王较国--基于核心素养的物理教学（2019-3-13）

1、1,基于核心素养的物理教学,王较过 教育部陕西师范大学基础教育课程研究中心 陕西师范大学物理学与信息技术学院,联系方式： 电话E_mail:,1,2,第一部分 核心素养,一、核心素养与学科核心素养 1.核心素养的内涵与发展 （1）内涵：核心素养指的是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。 （2）发展： 发展基础：学习基础知识和基本技能； 发展途径：经历学习和解决问题的过程，掌握思想方法； 发展目标：在系统的学科学习中，通过体验、认识及内化等过程逐步形成的相对稳定的思考问题、解决问题的思维方法和价值观,3,发展学生的学科核心素养，关键是要走出“知识

2、理解”的教学围栏，由“知识理解”向“知识迁移”过渡，再向“知识创新”提升。“知识迁移”的核心是“过程与方法”，“知识创新”的核心是科学思维。 要实现这些目标，就要改变只注重知识传授的教学方式，在教学中，要以传授知识为载体，着眼于提升学科核心素养，引导学生经历学习过程,4,2.学科核心素养的内涵与特性 （1）学科核心素养的内涵 学科核心素养是具有学科特征、以学科知识和技能为基础，整合了过程与方法，情感、态度价值观而形成的综合性的、内在的品质和关键能力。它是在特定学科或某一领域的知识学习过程中形成的，体现学科思维特征，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。是学生在接受特定学科教育过程

3、中形成的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的综合表现,5,2）学科核心素养的特性 特性1. 强大的统摄力与整合性 特性2. 广泛的迁移力与适应性 特性3. 持续的影响力与建构性 特性4. 体现学科特色可教可学,6,二、中国学生发展核心素养 1.内涵及研制目的 （1）内涵：学生发展核心素养主要指学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。核心素养是关于知识、技能、情感、态度、价值观等多方面要求的综合表现。 （2）研制目的：把党的教育方针具体化、细化，落实立德树人根本任务，培养全面发展的人，提升21世纪国家人才核心竞争力,7,2.研制背景 研制中国学生发展核心素养

4、主要有3个方面的背景： 背景1：全面贯彻党的教育方针，落实立德树人。 教育部2014年4月印发关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见，提出了全面深化课程改革“五个统筹”的工作任务，同时还提出了十项措施推进课程改革,8,五个统筹： （1）统筹小学到研究生各学段。明确各学段各自教育功能定位，使其依次递进、有序过渡。 （2）统筹各学科。发挥人文学科的独特育人优势，提升数学、科学、技术等课程的育人价值。加强学科间的相互配合，不断提高学生综合运用知识解决实际问题的能力。 （3）统筹课标、教材、教学、评价、考试等环节。 （4）统筹一线教师、管理干部、教研人员、专家学者、社会人士等力量。充分发挥各自

5、优势，形成育人合力。 （5）统筹课堂、校园、社团、家庭、社会等阵地。营造协调一致的良好育人环境,9,十项推进课程改革的措施： （1）研究制定学生发展核心素养体系和学业质量标准； （2）修订课程方案和课程标准； （3）编写、修订高校和中小学相关学科教材； （4）改进学科教学的育人功能； （5）加强考试招生和评价的育人导向； （6）强化教师育人能力培养； （7）完善各方参与的育人机制； （8）实施研究基地建设计划； （9）整合和利用优质教育教学资源； （10）加强课程实施管理,10,背景2：适应世界教育改革发展趋势，提升教育国际竞争力 随着社会多极化、经济全球化、文化多样化、社会信息化的深入发展，

6、核心素养研究浪潮席卷全球，各国都在思考、研究并提出21世纪学生应该具备的核心素养，这是一个前瞻性的战略问题。 面对激烈的国际竞争，我国要适应世界教育改革发展趋势，深入实施人才强国战略，提升教育国际竞争力，就必须研制并确定中国学生发展核心素养,11,12,13,14,15,16,17,18,19,新加坡学生核心素养,整体呈现与社会发展、国家发展相统一的趋势,20,背景3：全面推进素质教育，深化教育领域综合改革 我国教育领域存在的问题主要表现在三个方面： （1）课程教材的系统性、适宜性不强。 （2）高校、中小学课程目标衔接不够，部分学科内容交叉重复。 （3）学生的社会责任感、创新精神和实践能力较为

