淺談高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)與高考五種能力要求

1、淺談高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)與高考五種能力要求一、高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)教育部2014年印發(fā)關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見，確立了以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)的課程改革方向。核心素養(yǎng)從學(xué)習(xí)結(jié)果界定了未來人才形象，“意見”明確提出各級各類學(xué)校要從實際情況和學(xué)生特點出發(fā)，把核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求落實到各學(xué)科教學(xué)中。物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中，通過學(xué)習(xí)物理知識與技能、思想與方法逐步內(nèi)化形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會需要的，具有物理學(xué)科特征的必備品格和關(guān)鍵能力。物理學(xué)科核心素養(yǎng)充分體現(xiàn)了物理教學(xué)育人價值，指向物理教學(xué)的根本目標(biāo)，指導(dǎo)物理教學(xué)過程的有效實施。2016年9月，中國學(xué)生發(fā)

2、展核心素養(yǎng)總體框架正式發(fā)布。中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是新一輪高中課程改革的指導(dǎo)思想，它科學(xué)地回答了教育“培養(yǎng)什么樣的人”這一根本性的問題。以它為指導(dǎo)，各個學(xué)科教育的核心素養(yǎng)也相繼公布，高中物理學(xué)科的核心素養(yǎng)分四個維度：物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任?；诟咧形锢韺W(xué)科特點及高中學(xué)生的認知發(fā)展水平，參考已有研究成果，高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)從“物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個維度界定物理學(xué)科核心素養(yǎng)，這一界定既體現(xiàn)了物理學(xué)科本身屬性所特有的物理觀念、科學(xué)精神的追求，又呈現(xiàn)了物理學(xué)科對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與思維能力品質(zhì)的具體要求。四個維度分別如下：1. 物理觀念是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識

3、的過程中，逐步內(nèi)化的從物理學(xué)角度出發(fā)對客觀世界的概括性認識。2. 科學(xué)思維是以物理學(xué)視角認識客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在聯(lián)系的方式；是基于經(jīng)驗事實的抽象概括，具體運用推理論證等科學(xué)思維方法的過程；是基于事實證據(jù)和科學(xué)推理進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。3. 科學(xué)探究是學(xué)生在類似于科學(xué)家探索自然規(guī)律的探究行為過程中形成的綜合性能力，因而其表現(xiàn)在學(xué)生進行探究活動中，并在活動中的到發(fā)展。4. 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任包含兩層含義。一層是指能認識科學(xué)是基于證據(jù)的解釋，隨著證據(jù)的不斷更新迭代，科學(xué)隨之動態(tài)發(fā)展，樹立正確的科學(xué)本質(zhì)觀，形成應(yīng)有的科學(xué)態(tài)度；另一層，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是在理解物理與技術(shù)、社會、環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上形成

4、的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。物理學(xué)與日常生活聯(lián)系緊密，推動著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，極大的改善人類的生活，但也隨之帶來了一系列如溫室效應(yīng)，能源危機等問題。二、高考對物理能力的要求全國高考物理命題委員會在比較各學(xué)科特點及其對學(xué)生素質(zhì)和能力發(fā)展貢獻的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)科的特點和需要，從中學(xué)物理教學(xué)和高考命題的實踐經(jīng)驗出發(fā)，對物理能力提出了五個方面的要求：理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力以及實驗?zāi)芰?。高考物理在考查知識的同時注重考查能力，并把對能力的考查放在首要位置。通過考查知識來鑒別考生能力的高低，但不把某些知識與某種能力簡單地對應(yīng)起來。教育部考試中心編制的2018年普通高等學(xué)校招生全

5、國統(tǒng)一考試大綱的說明中明確闡釋這五種能力的具體含義，如下所示：1.理解能力考試大綱關(guān)于物理學(xué)科要考查的“理解能力”是這樣敘述的：理解物理概念、物理規(guī)律的確切含義，理解物理規(guī)律的適用條件以及它們在簡單情況下的應(yīng)用；能夠清楚地認識概念和規(guī)律的表達形式（包括文字表述和數(shù)學(xué)表達）；能夠鑒別關(guān)于概念和規(guī)律的似是而非的說法；理解相關(guān)知識的區(qū)別和聯(lián)系。（1）要弄清楚公式中各物理量的準(zhǔn)確意義，而不是只限于知道它們的名稱和符號。對于各物理量的定義，應(yīng)準(zhǔn)確理解其內(nèi)涵、外延以及相關(guān)的實際背景。要在理解題意和相關(guān)物理過程的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確應(yīng)用所學(xué)物理公式。只寫出諸如F=ma，F(xiàn)=qvB等普遍公式，卻沒有與試題所給的具體情

