高中物理课程标准解读

高中物理课程标准解读第一篇高中物理课程标准研制的背景与思路第一章高中物理课程标准研制背景第二章高中物理课程标准研制基本思路第二篇内容标准解读第三章科学探究及物理实验能力要求解读第四章共同必修模块第五章选修1系列第六章选修2系列第七章选修3系列第三篇实施建议第八章教学建议第九章评价建议第十章教科书编写建议第十一章课程资源利用与开发建议第十二章附录解读第四篇问题与展望第十三章问题回顾第十四章前景展望第一篇高中物理课程标准研制的背景与思路第一章高中物理课程标准研制背景普通高中教育是九年义务教育相衔接的高一层次的基础教育。为了打下高中课程标准研制的基础，本课题组对国际高中课程进行了比较研究；对我国的高中课程实施历史和现状进行了分析；对中学生，尤其是高中生物理学习的心理特征进行了理论综述和部分实证研究；对物理学学科发展对高中课程设置的影响进行了探索；对社会关于中学物理学习的需求进行讨论。这些研究构成了高中物理课程的研制背景。第一节高中物理课程的国际比较1一、课程结构世界各国关于高中物理课程的设置各有特点，但总体讲，有一些相似之处，如都重视学生的发展，尊重学生不同的学习需要，给学生以自主选择的权利，采取分领域或分方向的灵活方式，设置多样化的课程供学生选择。综合分析各国的高中科学课程的设置，主要可归结为以下几种模式：（1）模式一高中一年级开始科学课程（综合课），然后根据学生的学习需求开设2门或更多的选修课，其中有并行的选修（没有学习先后的要求）和串行的选修（有学习先后的要求）。例如，日本在2003年开始实施新的《高中学习指导纲要》。在该纲要中规定，所有学生必须至少要在“理科基础”“理科综合A”“理科综合B”三门综合性理科课程中选学一门，2学分。报考非理科类大学的学生，要求最低完成理科的学分是4—5学分；而报考理工科类大学的学生，在完成一门综合性理科课程的同时，要求必须选学物理Ⅰ、化学Ⅰ、生物Ⅰ、地学Ⅰ中的2门，各3学分，并且还必须选学物理Ⅱ、化学Ⅱ、生物Ⅱ、地学Ⅱ中的2门，各3学分，即最低完成理科的总学分是2+（3+3）×2=14（学分）。这样的课程设置，学生在高中阶段甚至可以不选学物理，只要选学的理科学分达标，就有资格报考大学的理科专业。表一日本理科课程设置实施年度理科各科目名称及标准学分数分布至少必修学分1廖伯琴、张大昌、宣桂鑫、李远蓉等，子课题《高中物理课程国际比较》研究报告，2002年上报教育部基础教育司。科学（必修）选修1选修2选修31994年选2科其中包含综合理科6学分2003年选2科其中包含1门综合理科4学分表二韩国理科课程设置年级科目学分备注1年级基础科学8必修2～3年级物理Ⅰ化学Ⅰ生物Ⅰ地球科学Ⅰ4444选修面向将来学习人文或社会科学类的学生物理Ⅱ化学Ⅱ生物Ⅱ地球科学Ⅱ8888选修面向将来学习自然科学类的学生（2）模式二高中低年级不开设《科学》综合课程，而是开设物理等分科必修课程，高年级则开设物理选修课程。物理（必修）物理（选修）综合理科（4）物理ⅠA（2）物理ⅠB（4）物理Ⅱ（2）理科基础、理科综合A、理科综合B（各2）化学Ⅰ化学Ⅱ物理Ⅰ物理Ⅱ生物Ⅰ生物Ⅱ地学Ⅰ地学Ⅱ例如法国的普通高中，一年级不划分学习专业，物理作为必修课程，二年级始，物理则只作为科学系列方向的必修课程。我国台湾地区从高一设置物理课程且为必修，高二、高三为选修。我国香港在高一、二年级开设基础物理，在高三、四年级开设高级程度物理和高级程度补充物理的选修课程。（3）模式三在初中阶段学习科学课程，进入高中后，物理是选修课，学生仅需要在科学学习领域获得一定学分，可以不再学习物理。如，美国学生在初中主要学习《科学》综合课程，进入高中阶段后，学生可以选修的与物理相关的课程有，综合型课程、常规型课程、提高型课程。其中综合型课程，含有物质科学、生命科学、地球和环境科学；常规型课程的主体由物理学的基本知识体系构成，在呈现方式上又分为“理工型”和“人文型”两种，供具有不同能力倾向的学生选修。