程度国际比较研究（高中物理）”结论看，与国际同类教材比较，我国高中物理教材文本的难易程度大致处于中等水平，但是我国中学生的课业负担则很重。深入调研可知，在实际教学中，有不少教师更多选择学生教辅用书作为主要的课程资源。因此，在实施过程中，应注意教材教辅资源的管理与利用，以便学生真正理解物理学的内涵，促进其物理学科核心素养达成。

当下考试评价仍发挥着指挥棒的作用。学业水平考试应根据国家普通高中课程标准和教育考试规定，测量学生是否达到课程标准规定的学业质量水平，应注重体现评价的诊断功能和激励功能，促进学生全面发展。有关管理者、命题者和教师等应共同探索主体多元、方法多样且既关注学生学业成就又重视学生进步过程的评价体系，促进学生物理学科核心素养的提升。