7、薄弱。 要解决这些问题，关键是进一步丰富素质教育的内涵，建立以“学生发展核心素养”为统领的课程体系和评价标准，树立科学的教育质量观,21,3.中国学生发展核心素养的整体框架 （1）中国学生发展核心素养的特点 中国学生发展核心素养以科学性、时代性和民族性为基本原则，以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，细化为国家认同等18个基本要点。根据整体框架，针对不同学段学生的年龄特点，进一步提出各学段各学科学生的具体表现要求,22,2）中国学生发展核心素养的总体框架 中国学生发展核心素养以培养“全面

8、发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，具体细化为国家认同等十八个基本点。 依据总体框架，各个学科结合本学科的学科特色，研制出学科核心素养，并在课程标准中明确表述学科核心素养,23,24,25,语文学科核心素养,26,数学学科核心素养,数学运算,数据分析,27,英语学科核心素养,28,物理学科核心素养,29,化学学科核心素养,变化观念与平衡思想,30,生物学学科核心素养,31,历史学科核心素养,时空 观念,32,地理学科核心素养,33,思想政治学科核心素养,34,第二部分 物理教学,一、物理学科核

9、心素养 物理学科核心素养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必备品质和关键能力，它具有物理学科的特色，是构成科学素养的重要内容。物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等4个方面，细化为14个构成要素。对每一个方面，物理教学中都将其划分为不同水平,35,36,37,1.物理观念 “物理观念” 是指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、运动与相互作用观念、能量观念及其应用等要素,38

10、,1）物质观念 从课程性质看，物理学是自然科学领域的一门基础学科，研究自然界物质的基本结构、相互作用于运动规律。世界是由物质构成的，它有不同的存在形式，如实物，场。物质具有各种不同的属性，如质量、导电性、导热性等。在物理学中，科学家通过研究，采用各种不同的物理量表示物质的不同性质。例如，用电阻表示导体的导电性，用质量、密度等表示物质的属性，用温度、体积、压强气体所处的状态等,39,2）运动与相互作用 从物理学视角看，世界是由物质构成的，物质在不停的运动，有多种不同形式的运动，如机械运动、热运动、电磁运动等。 运动和相互作用密切联系，通过相互作用，不同运动形式之间可以相互转化，例如，摩擦可以生热

11、，通过摩擦这种相互作用，机械运动转化为热运动,40,3）能量观念及应用 从物理学的视角看，能量不仅是物理学中的重要观念，而且是最普遍、应用最为广泛的观念。 能量是从各种运动形式中抽象出的概念，可以用它对不同的运动形式之间的转化进行统一的量度。例如，摩擦生热，使机械运动转化为热运动。那么，有多少机械运动转化为热运动，就可以用能量进行量度,41,42,2. 科学思维 “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

12、正，进而提出创造性见解的能力与品质。 “科学思维”主要包括四个方面,43,1）模型建构 从物理学视角，模型建构是十分重要的思维方式之一。物理学研究自然界最基本、最普遍的物质运动规律和物质结构，只有针对自然界实际的物质和运动，抓其最基本最普遍的主要因素，忽略个别的次要的因素，才能达到对自然界本质的物理学认识，这种认识就是构建物理模型。物理学建立了各种各样的模型，例如，杠杆、匀速直线运动、点光源、点电荷,44,2）科学推理 推理是由一个或一组命题（前提）推出另一命题（结论）的思维方式。从物理学视角看，科学推理不仅对物理学习有十分重要的意义，而且是最重要的科学思维方法之一。不管是学习物理或者做物理练

13、习题，还是日常生产生活中解决实际问题都离不开科学推理。 通过物理教学，要使学生能够从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论，并能解释自然现象和解决实际问题,45,3）科学论证 所谓论证是指由判定一个或一些命题的真实性，通过推理确定另一命题真实性或虚假性的思维过程。由论题、论据、论证方式组成。有直接论证和间接论证、演绎论证和归纳论证等。 通过物理学习，学生应该具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力，能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测等,46,4）质疑创新 质疑创新就是要具有批判性思维的意识，“批判”的意思是分析评论，批判性思维就是能够对问题进行分析和评论的思维方式，是高品

