物理科學(xué)信息素養(yǎng)的概念探析

趙娟娟

安徽省宿州市第二中學(xué) 安徽宿州 234000

一、引言

21世紀(jì)的社會(huì)既是知識(shí)經(jīng)濟(jì)型的社會(huì)，又是信息化的社會(huì)。處在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人的創(chuàng)造力和問題解決能力決定了一個(gè)人能否在社會(huì)上取得成功，因此，在物理課程改革過程中，提出以培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)為宗旨，以期達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和解決物理科學(xué)問題的能力的目的，從而培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的人才。而處在信息社會(huì)，每天面對(duì)著海量信息，如何合理合法地獲取、利用和交流信息成為了21世紀(jì)人民應(yīng)該具備的一種能力，即21世紀(jì)的人們應(yīng)該具備信息素養(yǎng)。由此可見，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)和信息素養(yǎng)是順應(yīng)21世紀(jì)時(shí)代發(fā)展的需求，因此物理科學(xué)信息素養(yǎng)這一概念便應(yīng)運(yùn)而生。

二、物理核心素養(yǎng)概念的發(fā)展

2014年，教育部為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提出了學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，并組建相關(guān)研究課題組開始了為期三年的核心素養(yǎng)框架構(gòu)建過程，并于2016年9月，頒布了最新的發(fā)展核心素養(yǎng)框架。

在“中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系”框架下，高中物理提出了物理核心素養(yǎng)這一概念， 并在遵循物理學(xué)科的學(xué)科特點(diǎn)的前提下，將高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)歸結(jié)為四個(gè)維度 ：（1）物理觀念；（2）科學(xué)思維；（3）科學(xué)探究；（4）科學(xué)態(tài)度和責(zé)任[1]。每個(gè)維度又包含若干個(gè)要素。

三、信息素養(yǎng)概念的發(fā)展

“信息素養(yǎng)”這一概念最早由美國的保羅·澤考斯基提出，之后，便不斷有學(xué)者通過對(duì)信息素養(yǎng)的研究，對(duì)信息素養(yǎng)定義進(jìn)行界定。

例如， 1998年，在美國出版的《面對(duì)學(xué)生的信息素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》中，將信息素養(yǎng)概括為信息素養(yǎng)、獨(dú)立學(xué)習(xí)和社會(huì)責(zé)任三個(gè)部分[2]。而關(guān)于“信息素養(yǎng)”的研究國內(nèi)的著作也很多，李克東教授認(rèn)為信息素養(yǎng)應(yīng)包含三個(gè)要素：應(yīng)用信息技術(shù)的技能、批判與理解信息內(nèi)容的能力、能夠合理利用信息并具有融入信息社會(huì)的能力和態(tài)度[3]；桑新民教授則從三個(gè)層次、六個(gè)方面描述了信息素養(yǎng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與目標(biāo)體系；張義兵等則從技術(shù)學(xué)等四個(gè)角度對(duì)信息素養(yǎng)給出了綜合分析；鐘志賢教授認(rèn)為信息素養(yǎng)包括信息意識(shí)、信息能力和信息倫理三部分[4]。

四、物理科學(xué)信息素養(yǎng)的概念探析

1.物理科學(xué)信息素養(yǎng)的定義

物理科學(xué)信息素養(yǎng)是指合理利用信息技術(shù)解決與物理相關(guān)的科學(xué)問題的潛能。物理科學(xué)信息素養(yǎng)定義中的“信息技術(shù)”側(cè)重于指多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件應(yīng)用。多媒體指的是文本，聲音和圖像等多種媒體形式；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)側(cè)重于指搜索引擎的應(yīng)用；計(jì)算機(jī)軟件包括系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和介于這兩者之間的中間件，這里側(cè)重指對(duì)具有物理學(xué)科特征的軟件的應(yīng)用。物理科學(xué)信息素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)解決的是與物理相關(guān)的科學(xué)問題。“潛能”指的是人具有的但未表現(xiàn)出現(xiàn)的能力，不僅與當(dāng)前解決問題的能力相關(guān)，還與態(tài)度、精神、方法、經(jīng)驗(yàn)、習(xí)慣等潛在的解決問題的能力相關(guān)，主要體現(xiàn)為學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的應(yīng)變能力。

