學生發展之物理核心素養教育的思考*

方紅霞

(揚州大學附屬中學 江蘇 揚州 225002)

學生發展之物理核心素養教育的思考*

方紅霞

(揚州大學附屬中學 江蘇 揚州 225002)

針對“社會發展需要什么樣的人”和“學生發展成為怎樣的人”這兩個問題，圍繞“教育定位、育人模型、發展策略、評價方法”這4個話題展開，對當前教育的熱點“學生發展核心素養”的教育與培養，進行思考.

學生發展 核心素養 物理教育

當今世界，各國綜合國力的競爭說到底是科技實力和創新人才的競爭，人才是創新驅動的核心要素.《中國學生發展核心素養》總體框架的發布，為我國學校教育變革提供了一種全新的視角.將學生發展核心素養的概念界定為學生應具備的，能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力[1].并將上述概念具體化為“文化基礎、自主發展、社會參與”3個方面，綜合為“人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新”六大素養，細化為“人文積淀、國家認同”等18個基本要點.

總體框架雖為育人模式的變革提供了新的活力，但其關鍵還在于如何具體落實到物理的教育、教學中去.變教學為教育，變授業為育人，這才是學生發展核心素養教育的真正目標.由此目標出發，確定其價值定位，建構其育人模型，實施其成才策略，探索其評價方法是當前學科教育改革的基本思路.現以高中物理教育為例，對其育人策略進行思考.

1 教育定位

為學生的終身發展和社會發展需要提供必備品格和關鍵能力，是學生發展核心素養教育的價值定位.學生的終身發展需要培養，社會發展需要人才.物理教育的目標就是培養出當今社會發展需要量最大的科技創新人才，這已成為國際共識.科技創新人才的必備品格包含人文底蘊和科學精神這兩個要素，這就是文化基礎.科技創新人才的關鍵能力包含學力、智力和動力這3個要素，這就是能力基礎.為創新人才的終身發展和社會發展需要提供必備的文化、學力、智力和動力，是中學物理核心素養教育的價值定位，也是筆者的校本化探索.

1.1文化定位

文化是人存在的根和魂[2].文化素養，重在人文、科學等各領域的知識和技能，掌握和運用人類優秀的智慧成果、涵養精神，使學生發展成為有寬厚文化基礎、有更高精神追求的人.對高中物理核心素養的教育而言，將它定位于“人文、科學、技術、工程和數學”這5個文化要素，需要教師的用心培育.物理學家的“鍥而不舍、追求真理和奉獻情懷”是人文素養的核心.“物理知識、物理方法、物理思想、物理觀念和物理精神”是科學素養的核心.它好比一棵大樹，知識是葉,方法是枝,思想是干,觀念是根,精神是大樹需要吸收的養料和水分.與物理相關的“實驗技能、學具制作、‘互聯網+’和信息技術”是技術素養的核心.綜合實踐活動中的“方案設計、研究成果、創造發明和創客創意”是工程素養的核心.“物理公式、函數方程、邏輯推理和圖像圖表”是數學素養的核心.科學、技術、工程和數學被美國稱之為總統工程的STEM教育[3]，在國家實力的比較中，獲得STEM學位的人數已經成為一個重要指標.將其作為學生發展物理核心素養教育的文化定位，已經是世界潮流.

1.2學力定位

學力是學習能力和知識水平的簡稱.它能反映學生的知識水平以及在接受知識、理解知識和運用知識方面的能力水平.對物理核心素養的教育而言，將它定位于“自學、實踐、探究、綜合、創新”這5個能力要素，需要教師的精心培養.自學能力是衡量一個人可持續發展的重要素養，是學生終生發展的第一需求.實踐能力是學生設計方案、解決問題而必備的能力，是學生將來立足社會的長久之計.探究能力是還原物理學家發現規律過程所必須具備的能力，它是學生進行研究性學習的重要方式.創新能力是學生對已有知識進行拓展，形成新方案、新工藝、新成果的能力，是學生攀登科學高峰的洪荒神器.

1.3智力定位

智力是人們在對事物的認識過程中所表現出的精神能力，它是學生用智慧的方式來解決問題的能力反映.對物理核心素養的教育而言，將它定位于“觀察、記憶、思維、想象、創造”這5個智慧要素，需要教師的細心開發.觀察力是學生通過觀察而發現新奇事物的能力，它是學生智慧的眼睛.記憶力是學生識記、保持、再認和重現客觀事物所反映的內容和經驗的能力，它是學生智慧的倉庫.思維力是學生對客觀事物間接的、概括的反映能力，它是學生智慧的核心.想象力是學生在已有形象的基礎上，在頭腦中創造出新形象的能力，它是學生智慧的翅膀.創造力是學生產生新思想、發現和創造新事物的能力，它是學生智慧的結晶.若把思維力比作智力活動的加工廠，則觀察力就是該廠的情報員，記憶力為倉庫保管員，想象力成了推銷員，創造力也就是該廠最具實力的拳頭產品.