14、质的思维。因此，在物理教学中，要培养学生能够基于证据对问题或已有的结论进行分析评论，大胆质疑，从不同角度思考问题，有依据地提出自己的见解，追求科技创新,47,48,3.科学探究 “科学探究” 是指具有提出科学问题、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作出解释，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。通过物理教学，从以下几个方面使学生的科学探究能力得到发展,49,1）具有科学探究意识，能在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设。 （2）具有设计探究方案和获取证据的能力，能正确实施探究方案，使用

15、科技手段和方法收集信息。 （3）具有分析论证的能力，会使用不同方法和手段分析、处理信息，描述、解释探究结果和变化趋势。 （4）具有交流与合作的意愿与能力，能准确表述、评估和反思探究过程与结果,50,51,4.科学态度与责任 “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，逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度和责任感。 “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。通过物理学习，学生在以下方面应该得到发展,52,1）能正确认识科学的本质。 （2）具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是，不迷

16、信权威。 （3）关心国内外科技发展现状与趋势，了解物理研究和物理成果的应用应遵循普遍接受的道德规范，能遵循普遍接受的道德规范，理解科学技术社会环境的关系，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感,53,特别强调： 物理核心素养的四个方面是相互联系、共同发展的，物理观念的形成过程是学生经历科学思维和科学探究的过程，同时伴随着科学态度与社会责任感的发展过程，也是对科学本质的认识不断深化的过程,54,二、义务教育物理课程目标 义务教育物理课程旨在提高学生的科学素养，让学生： 1.学习终身发展必须的物理基础知识和方法，养成良好的思维习惯，在分析问题和解决问题时尝试运用科学知识和科学研究方法； 2

17、.经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参加与科学技术有关的活动，有运用研究方法的意识,55,3.保持探索科学的兴趣与热情，在认识自然的过程中获得成就感，能独立思考、敢于质疑、尊重事实、勇于创新； 4.关心科学技术的发展，具有环境保护和可持续发展的意识，树立正确的世界观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。 除此之外，课程标准从知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三个维度对课程目标提出了15个方面的具体要求,56,57,三、物理学科核心素养与课程三维目标 物理学科核心素养从发展学生核心素养的角度集中体现了物理学科的育人价值，是物理课程三维目标的提炼、整合与升华。它对三维目标

18、的发展主要体现在以下三个方面: 1. 明确提出了物理观念的内容和要求 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；是对物理知识目标的整合和提升。它是物理核心素养的主要内容，也是其他物理核心素养的重要基础,57,58,2. 明确提出了科学思维能力和科学探究能力要素 这是从物理学科发展学生能力的角度对过程与方法目标的提炼、整合与提升。科学思维和科学探究是从学生经历了科学思维和科学探究过程所获得的核心素养的角度对课程目标进行的表述，是在学生身上体现出来的可观察、可测评的学习结果。在物理教

19、学过程中，科学思维和科学探究也是可教可学的,58,59,1）科学思维 “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、推理论证等方法的内化；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，进而提出创造性见解的能力与品质,59,60,2）科学探究 “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。科学探究不仅是一种科学学习的主要方式，是形成其他物理核心素养的主要途径，而且对学生的提出问题能力、批

20、判性思维能力、交流和合作能力等综合能力的形成具有重要价值,60,61,3. 明确提出了科学本质和社会责任 “科学态度与责任” 是指在认识科学本质，理解物理学与技术、社会和环境等之间的关系基础上，逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感，是学生通过物理学习而形成的关键品格，对于学生正确的世界观、价值观和社会责任感的形成具有重要的价值,62,四、基于学科核心素养的物理教学 1.遵循学科核心素养的形成规律实施物理教学 （1）关于物理观念 形成物理观念离不开物理知识，但物理观念本身并不是物理知识。 物理观念属于精神层面，具有内在性和发展性，既不能通过操作性的方式来教，也不能在教学中一次到位。要在