提高型课程又称大学预科物理，重点是深化某些重要概念、规律，强调对物理学基本结构和思想方法的认识。二、课程目标综合比较各国课程目标，可概括以下相似点。1）重视对科学知识的理解；2）强调科学探究技能的训练，并在内容方面有大的拓展。不仅重视实验、观察、思维等传统技能的培养，还特别重视提问、假设、计划、解释、交流、合作等问题解决技能的培养，强调学生对科学方法的运用；3）关注学生的内在学习动机、对科学的好奇心、成功感等；4）重视学生对科学、技术、社会、环境相互影响的理解，培养其基本的环保意识和可持续发展的观念；5）重视科学史的教育功能。比较可知，一些国家，如美国、英国、加拿大、马来西亚、中国香港等，课程目标全面而详尽，涵盖了知识、技能、方法、能力、情感、态度、价值观、科学技术与社会的关系等各个方面，但也有些国家，如俄罗斯等，课程目标却显单一或原则。从发展趋势看，世界上很多国家都重视科学·技术·社会（STS）教育思想的渗透，甚至将此拓展到了科学、技术、社会、环境（STSE）领域；重视提问、假说、计划、解释、交流、合作等探究能力的培养；注重激发学生的学习兴趣，让学生在学习中有成功感、兴奋感；培养学生的批判性思维能力和创新精神。第二节我国高中物理课程的现状与变迁22张大昌等，子课题《我国高中物理课程实施的现状分析》研究报告，2002年上报教育部基础教育司。选修2选修1选修3一、1997年后文革以后，1978年，在拨乱反正、大力加强基础科学的研究与教学的大背景下，教育部颁布了《全日制十年制学校物理教学大纲》。这个大纲对知识学习的要求比现行大纲的要求要高。例如，欧姆表、惠斯通电桥、电源的输出功率、含反电动势的电路，都在要求之列。1983年又颁布了高中数学、物理、化学的教学纲要，把教学要求分为“基本要求”和“较高要求”。与之对应，出现了“甲种本”、“乙种本”两种教材。在教学实践中，出现了盲目追求高要求的倾向。在这之后，由于高考命题以乙种本为标准，甲种本遂停止出版。这一阶段，多数学校以高考为目的进行教学，出现了过早划分文理科的现象，许多学生只学过力学之后就停止了物理课的学习。1990年为了改变许多学生不能学到“较完全的物理知识”的现象，教育部颁布了新的教学大纲，规定高一、高二两年全体学生学习“必修物理课”，高三年级中，报考理工科大学的学生学习“选修物理课”。这个办法在实施上有些困难，因为许多内容，例如圆周运动，在高一物理课中只能学角速度、线速度，而向心力等内容则要到高三再学。教师说这种情况是：话到嘴边留半句。因此，在教学实践中，多数学校都是把必修内容和选修内容“打通”学习的。二、“两省一市”课改方案中的物理课1997年，原国家教委在山西、江西、天津两省一市开始试验新课程计划，1999年在进行修订之后，这个课程计划及各科教学大纲的“试验修订本”扩大到10个省市试用，2001年扩大到25个省市，成为我国当前高中课程的主流结构。在这个计划中，物理课由“二一分段”改为“两类物理课”，开始出现“分类型”、“有选择性”的思想。学生可以选择学习I类物理课和II类物理课。I类物理课是全体学生都要达到的标准，是高中毕业会考的依据，II类物理课是较高要求的物理课，是理工科大学入学考试的依据。由于学生入学时对自己的能力倾向不完全了解，也难以决定将来是否报考理工科大学，所以，两类物理课在高一的学习内容是完全一样的；同时由于学习II类物理课的学生要按I类物理课进行会考，II类物理课的内容完全覆盖I类物理课。“两省一市”方案是建国以来比较大的一次高中课程改革行动，从物理课程的角度看，它首次体现了分种类、给学生提供选择的意图，尽管不够彻底，而且在操作性方面还需要改进，但它仍是一个重大的进步。1999年的试验修订版大纲增加了“课题研究”，并且规定为必学内容。它的出现引起了广大物理教师极大的兴趣，全国许多地方进行了尝试并获得相应的经验。它与课程计划中的“研究性学习”和“综合实践活动”一起成为这一课程方案的亮点。