1.4動力定位

動力是影響學生智力活動和智力發展的潛在能力，它是學生優秀品格的潛能反映.對物理核心素養的教育而言，將它定位于“求知、責任、習慣、自信、毅力”這5個潛能要素，它是學生的潛在動力，需要教師的不斷激發.其中的求知欲是學生天生以來就有的一種學習欲望，但需要激發才能變為強大的學習動力.責任感是學生對自己、社會、集體、家庭和他人，主動施以積極有益作用的精神動力.好習慣需要學生長期的堅持，直到形成自覺性的行為能力方可，它使學生的行為有可能達到自動化的境界，乃至主宰自己的人生.自信心是反映學生對自己是否有能力成功地完成某項活動的信任程度的心理能力，是在自我肯定和充分估計的基礎上，相信自己力量的一種心理狀態，它是學生成才的精神支柱.毅力是學生為達到預定的目標而自覺克服困難、努力實現的一種心理忍耐和持久能力，它是創新人才克敵制勝的法寶.

2 育人模型

由于當今社會發展對人才需要量最大的是科技人才，按其需要量的多少可分為“技術工人、能工巧匠、科技人員、創新人才和領軍人物”這5大類，社會發展對這5類人才的需要量是呈金字塔分布的，所以物理教育對學生發展核心素養的培養也應該與社會發展對科技人才的層次需要相適應，由此可建構起金字塔育人模型，如圖1所示.

本研究病理確診椎間盤變形22例（35.5%），硬膜囊受壓37例（59.7%），鈣化32例（51.6%），神經根受壓24例（38.7%）。CT檢查的檢出率分別為27.3%、59.5%、78.1%、79.2%，MRI檢查的檢出率分別為77.3%、94.6%、31.3%、83.3%。椎間盤變形、硬膜囊受壓的檢出方面，MRI檢查的檢出率高（P＜0.05）；鈣化的檢出方面，CT檢查的檢出率高（P＜0.05）；神經根受壓的檢出方面，CT和MRI檢查的對比無統計學差異（P＞0.05）。見表2。

圖1 金字塔育人模型

2.1層級分布

該塔為四棱錐結構，從底到頂依次為1,2,3,4,5這5層設計.層級越高，社會發展需要的人才量就越少.層1為企業發展需要量最大的技術工人設計，物理教育必須確保每個學生的學業考核都要在合格以上.層2為企業發展需要量較大的能工巧匠設計，它要求學生在保證層1考核為優秀或良好的前提下，層2的學業考核為優秀或良好.層3為社會發展需要的科技人員設計，它要求學生在保證層1和層2考核為優秀或良好的前提下，層3的學業考核為優秀或良好.層4為社會發展最需要的科技創新人才設計，它要求學生在保證層1、層2和層3考核為優秀的前提下，層4的學業考核為優秀或良好.層5為社會發展而求才若渴的各級各類科技界領軍人物設計，它要求學生在保證層1、層2、層3和層4的考核都為優秀的前提下，層5的學業考核必須為優秀.

2.2側面分布

該金字塔模型的4個側面分別代表物理教育的4個定位，如圖2所示.

圖2 金字塔育人模型側面分布

正立面為文化定位分布，由底到頂5層分別為“人文、技術、科學、工程、數學”，如圖2(a)所示.左立面為學力定位分布，由底到頂5層分別為“自學、實踐、探究、綜合、創新”，如圖2(b)所示.右立面為智力定位分布，由底到頂5層分別為“觀察、記憶、思維、想象、創造”，如圖2(c)所示.背立面為動力定位分布，由底到頂5層分別為“求知、責任、習慣、自信、毅力”，如圖2(d)所示.

3 發展策略

教育是培養人的活動，使之成為社會發展需要的各級各類的有用之人，是教育的本能.使學生發展成為面廣量大的技術工人(工人)，是高中物理教育的最低要求；使技術工人發展成為能工巧匠(能人)，是物理教育的目標；使能工巧匠發展成為科技人員(技師)，是物理教育的使命；使科技人員發展成為創新人才(人才)，是物理教育的追求；使創新人才發展成為領軍人物(人物)，是社會發展的呼喚.高中物理教育按照學生終身發展的自我定位，關注跨學科的綜合性和整體性，筆者設計了由“學生→技工→能人→技師→精英→人物”這適應社會發展的五大跨越，也由此得出了高中物理教育學生核心素養發展及其培養的5個層次策略.

3.1技術工人(技工)

層1的核心素養為所有高中生設計，其育人途徑設定在高中物理(與科技知識相關的其他文科)的課堂教學中.其文化素養主要定位在物理知識的人文情懷上，學力素養主要定位在自學能力的養成上，智力素養主要定位在觀察能力的開發上，動力素養主要定位在求知欲望的激發上.其教育目標是為技術類專科學校輸送合格新生，為學生能發展成為社會需要的技術工人而打下堅實的文化基礎.