6、況相聯(lián)系，既說明考生對試題尚未分析清楚，又說明考生對公式中物理量的準(zhǔn)確含義沒有清楚的理解。（2）為了準(zhǔn)確理解概念和規(guī)律的含義，必須弄清楚其適用的條件，也就是說要區(qū)分哪些規(guī)律或公式具有普遍意義，哪些只在某些特殊條件下才成立，而不是死記一個公式或硬背一段敘述；同時，對于相關(guān)的概念、規(guī)律的聯(lián)系和區(qū)別必須有清楚的認識，以具有鑒別似是而非的說法和錯誤觀點的能力。（3）實際的物理問題有時比較復(fù)雜，需要從不同的角度或用不同的方法進行處理，要求考生有靈活應(yīng)用所學(xué)物理知識處理物理問題的能力。提高這種能力的基礎(chǔ)在于把物理學(xué)中的一些基本概念和基本規(guī)律理解透徹，對相關(guān)知識之間的聯(lián)系融匯貫通。2.推理能力考試大綱關(guān)于物

7、理學(xué)科要考查的“推理能力”是這樣敘述的：能夠根據(jù)已知的知識和物理事實、條件，對物理問題進行邏輯推理和論證，得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷，并能把推理過程正確地表達出來。推理能力是學(xué)習(xí)物理、研究物理過程中不可缺少地一種重要能力。在推理思維過程中往往會發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，從已有地理論出發(fā)，進行合乎邏輯的推理，可以得出尚未被人們發(fā)現(xiàn)的重要結(jié)論，結(jié)論一旦被實驗證實，可變成新的發(fā)現(xiàn)；若得出的結(jié)論被實驗否定，則有可能修正原有的理論甚至提出新理論。這類例子在物理學(xué)的發(fā)展史中是很多的。物理學(xué)中推理的每一步，都要以理論和事實為依據(jù)，同時進行邏輯思維，絕對不能憑空臆造或作出不合邏輯的推理。因此，深刻理解和熟悉各種

8、基本概念和基本規(guī)律，認真分析事實，是進行推理的前提和基礎(chǔ)。重視推理能力的培養(yǎng)將有助于對物理內(nèi)容的理解達到融會貫通的境界。根據(jù)已知的知識和條件，對物理問題進行推理，得出正確結(jié)論，以及把邏輯推理的論證過程簡明正確的表達出來，都是推理能力的一種重要表現(xiàn)。3分析綜合能力考試大綱關(guān)于物理學(xué)科要考查的“分析綜合能力”是這樣敘述的：能夠獨立地對所遇到的問題進行具體分析、研究，弄清其中的物理狀態(tài)、物理過程和物理情境，找出起重要作用的因素及有關(guān)條件；能夠把一個較復(fù)雜問題分解為若干較簡單的問題，找出它們之間的聯(lián)系；能夠提出解決問題的方法，運用物理知識綜合解決所遇到的問題。（1）在處理物理問題時，要對具體問題進行具

9、體分析，弄清所給問題中的物理狀態(tài)、過程和情境，找出對問題產(chǎn)生影響的各種因素，區(qū)別各因素的地位和作用。（2）對于復(fù)雜的問題，要在分析的基礎(chǔ)上，找出各要素之間的聯(lián)系，綜合應(yīng)用多方面的知識和方法進行解決。4應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力考試大綱關(guān)于物理學(xué)科要考查的“應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力”是這樣敘述的：能夠根據(jù)具體問題列出物理量之間的關(guān)系式，進行推導(dǎo)和求解，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論；能運用幾何圖形、函數(shù)圖像進行表達、分析。物理學(xué)是一門精密科學(xué)，與數(shù)學(xué)有著密切的關(guān)系。從物理學(xué)的發(fā)展史看，物理學(xué)的發(fā)展是離不開數(shù)學(xué)的，有了一種適合表述物理的數(shù)學(xué)工具，不僅能有力地促進物理學(xué)的發(fā)展，還能使物理規(guī)律以更加清晰、簡

