核心素养与高中物理教学

浙江省义乌中学吴加澍(2016.09.29南京)这些年来不同国家或地区都在探索：21世纪培养的学生应具备哪些最核心的知识、能力与情感态度，才能成功地融入未来社会，在满足个人自我实现需要的同时推动社会发展?核心素养的提出●顺应国际教育发展的潮流◎五大支柱说——教科文组织学会求知、学会做事、学会共处、学会发展、学会改变。◎关键能力说——经合组织母语、外语、数学与科学技术素养、信息素养、学习能力、公民与社会素养、创业精神、艺术素养。◎八大素养说——欧盟人与工具(能互动地使用工具);人与社会(能在异质群体中进行互动)；人与自己(能自律自主地行动)。知识导向能力导向素养导向核心素养的提出●深化我国课程改革的诉求经过多年教育改革，素质教育成效显著，但与立德树人的要求还存在一定差距，主要表现在重智轻德，单纯追求分数和升学率，学生的社会责任感、创新精神和实践能力较为薄弱等。“知识为本”“以人为本”构建核心素养体系便是试图从顶层设计上解决这些难题。从双基到三维目标再到核心素养，既有融合更有超越。作为核心素养主要构成的关键能力和必备品格，实际上是三维目标的提炼和整合。三维目标不是终极的目标，而是核心素养形成的要素和路径。上述变迁并非是政策风潮的权宜转向，而是教育本质的全面回归，在根本上体现了从知识本位到以人为本的转变。(2.0转型升级版)双基目标三维目标核心素养(1.0初级版)(3.0聚焦强化版)学生发展核心素养，主要是指学生应具备的，能够适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。●核心素养的基本定位●核心素养的基本特征◎根基性：核心素养是每个人发展与完善自我、融入社会及胜任工作起基础作用的共同素养，是适用于一切情境和所有人的最关键的、有益于学生终身发展的DNA。◎整合性：核心素养是一种跨学科素养,是知识、能力和态度的综合表现。◎发展性:核心素养是天性和习性的结合，可教可学，具有发展的连续性和阶段性。态度素养=(知识+能力）非认知性素养认知性素养核心素养的内涵●中国学生发展核心素养总体框架全面发展的人文化基础•学会学习•健康生活•责任担当•实践创新•人文底蕴•科学精神核心素养的内涵●六大学生发展核心素养核心素养的内涵人文积淀;人文情怀;审美情趣人文底蕴核心素养基本要点科学精神健康生活学会学习实践创新责任担当理性思维;批判质疑；勇于探究乐学善学;勤于反思;信息意识珍爱生命；健全人格；自我管理社会责任；国家认同；国际理解劳动意识；问题解决；技术应用●高中学科核心素养学生核心素养的培养，最终要落在学科核心素养的培育上。学科核心素养是指凸显学科本质、具有独特重要育人价值的素养。学科核心素养是核心素养在特定学科的具体化，是学生学习一门学科之后所形成的具有学科特点的关键成就，是学科育人价值的集中体现。只有抓住学科核心素养，才能抓住学科教育的根本。核心素养的内涵●高中学科核心素养学科核心素养语文语言建构与运用、思维发展与提升、审美鉴赏与创造、文化传承与理解数学数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想像、数据分析英语语言能力、文化意识、思维品质、学习能力政治政治认同、理性精神、法治意识、公共参与历史历史时空观、史料佐证、历史理解、历史解释、历史价值观地理人地观念、综合思维、区域认知、地理实践力物理物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任化学宏微结合，分类表征，变化守恒，模型认可，实验探究，绿色运用生物生命观念，理性思维，科学探究，珍爱生命信息技术信息意识，计算思维，数字化学习，信息社会责任通用技术技术意识，工程思维，创新设计，图样表达，物化能力体育与健康运动能力，健康行为，体育品德物理物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任核心素养的内涵●高中物理核心素养◎从专业角度讲，物理核心素养主要由“物理观念”、“科学思维”、“实验探究”、“科学态度与责任”等四个方面的要素构成。物理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格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质。◎通俗地理解，物理核心素养就是把所学的物理知识都忘掉后，所剩下的给人终身受用的东西；或者说，学过的物理能给学生打下什么烙印，他跟没学过物理的人相比会有怎样的差异。核心素养的内涵物理观念高中物理核心素养●内涵：●要素：●表现：是从物理学视角形成的关于物质、运动、能量和相互作用的基本认识；是物理概念和规律在头脑中的提炼和升华；是运用物理知识和方法解释自然现象和解决实际问题的能力。主要包括物质观、运动观、能量观、相互作用观及应用等。•形成经典物理的物质观、运动观、能量观、相互作用观等，能用其解释自然现象和解决实际问题；•初步具有现代物理的物质观、运动观、能量观、相互作用观等，能用这些观念描述自然界的图景。科学思维高中物理核心素养●内涵：●要素：●表现：主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等。是从物理学视角对客观事物本质属性、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、推理论证等科学思维方法的内化；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。