層2的核心素養為層1的目標考核達到優、良等級的高中生設計，其育人途徑設定在課堂教學與綜合實踐活動的結合中.其文化素養主要定位在物理實驗和信息技術的使用上，學力素養主要定位在實踐能力和工藝技術的提高上，智力素養主要定位在記憶能力的開發上，動力素養主要定位在社會責任感的激發上.其教育目標是為技術類工科學校輸送合格新生，為學生發展成為社會需要的能工巧匠而打下扎實的技術基礎.

3.3科技人員(技師)

層3的核心素養為層1和層2的考核都達優、良等級的高中生設計，其育人途徑主要設定在高中物理的課堂教學中.其文化素養主要定位在物理方法和思想觀念的提升上，學力素養主要定位在探究能力的發展上，智力素養主要定位在思維能力的開發上，動力素養主要定位在自我教育等好習慣的自動養成上.其教育目標是為本一類理工科高校輸送優秀學生，為學生發展成為社會需要的科技人員打下扎實的科技基礎.

3.4行業精英(精英)

層4的核心素養為層1、層2、層3的考核都達優、良等級的高中生設計，其育人途徑主要設定在入圍參加省級高中物理競賽或青少年科技創新大賽中.其文化素養主要定位在對現象規律的批判質疑上，學力素養主要定位在綜合實踐能力的提升上，智力素養主要定位在想象力的開發上，動力素養主要定位在自信心的激發上.其教育目標是為理工科一流高校輸送有發展潛力的優秀學生并繼續深造成為研究生，為學生能發展成為社會需要的行業精英打下厚實的理論基礎.

3.5領軍人物(人物)

層5的核心素養為層1、層2、層3、層4的考核都達優秀的高中生設計，其育人途徑主要設定在入圍參加國家級高中物理競賽或青少年科技創新大賽中.其文化素養主要定位在對定量探究的數學表達上，學力素養主要定位在創新能力的提高上，智力素養主要定位在創造力的開發上，動力素養主要定位在堅忍不拔的毅力上.其教育目標是為理工科名牌大學輸送有發展潛力的優秀學生并繼續深造成為研究生乃至博士后或出國深造，為學生發展成為社會需要的科技行業領軍人物而打下厚實的科技理論基礎.

4 評價探索

對學生發展核心素養物理教育的考核評價，要有利于學生當今與未來發展的需要，有利于學生整體素質的提高，有利于育人體系的完善和育人途徑的落實.其實傳統的學業評價考核機制已經不適合對學生發展核心素養的評價，必須實施新的評價方法.

4.1評價載體

學生發展核心素養強調的是跨學科的綜合能力，反映的是學生的整體素質.而與高中物理教育密切相關的學科教育有文科教育(以語文學科為核心)、理科教育(以數學學科為核心)、藝術教育(以美術學科為核心)、技術教育(以信息學科為核心).其整體評價的載體莫過于學生研究性學習的論文撰寫，它能綜合反映學生的人文、科學、技術、工程、數學、藝術等核心素養.因為論文的撰寫要有文科功底、理科素質、技術含量和藝術效果,所以將高中物理研究性學習論文作為學生發展核心素養整體評價的載體是具有可操作性的.

4.2評價途徑

核心素養是學生在其教養與修養基礎上的進一步內化，是一個人由內而外散發出來的由教育、內修、實踐之后形成的人文底蘊、品格能力等，是一個人內外素質的綜合反映.所以，開展以學生的科技創新成果為主題的論文答辯或演講比賽就成了學生發展綜合能力素養的評價途徑.因為在論文答辯或演講時，學生的人文底蘊、品格能力等內外素質都能一覽無余.

4.3評價方式

如何確定學生發展核心素養的綜合水平達到哪個層級？科學測評是關鍵.筆者所在學校的物理教研組配合一年一度的青少年科技創新大賽，要求每個學生在高中的前兩年內獨立申報一件科技創新作品，經過小組展示評價后逐級擇優推薦參加班級、年級、學校、市、省、全國這6個層級18個等次(每個層級有一、二、三等獎3個等次)的青少年科技創新大賽.其作品的獲獎等級就是該生綜合素養的層級和等次.如筆者的4位學生的作品《向心力探究儀》《磁力回旋加速器》《電子測力計的設計與應用》和《安培力定量探究儀》經上述的5層推薦，參加江蘇省青少年科技創新大賽，都獲物理類創新成果一等獎.這4位學生綜合素養的評價層級和等次為省級一等.其中已畢業的3位學生分別被南京大學、中國科學院大學、南京理工大學錄取.這些學生的發展目標可定位在圖1所示模型中的4層或5層.

1 教育部.關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見.2014-3-30

2 趙婀娜,趙婷玉.《中國學生發展核心素養》發布.人民日報，2016-09-14(12)

3 盧春,袁桂林.美國“科學、技術、工程和數學”(STEM)高中述評.豆丁網

2017-04-05)

**江蘇省教育科學“十三五”重點課題“中學生發展物理核心素養模型構建的校本化研究”，項目編號：B-b/2016/02/35

方紅霞(1971- )，女，江蘇省高中物理特級教師，主要從事中學物理教學及研究.