2.物理科學(xué)信息素養(yǎng)與物理核心素養(yǎng)和信息素養(yǎng)的關(guān)系

物理科學(xué)信息素養(yǎng)可以延伸到物理核心素養(yǎng)和信息素養(yǎng)，但是物理科學(xué)信息素養(yǎng)并不是物理核心素養(yǎng)和信息素養(yǎng)的簡(jiǎn)單疊加。首先，物理核心素養(yǎng)中的獲取證據(jù)這一要素蘊(yùn)含著對(duì)物理信息的獲取、整理和生成，這是信息素養(yǎng)的范疇，但是對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用重視度不夠；其次，科學(xué)信息素養(yǎng)中的信息意識(shí)和信息能力中也涉及到收集物理信息和解決物理學(xué)問題，這是物理核心素養(yǎng)的范疇，但并不是以解決物理學(xué)問題為主要目的，信息素養(yǎng)的核心能力是使用信息工具的能力和獨(dú)立學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力。

所以，物理科學(xué)信息素養(yǎng)是對(duì)物理核心素養(yǎng)和信息素養(yǎng)范疇交集部分的再加工，是物理核心素養(yǎng)和信息素養(yǎng)交集部分的升華。因而，物理科學(xué)信息素養(yǎng)不同于物理核心素養(yǎng)和信息素養(yǎng)，因?yàn)槲锢砜茖W(xué)信息素養(yǎng)更強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)的應(yīng)用；物理科學(xué)信息素養(yǎng)也不同于信息素養(yǎng)，因?yàn)槲锢砜茖W(xué)信息素養(yǎng)更強(qiáng)調(diào)解決與物理相關(guān)的科學(xué)問題。

3.物理科學(xué)信息素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)模型

通過對(duì)物理核心素養(yǎng)、信息素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了整合分析，從而能建構(gòu)出了物理科學(xué)信息素養(yǎng)的四維模型，它主要由物理科學(xué)信息意識(shí)、物理科學(xué)信息知識(shí)、物理科學(xué)信息能力、物理科學(xué)信息態(tài)度四大要素組成，四者相互聯(lián)系，相互依存，構(gòu)成了物理科學(xué)信息素養(yǎng)的立體畫面。

（1）物理科學(xué)信息意識(shí)

物理科學(xué)信息意識(shí)是指具有使用信息工具解決物理問題的習(xí)慣和意識(shí)，對(duì)科學(xué)信息的價(jià)值有敏感性和洞察力，包括獲取信息的意識(shí)、辨別信息的意識(shí)和應(yīng)用信息的意識(shí)。獲取信息的意識(shí)指的是當(dāng)人們?cè)谀吧h(huán)境中，遇到用自己所熟知的物理知識(shí)無法解決的物理問題時(shí)，有使用信息工具獲取物理新知識(shí)的習(xí)慣和動(dòng)機(jī)等；辨別信息的意識(shí)是指有對(duì)收集的相關(guān)物理信息進(jìn)行分類、歸納、識(shí)別的意識(shí)；應(yīng)用信息的意識(shí)是指有使信息發(fā)揮效益的愿望，對(duì)信息的價(jià)值有敏感力和洞察力。

（2）物理科學(xué)信息知識(shí)

物理科學(xué)信息知識(shí)包括物理學(xué)內(nèi)容知識(shí)和基本信息知識(shí)，它是利用信息技術(shù)解決物理問題的基礎(chǔ)。其中物理學(xué)內(nèi)容知識(shí)指的是物理基本知識(shí)、核心概念、定律等，包括包物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的化學(xué)變化、運(yùn)動(dòng)和力、能量及其轉(zhuǎn)化、物質(zhì)和能量的相互作用等。基本信息知識(shí)指的是與信息技術(shù)有關(guān)的理論、知識(shí)和操作方法。

