谈对“学生发展核心素养及物理学科核心素养”的理解

　　文章编号：1002-218X（2017）10-0001-04

　　中图分类号：G632.0 　　　　文献标识码：A

　　摘要：在分析我国学生发展核心素养及物理学科核心素养的基础上，讨论了以下几方面的问题：处理好物理核心素养四个方面的关系；物理观念的教学要加强概念、规律教学，适时将概念、规律提升为物理观念，要广义理解、从三方面把握； 科学思维是大脑对科学信息的加工活动，科学思维方法要从思维方法与学科方法两方面把握； 科学探究重在本质， 要注意实验与理论两方面的探究； 科学态度与责任应通过探究的形式融入物理观念和科学思维的教学中； 要处理好学生发展核心素养与物理核心素养间的关系。

　　关键词：核心素养；物理学科；理解与把握

　　近年来，许多国家、地区及国际组织开始了“核心素养”研究的浪潮，我国学生发展核心素养方案也已落定。为了更好地落实学生发展核心素养，新修订的高中物理课程标准提出了“物理学科核心素养”。下面分几部分谈谈我对核心素养的理解。

　　一、我国学生发展核心素养与物理核心素养

　　2014年3月30日，教育部印发了《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》（以下简称《意见》），文中提出：教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。

　　2016年9月，教育部组织的相关课题研究组提出了如图1所示的我国核心素养指标体系。该体系分三大部分、六个方面、十八个要素，并将学生发展核心素养界定为：学生发展核心素养是指学生在接受相应学段教育的过程中逐渐发展起来的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。

　　关于核心素养（Key Competences），欧盟2002年3月提出了一个定义，认为：核心素养代表了一系列知识、技能和态度的集合，它们是可迁移的、多功能的，这些素养是每个人发展自我、融人社会及胜任工作所必需的； 在完成义务教育时这些素养应得以具备，并为终身学习奠定基础［1］。

　　以往我们在欧美的教育文件中多见基本技能（Basic Skills）的提法，那么Key Competences和Basic Skills有何区别呢？通常而言，Competences较Skills及Ability（能力）更为上位、更具包容性，有“胜任力”和“竞争力”之意，涉及内在品质和外部行为；可以理解为Competences＝Skills＋Knowledge（知识）＋Attitude（态度）。不过在指代某种“成分素养”时Competences与Ability同义。Skill被认为专指“能够做某事”，必须通过外显的可观察到的行为表现出来，而Knowledge、Attitude则可能是非外显的，因此，Competences的所指不再局限于外显行为或结果。所以，对于《意见》所说的“个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”用Key Competences（核心素养）一词更贴切［2］。

　　在我国学生发展素养整体指标体系的框架及精神的指导下， 新修订的高中物理课程标准明确提出了“物理核心素养”及相关的要求。

　　在2017年8月教育部《普通高中物理课程标准修订稿》（以下简称《标准》）送审稿中，对物理核心素养做了如下界定：物理核心素养是物理学科育人价值的集中体现，是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力和必备品格，是学生科学素养的重要构成。物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任” 四个方面构成。

　　由此可见，核心素养是在个人发展及未来社会对人的新的要求视角下，重新提炼出的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格与关键能力”，它与我们以前提到的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等有着非常重要的联系，但又不完全相同。

　　另外，在四个物理核心素养中，“科学观念”“科学思维”“科学态度与责任”在同一层面，指核心素养的不同方面，而“科学探究 则与上述三个方面略有不同，它既是学生要学习和掌握的一种探究能力，包括提出问题、解决问题、实验能力、论证能力、交流合作等，同时也是学习科学知识、发展科学思维、形成科学态度的手段和途径，上述三方面通过科学探究来逐步达成相应的目标。

　　二、物理观念的理解与把握

　　关于物理观念，《标准》中是这样界定的：“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和升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。“物理观念”主要包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等要素。

　　对于《标准》中“物理观念”的提法，许多一线教师反映不好把握。比如有教师问：课标中有物质观、运动观、相互作用观、能量观，怎么没有守恒观？应该如更全面地理解“物理观念”呢？我认为要从以下几个方面把握。

　　首先，要想很好地进行物理观念的教学，就要做好物理概念、规律的教学。因为“物理观念”是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，物理观念的形成要依托物理概念、规律的准确把握来逐步形成。所以在物理观念教学中要注意物理概念、规律的准确学习，促成学生对概念、规律的深度理解，从而形成正确的物理观念。例如，关于“物质观”的教学，我们不能只抽象地停留在“世界是由物质组成的”这一过于概括的叙述中，而应该让学生学好物质、质量、分子、原子、原子结构、星体、星系等有关的概念，这样才能使学生更好地理解世界是由物质组成的，以及物质是由微观粒子组成的。只有对这些具体的概念理解得充分、深人，才会形成具体的、丰满的物质观。