10、潔的方式表示出來。不論是在學(xué)習(xí)物理的過程中，還是應(yīng)用物理知識解決問題的過程中，或多或少總要進行數(shù)學(xué)推導(dǎo)和數(shù)學(xué)運算。處理的問題越高深，應(yīng)用的數(shù)學(xué)一般也會越多。凡是中學(xué)階段學(xué)到的數(shù)學(xué)，如幾何、三角、代數(shù)、解析幾何，都可能成為解高考物理試題中的數(shù)學(xué)工具。（1）能根據(jù)具體的物理問題列出物理量之間的關(guān)系，能把有關(guān)的物理條件用數(shù)學(xué)方程表示出來。（2）在解決物理問題時，往往需要經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和求解，或進行數(shù)值計算；求得結(jié)果后，有時還要用圖象或函數(shù)關(guān)系把它表示出來；必要時還應(yīng)對數(shù)學(xué)運算的結(jié)果作出物理上的結(jié)論或進行解釋。（3）能夠運用幾何圖形、函數(shù)圖像解決物理問題，要能夠?qū)ξ锢硪?guī)律、狀態(tài)和過程在理解的基礎(chǔ)上用合適

11、的圖像表示出來，會用圖像來處理物理問題。5實驗?zāi)芰荚嚧缶V關(guān)于物理學(xué)科要考查的“實驗?zāi)芰Α笔沁@樣敘述的：能夠獨立地完成“考試內(nèi)容與要求”中所列的實驗，能明確實驗?zāi)康?，能理解實驗原理和方法，能控制實驗條件，會使用儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論，對結(jié)論進行分析和評價；能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并制訂解決問題的方案；能運用已學(xué)過的物理理論、實驗方法和實驗儀器處理問題，包括簡單的設(shè)計性實驗。實驗?zāi)芰Φ囊笾饕w現(xiàn)在兩個方面，一是“考試內(nèi)容與要求”中所列的實驗，必須獨立地、認真地、帶有研究性的做過。通過親手做實驗，能培養(yǎng)動腦和動手能力，從對我國中學(xué)生的現(xiàn)狀來看，培養(yǎng)動手能力顯得

12、更加重要。但實驗的目的決不是僅僅為了培養(yǎng)動手能力，實驗的思想、方法是實驗的靈魂，在做實驗的過程中必須清楚地理解實驗的原理、思想和方法；熟悉并掌握實驗儀器的工作原理、使用方法；了解某些實驗中可能存在的系統(tǒng)誤差和消除系統(tǒng)誤差的方法；要知道某些實驗中誤差的主要來源，會用多次測量求平均值的方法減少偶然誤差；會記錄實驗數(shù)據(jù)和處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)果。特別強調(diào)學(xué)生應(yīng)獨立、認真地完成“考試內(nèi)容與要求”中所列出的各個實驗，這是因為自己認真做實驗與看別人做實驗和聽別人講實驗所得到的感受和經(jīng)驗是不同的。盡管全國統(tǒng)一的高考只能以筆試的方式考查考生的實驗?zāi)芰?，但物理高考中的實驗題還是非常注意盡可能區(qū)分哪些考生是認真做過

13、實驗，哪些考生是沒有認真做過這些實驗。二是能靈活地運用學(xué)過地理論、實驗方法、儀器去處理、分析、研究某些未做過的實驗，包括設(shè)計某些比較簡單的實驗。這不僅要求考生認真地，獨立地完成“考試內(nèi)容與要求”中列出的實驗，而且在實驗過程中有所體會，能從具體的、個別的實驗中悟出某些共性的東西，可以把它們遷移到別處，用它們來解決沒有做過的實驗中的某些問題。另外，已經(jīng)學(xué)過的演示實驗，也屬于實驗考查的一部分要求，要通過演示實驗仔細觀察現(xiàn)象和產(chǎn)生該現(xiàn)象的條件、環(huán)境，對觀察到的現(xiàn)象進行思索，發(fā)現(xiàn)問題，提出問題。三、物理學(xué)科核心素養(yǎng)與高考五種能力之間的關(guān)系物理學(xué)科核心素養(yǎng)與高考對五種能力的要求并不矛盾，而是相輔相成的關(guān)系

14、，物理學(xué)科核心素養(yǎng)與高考對五種能力之間的具體關(guān)系如圖1所示。 淺談高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)與高考五種能力要求從圖1中我們可以看出，高考物理中對五種能力的考察，其實就是對物理學(xué)科核心素養(yǎng)的考察，比如對理解能力的考察，就是對物理觀念的考察；對推理能力的考察，就是對物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究的考察；對分析綜合能力的考察，就是對物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究的考察；對應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題能力的考察，就是對物理觀念、科學(xué)思維的考察；對實驗?zāi)芰Φ目疾欤褪菍茖W(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的考察。四、在教學(xué)中如何提高學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，提高五種能力1.要堅持注重對基礎(chǔ)知識的教學(xué)和展現(xiàn)思維活動過程的教學(xué)物理

