以中國高考評價體系為指導在課堂教學中培養學生的物理核心素養

宋國梁

摘 要：中國高考評價體系落地為新高考改革提供了可靠的理論支撐和實踐指南，也為落實“立德樹人”這一教育根本任務指明了方向.在工作中唯有扎扎實實地將物理核心素養落實到每一堂課、每一道習題中，才能將“怎樣培養學生”變為“培養怎樣的學生”.在教學過程中以不同的方式對學生進行物理核心素養的培養，這些教學理念一直在伴隨著一代一代的物理人傳承和發展.

關鍵詞：高考評價體系;物理觀念;科學探究;科學思維;科學態度與責任

中圖分類號：G633.7 ? ?文獻標識碼：B ? ?文章編號：1008-4134（2021）11-0057-03

2019年12月，教育部考試中心發布了《中國高考評價體系》，為深化新時代高考內容改革和命題工作提供了可靠的理論支撐和實踐指南，意味著發軔于2014年的高考綜合改革正式落地.以“一核”“四層”“四翼”為主體內容的高考評價體系，昭示著高考命題和評價的新標準已然確立，它將深刻地影響著每一位高考考生和高中一線教師，也必將助推中國基礎教育改革邁向縱深.實施普通高中新課程的省份不再制定考試大綱，學業水平選擇性考試和高等學校招生全國統一考試命題要以國家普通高中課程標準和高校人才選拔要求為依據，促進教考有效銜接.從2020年開始，無論是全國卷，還是各省命制的試卷，都將全面對標高考評價體系.

高考評價體系主要由“一核”“四層”“四翼”三部分內容組成.其中，“四層”中的學科素養是指即將進入高等學校的學習者在面對生活實踐或學習探索問題情境時，能夠在正確的思想價值觀念指導下，合理運用科學的思維方法，有效整合學科相關知識，運用學科相關能力，培養高質量的認識問題、分析問題和解決問題的綜合品質.在高考中各學科中的關鍵能力與必備知識是以學科素養為導向進行界定的.而物理學科核心素養中包含的“物理觀念、科學探究、科學思維和科學態度與責任”等完全是高考評價體系中的學科素養要求在物理學科中的具體體現.

為了落實黨的十八大提出的“立德樹人”這一教育的根本任務，我們必須將學科核心素養“潤物細無聲”地植根于日常課堂教學中，各學科統一的是教學目標和教育理念，而不是統一教學方法和教學模式，教育的目的不是“怎樣培養學生”而是“培養怎樣的學生”，這對于我們的教育和教學有著真正的指導意義.現在需要做的不是改變和推翻我們已有的教學經驗和教學方法，而是在核心素養的教育理念支撐下，用我們在多年教學中形成的教學方法，讓學生獲得學習方法，形成關鍵能力，正所謂“教無定法，教要得法”.下面通過一個具體案例剖析，把筆者對物理核心素養的理解逐一呈現.

1 案例

2008年北京夏季奧運會，中國跳臺跳水運動員陳若琳獲得女子10m臺冠軍.假設她的質量約為40kg，重心離跳臺臺面的高度約為1m，起跳后身體伸直，使頭部上升的最大高度約為20cm，雙腳與地面接觸時間為0.1s，當她完成所有動作時，必須伸直雙臂垂直水面入水以使濺起的水花盡量小一些.當她的手剛觸及水面時，重心離水面高度大約也是1m（忽略空氣阻力，已知重力加速度為g，令2.04=1.43）.

試研究：（1）運動員從腳離開跳臺到剛要落入水中所需的時間t;

（2）起跳過程中，跳臺給運動員的平均作用力F;

（3）起跳過程中，跳臺對人所做的功W.

（3）方法一（功的定義）：起跳過程中支持力的作用點沒有發生位移，所以跳臺對人不做功.

方法二（功能關系）：人的機械能是由自身的內能轉化而來，是通過人這個系統的內力（腿部肌肉提供的力）做功，實現的生物化學能（人的內能）與機械能的轉化.

2 具體剖析

通過對案例的具體剖析來體會其中的物理核心素養.

2.1 物理觀念

“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識;是物理概念和規律等在頭腦中的提煉和升華;是從物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的基礎.包括物質觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念及其應用等要素.

2.1.1 物理觀念的體現

同一個物體，在不同的問題中，可以抽象成不同的模型，這既是一種建構物理模型的能力體現，也可以理解為從物理學的角度對物體的一種認知.在此案例中研究人的運動時，若不考慮技術動作和姿態，可以把人視為質點;研究對人做功時，要考慮做功對象是腳還是整個人，對研究對象的認識就是一種物理觀念的體現.而恰恰很多學生不能清楚地認識功的概念，誤將跳臺對人的支持力與人重心的位移（而不是力的作用點的位移）相乘，而得到錯誤的結論，糾其原因，就是學生只對物理概念進行機械記憶而沒有理解具體含義，即沒有形成物理觀念.

2.1.2 運動與相互作用觀念的體現

根據人的受力情況，判斷人離開跳臺前后的運動狀態，并能夠運用相應的物理定律和規律解決問題.人的腳與跳臺接觸的起跳過程中，涉及力與運動的關系的分析，在空中運動的過程中，受到的力與運動狀態的判斷，都體現了力是改變運動狀態從而產生加速度的原因這一物理觀念.