　　其次，在注重概念、规律教学的基础上，还要注意将这些概念规律适时加以提升，逐步形成正确的物理观念。例如，在学习机械能、内能、电能、核能等内容时，除了学习相关的概念、规律教学外，还要适时地向学生进行“能量是研究客观世界重要的方面，物质的各种运动形式都伴随着一定的能量，能量是不连续的，由一个个能量子组成，各种能量在一定条件下是可以转化的，能量在转化或转移过程中其总量不变”等观念的教学，只有在进行概念、规律的教学中适时注意对有关概念的提升，才能使物理观念的教学得以水到渠成地建立起来。

　　再次，我认为，有些概念、规律，其本身就包含着观念。例如，动量守恒定律、能量守恒定律、电荷守恒定律等，这些守恒律既是物理规律，也是一种观念。特别是这些在多个领域中某些量的守恒，构成了物理学中总体的守恒的观点。守恒的观点，本身就是一种观念。

　　只有从不同的角度来理解物理观念，才能更好地进行物理观念的教学，也才能使学生学过物理课程之后形成正解的物理观念、科学观念。

　　三、科学思维的理解与把握

　　关于科学思维，《标准》中是这样界定的：“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理想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和结论提出质疑、批判、检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。

　　那么，课标中的“科学思维”的具体含义应该如何理解呢？

　　我们首先来分析一下“思维”的具体含义。心理学中对思维的界定是：人脑对客观事物的一般特性和规律性的概括、间接的反映过程。它以感知为基础，而又超越感知，是认识过程的高级阶段。《现代汉语词典》中对思维的解释是：人脑对客观事物在表象、概念的基础上进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程。

　　思维的内涵如上面所述，那么“科学”的具体含义又是如何呢？《现代汉语词典》对科学的解释有两个方面，一是反映自然、社会、思维等的客观规律的分科的知识体系，二是合乎科学的。第二种含义相当于“科学”是正确的代名词。

　　综合以上观点，可以将科学思维理解为：科学思维是对自然界事物的本质属性、内在规律及事物间的相互关系的间接的、概括的和建构的反映，该反映以科学知识经验为中介，需要人脑借助推理和论证等形式，对多变量因果系统进行信息加工的过程。简言之，科学思维是大脑对科学信息的加工活动。

　　其实，教育的一个重要目的就是要教会学生如何正确地去思考问题，在科学领域就是如何进行科学思维。思维教学的重要性在各种现代教育理论中都给予了充分的重视。例如，建构主义理论的教学思想认为：学生的学习是一个积极主动的建构过程，教师要为学生创设良好的学习环境，设置适当的问题情境，引起学生的认知冲突，激发学生的积极思维。所以，更能突出核心素养教育的教学应该是“思维型教学”。思维型教学的大致流程是：创设情境一提出问题一自主探究一总结反思一应用迁移。这个流程的主要目的是：激发学生学习的动机、引起学生的认知冲突、学生自主构建新的认知。

　　我们知道，科学课程的目的是学习科学内容、掌握科学方法、解决科学问题、培养会科学地思维的人。所以科学思维教育在物理教育中有着非常重要并且是核心的地位。正如胡卫平教授所说，青少年的科学思维能力是一种特殊的能力，是一般思维能力与科学学科的有机结合，是一般思维能力在科学学科中的具体表现，是一般思维能力发展与科学教育的结晶，是科学能力的核心。可见，科学教育的核心在于学生科学思维能力的培养。

　　科学思维中常用的思维方法有分析、综合、抽象、概括、推理（演绎、归纳、类比）、论证等。这些科学思维的方法要在具体教学内容的学习过程中，不断地让学生体会、学习。另外，除了这些思维方法外，物理学科中常用到的等效、外推、控制变量、比值定义等学科方法，也可以从广义上理解为科学思维方法。

　　四、科学探究的理解与把握

　　关于科学探究，《标准》中是这样界定的：“科学探究”是指提出科学问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并做出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。

　　关于科学探究，修订前的课标对其界定为：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、交流与合作。

　　从课标修订前后的对比可以看出，《标准》对科学探究新的界定与以前的界定并没有本质的变化，修订后的表述更详细、准确。叙述上变化较大的是将原“进行实验与收集证据”改为“获取和处理信息”，这样就避免了人们将科学探究片面地理解为“实验探究”。