15、高考注重對考生基本物理概念和規(guī)律的考查，通過考查學(xué)生運用基本物理概念和規(guī)律的情況來鑒別考生能力的高低。因此，加強學(xué)科基礎(chǔ)知識的教學(xué)和基本技能的培養(yǎng)，是我們搞好教學(xué)工作的立足點。在平時教學(xué)中，應(yīng)在打好學(xué)科基礎(chǔ)，培養(yǎng)能力上多做文章，幫助學(xué)生形成條理化，有序化，網(wǎng)絡(luò)化的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)。要改變“大題量，高難度，低效益”的訓(xùn)練模式，特別是要積極改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和教學(xué)模式，有意識地把教學(xué)過程展現(xiàn)為思維活動的過程，充分調(diào)動并展現(xiàn)學(xué)生思維活動的過程。在習(xí)題教學(xué)中要增強交互性，解題后要注意反思，凝煉。要注意學(xué)科知識的開放性，努力實現(xiàn)學(xué)科自身的特性與學(xué)科間互通性的統(tǒng)一，以提高學(xué)生的綜合能力。2.注重聯(lián)系實際,培養(yǎng)

16、學(xué)生應(yīng)用概念和規(guī)律解決實際問題的能力物理學(xué)是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的學(xué)科，它注重對物質(zhì)世界基本規(guī)律的探索，絕大多數(shù)物理試題其實就是對實際問題的抽象和模型化，以此來考查學(xué)生能否應(yīng)用學(xué)到的物理知識來解決實際問題。因此在平時教學(xué)中應(yīng)將“理論聯(lián)系實際”作為學(xué)科教學(xué)的基本目標(biāo)加以確定，并切實貫徹實行。應(yīng)認識到物理與生產(chǎn)、生活和科技是密切聯(lián)系的，學(xué)科教學(xué)的任務(wù)既要使學(xué)生建立系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)與學(xué)科能力，也要使學(xué)生具有初步運用所學(xué)知識解釋和解決現(xiàn)實生活和科學(xué)技術(shù)中的問題的能力。要培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，不應(yīng)局限在傳統(tǒng)的課程概念上，而是要采用多種課程，如選修課、專題講座及課外實踐活動等，來提高學(xué)生理論聯(lián)系

17、實際的能力。3.要切實加強實驗教學(xué)實驗是提高學(xué)生思維和實踐能力的重要途徑。物理學(xué)科是一門實驗學(xué)科，物理高考一貫重視對實驗?zāi)芰Φ目疾椤Ｒ獙嶒炞鳛榻虒W(xué)的重要內(nèi)容，而不僅僅是一種手段。加強實驗教學(xué)主要包括三個方面的內(nèi)容：一是要加強課堂演示實驗，教師應(yīng)盡可能地拓展演示實驗的過程和空間，通過多樣化的演示創(chuàng)設(shè)生動的情景，從而產(chǎn)生強烈的感官刺激，激發(fā)學(xué)生的思維興趣；二是應(yīng)積極創(chuàng)造條件，開設(shè)更多的學(xué)生分組實驗，使學(xué)生有更多的機會動手，在動手的過程中動腦，手腦并用，使學(xué)生在實驗過程中加深對基礎(chǔ)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，動手能力，掌握基本的實驗操作技能；三是通過設(shè)計性的實驗，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案選擇合適的實驗器材，安排合理的實驗步驟，設(shè)計數(shù)據(jù)處理的方法，得出實驗結(jié)論，分析實驗誤差，并改進實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生靈活運用知識的能力、對知識的遷移能力和實踐能力。4.注重學(xué)科間的交叉、滲透與綜合,重視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)跨學(xué)科綜合，體現(xiàn)了科學(xué)、社會發(fā)展的客觀要求，反映了事物發(fā)展的客觀規(guī)律。物理學(xué)與現(xiàn)代自然科學(xué)相互交叉、相互滲透，已導(dǎo)致一系列新學(xué)科、新技術(shù)的產(chǎn)生。物理綜合試題多以現(xiàn)實中的問題立意命題，這些試題大多綜合社會的熱點、焦點以及與人類生活密切相關(guān)的問題，以強調(diào)人與自然、與社會協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)