2.1.3 能量觀念的體現

如果能夠從能量轉化的觀點來認識人起跳的過程，就可以容易判斷地面對人是不做功的，因為地面與人沒有發生相應的能量轉化.人獲得機械能的過程，是人自身作功的結果.

2.1.4 物理觀念的提煉和升華

物理概念和規律在頭腦中的提煉和升華，是物理觀念的重要內涵.對牛頓第二定律與功能關系的提煉和升華，從而形成正確和深刻的認識——研究對象無論是質點還是系統，研究的都是合外力與加速度的關系，不涉及到內力問題.研究功能關系時，考慮到功是能量轉化的量度，不單是外力做功，系統的內力做功同樣也可以改變系統能量.

由此可見，學生具備了以上的物理觀念，是分析現象解決問題的前提和基礎.

2.2 科學思維

“科學思維”是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式;是基于經驗事實建構理想模型的抽象概括過程;是分析綜合、推理論證等方法的內化;是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑、批判、檢驗和修正，進而提出創造性見解的能力與品質.

“科學思維”主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素.

2.2.1 模型建構

一是將研究對象抽象為理想化模型（質點和系統的建立）;二是從起跳到離地再到入水，是運動模型的建構（將實際問題中的對象和過程轉換成物理模型）.

2.2.2 推理和科學論證

利用牛頓第二定律和勻變速運動規律解決問題的過程.

2.2.3 質疑創新

（1）為什么地面對人的支持力可以讓人產生加速度但卻對人不做功？（如果學生能夠生成利用功的定義和功能關系多角度思考問題，其實就是創新）

（2）為什么在求地面的平均作用力時，可以把變加速運動等效成勻變速運動求恒力？（在質疑的同時如果考慮是否可以不用牛頓運動定律而用其他方法解決變力問題，比如用動量定理求解，那么這也是一種創新）

2.3 科學探究

科學探究是探究者通過自身主動參與并發現問題、解決問題的過程.科學探究既是一種思維方式，也是一種研究手段，是貫穿于學生的整個學習過程中的.科學探究的目的是強化物理觀念的形成，進而鍛煉科學思維的養成.探究的方式是多元化的，可以是理論探究（問題導向式、設置問題串）、實驗探究、課題研究，等等.

“科學探究”主要包括問題、證據、解釋、交流與合作等要素.

問題1：人離地前做什么運動？如何處理？

交流（討論環節）：（1）解釋：從力的作用效果看，恒力和變力在相同時間內使物體獲得相同的速度時，變力在這段時間內的平均作用力大小等效于該恒力;（2）提升：追問，如果不做勻變速運動的等效處理，是否有其他方法（動量定理）解決問題？

問題2：人起跳獲得的動能從哪里來？是誰做功的結果？這時人能否視為質點？為什么？

2.4 科學態度與責任

“科學態度與責任”是指在認識科學本質，理解科學、技術、社會、環境關系的基礎之上，逐漸形成對科學和技術應有的正確態度和責任感.

“科學態度與責任”主要包括科學本質、科學態度、社會責任感等要素.

2.4.1 科學本質

認識到物理研究是一種對自然現象進行抽象的創造性工作（建模的過程就很好地體現了科學本質）.

2.4.2 科學態度

有較強的學習和研究物理的內在動機，堅持實事求是，在合作中既能堅持觀點又能修正錯誤.

對要研究的問題有理有據，對出現困惑的問題（跳臺對運動員不做功）積極解決，這就是一種科學態度.

2.4.3 社會責任感

即具有保護環境、節約資源、促進可持續發展方面的責任感.

3 結束語

近幾年高考試題體現的特點是緊扣時代脈搏，緊密聯系生活實踐，具有濃濃的人文精神，滿滿的正能量，能夠弘揚社會的主旋律和正氣，引導積極向上的價值觀.本案例亦可從運動員的意志品質、民族自豪感以及家國情懷方面進行德育滲透，從而扎扎實實地在日常教學中落實“立德樹人”這一教育的根本任務.

本文的案例只是高中物理教學中的滄海一粟.通過這一案例分析，我們會發現以往的教學過程都是在用不同方式對學生進行物理核心素養的培養，這些教學理念一直伴隨著一代又一代物理人的傳承和發展.物理學科的本質就是核心素養，只是我們缺乏系統科學的理論構建，不是每節課、每個習題都能系統清晰地呈現，更多的是自覺不自覺的應用.教學中往往缺乏主動性和目的性的培養，教學過于隨意，不利于學生核心素養的形成.因此，我們需要加強系統的理論學習，吃透高考評價體系，積極推進新課改，把核心素養的培養始終放在教學設計的核心位置，不僅讓我們的課堂更有思想性，也有利于形成穩定的教學風格，使教學的一致性增強，更有利于培養學生形成科學態度.作為一名有教育情懷和教育思想的教師，這樣才能真正享受到教育者的快樂.

參考文獻：

[1]教育部考試中心.中國高考評價體系[M].北京：人民教育出版社，2019.

[2]教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020.

（收稿日期：2021-04-19）