　　关于科学探究，我认为应广义地去理解，它的本质是：探究者通过自身主动参与，发现问题、解决问题的过程，重要的是带着问题去思考、活动、学习。这样界定，科学探究就不仅仅指实验探究，也包括理论探究。著名物理学家密立根说过：“科学是在用理论和实验这两只脚前进的。有时是这只脚先迈出一步，有时是另一只脚先迈出一步，但是前进要靠两只脚：先建立理论然后做实验，或者是先在实验中得出了新的关系，然后再迈出理论这只脚并推动实验前进，如此不断交替进行。”实验探索与理论研究都应该属于科学探究。

　　这样去理解和界定科学探究，我们就可以设计出许多种或重点在训练学生思维，或重点在培养学生动手，或重点在培养学生进行数据分析等具有不同侧重点的探究式教学方式。

　　五、科学态度与责任的理解与把握

　　关于科学态度与责任，《标准》中是这样界定的：“科学态度与责任”是指在认识科学本质，理解科学？技术？社会？环境关系的基础上，逐渐形成应有的科学态度和社会责任感。

　　《标准》中科学态度与责任主要包括科学本质、科学态度、社会责任等要素。关于“科学态度”与“社会责任”两个要素，指义比较明确，我们主要来看一下“科学本质”这一要素的具体含义。

　　美国《面向全体美国人》中对科学本质是这样描述的：

　　（1）自然界是可以被认知的，科学理念是会变化的，科学不能为所有问题提供完整答案。

　　（2）科学需要证据，科学是逻辑和想象的融合，科　学家要努力鉴别、避免偏见，科学不仰仗权威。

　　（3）科学是一种复杂的社会活动，科学研究中有着普遍接受的道德规范。

　　美国著名科学教育家莱得曼（N.G.lederman）教授对科学本质的界定包括：

　　（1）科学知识是暂定性的，是可以改变的，但在一定时间内是相对稳定的。

　　（2）科学知识以经验为基础，是基于对自然界的观察。

　　（3）科学知识在一定程度上具有创造性。

　　（4）科学知识的产生具有主观性。

　　（5）科学知识与社会和文化有关。

　　（6）科学知识的建构是从观察到推理的过程。

　　从这些界定可以看出，人们对科学本质的描述不是说科学都涉及哪些领域、讲什么内容， 而是说科学具有什么样的属性、特点。

　　科学态度与责任的教学不能生硬地单独说教，而应该通过探究的形式融人科学观念和科学思维教学之中，力求做到“随风潜人夜，润物细无声”。例如，在讲到法拉第电磁感应定律相关内容时，就可以结合电感应定律的发现过程，渗透法拉第对待科学的态度以及他高尚的人格教育等内容。

　　六、学生发展核心素养与学科核心素养的关系

　　教学中会遇到如何处理学生发展核心素养和学科核心素养的关系，以及如何在操作层面上进行处理等问题。从现实的物理教学现状的分析可以发现，多数地区、学校的物理教学大多从知识、技能、方法等方面考虑和设计教学的多，而从核心素养大的教育观角度出发的少或者无意识。那么怎样才能在物理教学中更好地贯彻核心素养教育，使核心素养教育能更好地“落地”呢？

　　我想关于二者的关系问题应注意下面的一些观点：

　　·学生发展核心素养是纲，学科学核心素养是目。

　　參学科核心素养是特定学科课程对学生发展核心素养的独到贡献。

　　·各学科核心素养并非学生发展核心素养的简单分解，而是彼此有交叉渗透。

　　·学科核心素养是学科育人功能的侧重点，但课标中明确的学科核心素养内容并非学科育人价值的全部。

　　·各学科教材和教学要以体现学科核心素养的要求为重点，同时要兼顾学生发展核心素养的其他要求。　　

　　在操作层面，教师在对某课或某单元进行教学时，可以在设计具体的教案之前，对学科核心素养及学生发展核心素养进行整体的设计与规划。例如，可像表1一样将课标中的教学内容列出，同时将可能涉及的物理核心素养和学生发展核心素养列出，再具体地设计教案。这样就能做到整体有规划，具体有实施，使学科核心素养和学生发展核心素养落到实处，不至于成为两张皮。

　　表1

 

　　总之，要坚持以学生发展核心素养为导向，以学科核心素养培养为基石，搞好我国物理学科的教育，培养贴近学生自身发展、符合社会要求、全面发展的合格人才。

　　参考文献

　　［1］ Working GroupB.The Competencies in a Knowledge-Based Economy:A first step Towarde Selection,Defination and Description[EB/OL].(2002-02-27)[2013-09-01] 

　　［2］斐新宁，刘新阳．为21世纪重建教育──欧盟“核心素养”框架的确立［J］．全球教育展望，2013,42(12):89-102

　　［3］章志光. 心理学［M］．北京：人民教育出版社，2002:174.　

　　［4］胡卫平，林崇德．青少年的科学思维能力研究［J］．教育研究，2003(12):19-23.

　　转载：《中学物理教学参考》2017年10月