21、教学的整个过程中都注重物理观念的形成与发展,62,2）关于科学思维和科学探究 科学思维和科学探究是认识过程和方法，物理知识的学习离不开科学思维和探究，但它们本身并不是物理知识的结论，不能通过只教结论的方式来教。 科学思维和科学探究不是陈述性的知识，学生只有在亲自做的过程中才能掌握和提高其水平。 引导学生经历学习和应用物理知识的过程，而不能把科学思维和科学探究当做知识的结论给学生灌输,63,3）关于科学态度与责任 科学态度与责任是物理教学要培养的学科素养，但它本身并不是物理知识。 科学态度与责任属于精神层面，具有较强的内在性、发展性，既不能通过“说教”的方式来教，也不能一次教学就完成。 科学态度

22、与责任的形成和发展途径：让学生学习和应用物理知识，在学习过程中获得实践体验,64,65,思考： 思考1. 物理教学要引导学生经历学习的过程，要把物理知识作为人类认识过程来教。 思考2. 要建立正确的物理知识观 （1）物理知识的学术观 （2）物理知识的过程观 （3）物理知识的文化观,66,2. 基于物理学科核心素养分析教材 基于物理核心素养分析教材，就是要挖掘并充分认识物理教学中蕴含的学科核心素养要素。 案例1：密度 密度是2012年人教版初二物理（上册）中的第六章（质量与密度）第二节。第六章安排了4节内容，除第1节质量（5页）外，其他3节都是讨论密度的。第2节 密度（4页）；第3节 测量物质的

23、密度（3页）；第4节 密度与社会生活（5页）。密度,66,67,密度教学过程中蕴含的物理核心素养要素： 通过实验探究获得证据，认识物质有一种属性。其中包含的物理核心素养要素：科学探究、物理观念、科学态度等。 分析数据，认识物质的性质。其中包含的物理核心素养要素：科学探究、科学思维等。 定义密度。其中包含的物理核心素养要素：物理观念、科学思维；科学本质等,67,68,案例2：摩擦力 1.教材宏观分析： 摩擦力是人教版8年级物理下册第八章第三节，学习这一节时，学生已经学习了力的作用效果、力的三要素及其图示，力的作用是相互的。牛顿第一定律及二力的平衡等知识，这些内容是学习本节的基础。 从摩擦力和力的

24、关系看，前者是一个具体的力，后者的概念概括性和包摄性更大，更加普遍和抽象，也可以说它是更加上位的概念。 从摩擦力的名称看，它是以性质命名的力,69,2.教材微观分析：从教材的内容看，本节只讨论滑动摩擦力，只涉及接触的两个物体有相对运动时所产生的摩擦力，尽管提到了滚动摩擦，这只是对知识的拓展，并没有进行讨论。教材内容的结构： （1）教材第一段，创设情境，引入课题。 （2）摩擦力的概念：包括三个方面的内容： 第一，摩擦力的定义； 第二，摩擦力产生的原因,70,第三，摩擦力大小的测量；其中，测量滑动摩擦力的实验既是对实验技能的训练，也体现了物理学研究问题的方法，即实验研究法。 就学习方式而言，概念的

25、学习有概念形成和概念同化，对摩擦力的定义和产生的原因，要指导学生通过概念的形成学习，即从大量产生摩擦力的现象中分析、归纳、抽象、概括出由于相互接触的物体表面凹凸不平，发生相对运动时会产生摩擦力；对于摩擦力的性质，引导学生通过概念同化学习，即把前面学习的力的性质迁移到摩擦力，研究摩擦力的具体性质,71,3）教材第24页第3-4行，引入新的问题：探究影响滑动摩擦力大小的因素。 （4）探究滑动摩擦力的规律：实验：研究影响滑动摩擦力大小的因素。就研究的方法而言，包括实验研究法和控制变量法。 就学习内容而言，要通过实验探究学习物理规律。 首先，学生要学习影响滑动摩擦力大小的两个因素： 第一因素，相互接触产生相对运动两个物体间的正压力，正压力越大，滑动摩擦力越大,72,第二因素，相对运动两个物体接触面的光滑程度，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大； 其次，学生要经历科学探究，在实验探究过程中既学习物理规律，又学习实验研究法和控制变量法。 再次，实验探究过程中经历和学习的内容包括：设计实验、设计实验记录表格、实验并记录数据、分析处理数据、得出结论,73,5）摩擦力知识的应用：摩擦的利用与防止。摩擦对人类的生产和生活有时是有用的，有时是有害的。因