两省一市物理大纲与过去的大纲相比，第一次提出了物理课程“在观念、态度领域的教育功能”，第一次提出物理课程“要注意联系当前普遍关心的社会经济问题，如能源、环境等问题，使学生理解物理学与技术进步、社会发展的关系，从更广阔的角度认识物理学的作用”。限于当时的历史条件，“两省一市”大纲有一定的局限性。在当时的大纲中，明确写出要“使学生学习比较全面的物理知识”。为了追求“完全”，什么都舍不得丢，必修物理课（I类）内容饱和，内容与学时的矛盾突出，不可能让学生进行探究式的学习。同时，这也使数理能力较差的学生负担过重，对物理产生畏难情绪。另外，经典力学的内容越挖越深，占据了大部分教学时间，使得近代的内容难以进入。大纲没有涉及学生的学习方式，教学实践中基本上仍是被动式的学习。对于教学内容（包括学生实验）的规定仍与过去历届教学大纲一样，过死过细，以致教师在课程建设没有多少空间。第三节中学生心理特征对物理学习的影响3一、学生认知发展对物理学习的影响研究表明，中学生认知能力的发展并非是线性的，从13到18岁，将出现阶段性的高原期和飞速发展期。高中阶段的学生认知能力的发展接近于成熟的程度，能运用抽象的适于形式逻辑的（演绎的或归纳的）推理方式去思考解决问题，可以进行独立的探究活动和自主的研究性学习。高中学生的抽象、逻辑思维能力不断增强，使得其思维更具有预计性和内省性。概念获得和问题解决的研究表明：正式物理学习前，学生头脑中存在的前概念、直觉概念、朴素概念以及在学习中形成的相异概念、错误概念对教学产生巨大阻力，是造成学生物理学习困难的一个重要原因。正式的科学教育并未真正改变学生的前概念，它在对学生的问题解决产生正面影响的同时，还会产生新的错误概念。此外，学生物理概念形成和问题解决还受到已获得的专业知识、数理基础、元认知水平、问题的熟悉程度、问题的情境特征、问题表征等方面的影响。在物理教学中，有学者关注学生学习之前已有的前概念和学习方式对学生物理学习的影响，已取得了许多可喜的研究成果，其中在探究式学习、合作式学习、动手学习方面的研究成果最为显著。大多数研究认为，采用以上教学模式不仅培养了学生的探究能力和问题解决能力，而且探究、合作、亲身经验更有利于学生概念的发展、转变，有助于学生获得对知识的深层理解。物理教学中应注意采用多样化的教学方式，有效地促进学生形成科学概念，发展问题解决的能力。二、学生个性发展对物理学习的影响从后儿童期（6-13岁）过渡到青年期（13-20岁）的中学生，自身的独立意识开始觉醒，具有一定的分辨是非的能力。情绪表达上趋于独立，不再事事依赖父母。高中学生在行为导向上基本有了自己的价值观念与伦理标准。另一方面，处于青年期的中学生，兴趣爱好日益广泛，求知欲与好奇心强烈，乐于参加各种创造性活动，对学习和科技活动有极大的兴趣和爱好，对于竞争性、冒险性和趣味性的活动更是乐不知疲。此时，影响学生物理学科或其它理科的学习的因素主要有：自我概念、成就动机、直觉能力、兴趣、对学科的先验态度、价值观念以及父母的态度等。研究证明，对学科的态度与学科成绩呈正相关，学生喜欢热情、知识丰富、友好、风趣的教师，喜欢的教学方法为：实验、教师演示、投影、视听。另有研究表明，对科学的态度因科学内容的呈现方式而变化，且变化的方向与呈现的方式有关。对非理科学生采用更富人性化的科学课程，会获得更大的成功。将来自现实生活情景中的个案研究引入物理课程，有助于培养学生对科学的兴趣，特别是对那些不太喜欢物理的学生更有效。当给予学生更多的学习自由时，他们更能分享学习经历中（所学的东西和进行学习的过程）的乐趣，对学习更有责任感。三、个体差异对物理学习影响科学职业的选择、科学成就皆与个性差异有关联。个性差异主要表现在以下几方面：（1）理性的或直觉的；（2）判断的或知觉的；（3）外向的或内向的；（4）思考型的或感知型的。研究发现，对科学的兴趣与心理类型有关，某一种课程可能只适合于某一种心理类型的学生。个体能力或智力高低呈正态分布，且个体在智力的类型上存在很大的差异。每个学生天生就具备各自不同