（3）物理科學(xué)信息能力

物理科學(xué)信息能力是指利用信息技術(shù)解決與物理相關(guān)問題的能力，包括運(yùn)用工具的能力和物理科學(xué)能力。物理科學(xué)信息能力是物理科學(xué)信息素養(yǎng)的核心素，物理科學(xué)能力則是物理科學(xué)信息能力的核心。

運(yùn)用工具的能力即所謂的操作能力，是指能夠熟練掌握用以解決物理問題的相關(guān)信息工具，例如搜索引擎、圖片分析工具、視頻分析工具、虛擬仿真軟件等。

物理科學(xué)能力包括三個(gè)方面：形成物理觀念、物理科學(xué)思維和物理科學(xué)探究。

首先，形成物理觀念指的是在掌握物理基本知識(shí)、核心概念、定律等的過程上，通過內(nèi)化而形成的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，包括對(duì)基本物理事實(shí)的概括性認(rèn)識(shí)和對(duì)物理基本知識(shí)的應(yīng)用。包括物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)觀、能量觀和相互作用觀及其應(yīng)用。

其次，物理科學(xué)思維是指解決實(shí)際問題時(shí)的物理方法和策略，常用的物理方法有觀察的方法、實(shí)驗(yàn)的方法（包括控制變量法、轉(zhuǎn)換法、等效替代法）、邏輯的方法（包括比較、分類、分析、綜合、歸納、演繹、推理、理想化、類比、假說、科學(xué)想像、逆向思維法）、數(shù)學(xué)的方法（包括比例方法、方程方法和圖像方法）、哲學(xué)的方法（包括辯證、絕對(duì)相對(duì)、量變質(zhì)變、原因結(jié)果）。物理科學(xué)思維分為模型建構(gòu)、科學(xué)推論、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新。模型建構(gòu)包括將熟悉的物理模型應(yīng)用到熟悉的物理情景、在陌生的物理情境中應(yīng)用熟悉的物理模型、在陌生的物理情境中建立新的物理模型三種形式；科學(xué)推論包括演繹推論和歸納推論；科學(xué)論證指的是在面對(duì)未知物理問題時(shí)，基于原有知識(shí)和科學(xué)證據(jù)建立自己的科學(xué)主張，并能向別人辯護(hù)自己主張的合理性；質(zhì)疑是創(chuàng)新的前提。

最后，物理科學(xué)探究主要指虛擬實(shí)驗(yàn)探究。虛擬實(shí)驗(yàn)探究具體指從一定的事實(shí)情境中提出有價(jià)值的物理問題，并通過信息技術(shù)等手段搜集和獲取能夠用以解決物理問題的相關(guān)信息，能對(duì)信息進(jìn)行概括、整合、總結(jié)，對(duì)物理問題提出假定性解釋，擬定相關(guān)量，從而設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)方案，利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)探究獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，分析和處理數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)得出相關(guān)結(jié)論，并能夠?qū)Y(jié)論進(jìn)行解釋，以及能夠交流實(shí)驗(yàn)探究過程和進(jìn)行探究反思，所以可以將虛擬實(shí)驗(yàn)探究分為提出問題、形成猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和制定方案、獲取證據(jù)、作出解釋和交流合作。

（4）物理科學(xué)信息態(tài)度

物理科學(xué)信息態(tài)度是指在利用信息技術(shù)解決物理問題時(shí)的態(tài)度和責(zé)任，包括遵守法律法規(guī)、對(duì)物理研究有興趣、好奇和責(zé)任心等。

五、結(jié)束語

通過對(duì)物理核心素養(yǎng)和信息素養(yǎng)進(jìn)行研究，并結(jié)合21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展的特點(diǎn)，提出了“物理科學(xué)信息素養(yǎng)”這一概念，通過對(duì)其概念進(jìn)行探析，得出了物理科學(xué)信息素養(yǎng)的四維結(jié)構(gòu)模型即物理科學(xué)信息意識(shí)、物理科學(xué)信息知識(shí)、物理科學(xué)信息能力和物理科學(xué)信息態(tài)度，以期為測(cè)量學(xué)生的物理科學(xué)信息素養(yǎng)提供理論支持。