•能对客观事物进行抽象和概括，构建反映事物本质特征共同属性的物理模型和概念；•具有规律意识，能通过科学推理，形成物理规律及理论，解释自然现象和解决实际问题；•具有证据意识，能评估并使用证据对问题进行描述、解释和预测；•具有批判性思维的意识，能基于证据大胆质疑，追求科技创新。实验探究高中物理核心素养●内涵：●要素：●表现：是指具有科学探究的意识，能在真实情境中提出物理问题，形成猜测和假设，利用科学方法获取信息和处理信息，形成结论，以及对探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。主要包括问题、证据、解释、交流等。•具有科学探究意识，能在不同情境中发现并提出可探究的物理问题，会合理猜测和假设；•具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确实施实验探究方案，使用各种科技手段和方法收集信息；•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；•具有合作与交流的意愿与能力，能准确表述和评估探究过程与结果。科学态度与责任高中物理核心素养●内涵：●要素：●表现：是指在认识科学本质，理解科学·技术·社会·环境（STSE）的关系基础上形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任心。主要包括科学本质、科学态度、科学伦理、STSE等。•理解科学、技术、社会和环境的关系。热爱自然，珍惜生命，具有保护环境、节约能源，促进可持续发展的责任感。•知道科学技术是人类共同的事业，应遵循普遍的伦理道德规范；•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，实事求是，不迷信权威，能基于证据和推理发表自己的见解；•正确认识科学的本质，知道物理研究是一项富有创造性的工作，其成果具有相对持久性、普适性，同时也具有局限性；高中物理课程结构必修1（2学分）机械运动与物理模型；相互作用与运动规律；机械能及其守恒定律；能量转化及可持续发展必修2（2学分）静电场及其应用；电路与电器使用；磁场与场的观念；光学技术及应用选修1-1（2学分）曲线运动与太空探索；动量与碰撞现象；机械振动与机械波选修1-2（2学分）电势能与电势差；电磁感应及其应用；电磁振荡与电磁波选修1-3（2学分）光的波动性与微粒性；分子物理与统计规律；原子核与基本粒子选修2-1（2学分）物理学与社会发展选修2-3（2学分）物理学发展前沿选修2-2（2学分）物理学与技术应用必修课程选修Ⅱ课程选修Ⅰ课程合格考试等级考试招生参考物理教学的应对●why(为何)●what(是何)从物理教学到物理教育●how(如何)从学术形态到教育形态从知识重现到知识重演课程内容的转型教学方式的转型物理教学的三个基本问题(3W)——回归育人本位——学会广义备课——促进深度学习教育观念的转型●物理学科价值定位知识本位学科本位学生本位◎拨开知识本位的迷障•牛顿第二定律F=ma在生产、生活实践中的应用◎摆脱学科本位的羁绊•波利亚的统计数据：1%、29%、70%•当年的学生对我说:“您教给我们的物理知识都还给您了”•赵凯华先生的观点：一个人学了物理之后干什么都可以，他的物理没有白学。对于学物理的人无所谓“改行”。一.从物理教学到物理教育结果表明,只有不到十分之一的学生毕业后从事与核物理有关的工作,其余的都纷纷改行,活跃在金融、企业或行政等岗位上。•杨福家院士的调查：——这正是复旦物理系的成功！•一个令人沮丧的现象：物理课代表不愿报考物理专业……物理教育不是成“家”的教育,是成“人”的教育●物理学科价值定位知识本位学科本位学生本位◎回归学生本位的取向“物理学不只是图表和数据,它能带给你很多更珍贵的东西:理性的思维方式、人生的哲学和人生的道路.”——陈佳洱这段话正是对物理学科价值的诠释：让学生终身受益的不是具体的物理知识，而是所学的知识忘掉之后剩下的东西，这就是物理学科核心素养。因此，我们要关注物理知识的文化取向，开发物理知识的育人价值，从传统的以知识为本的物理教学，转变为培育核心素养为主的物理教育。◎拨开知识本位的迷障◎摆脱学科本位的羁绊一.从物理教学到物理教育●物理学科价值定位“量子物理是现代文明的基础，可是很少人真懂，因为我们受经典物理的观念影响太深。让你的宝宝早点熟悉量子物理的观念吧，未来属于他们！”——朱清时院士的推荐语Facebook创始人马克·扎克伯格在“脸书”上晒出的一张照片他说:“我希望教给她的是一种好奇心，世界上很多东西不是显而易见的，我希望她能够自己去探索。”一.从物理教学到物理教育●物理课堂教学转型物理教学通常是以知识为线索展开的，这就容易导致教师把教学的重点放在知识的落实上，而忽视了物理课程的育人功能。为了防止这种倾向，我们在设计和开展教学时必须以物理核心素养为导向，将物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等要求，至始至终贯穿在教学活动之中，使物理教学过程成为学生核心素养的形成过程。一.从物理教学到物理教育200tvf20vs+=m【例1】一道练习题的教学已知汽车质量m,行驶速度Vo，汽车安装有防抱死刹车系统(ABS),制动力恒为f，设驾驶员的反应时间为to，问从驾驶员发现情况到完全停车共经过多少距离?除了知识之外还能使学生得到些什么？m禁超载0v禁超速0t禁酒后驾车【例2】弹簧的弹性限度*某老师的“破坏性演示”*换一种演示方法（铁丝弹簧）•从知识教学角度看：效果明显！•从教书育人角度看：学生感受？●物理课堂教学转型一.从物理教学到物理教育【例3】牛顿第三定律◎以知识为本位的教学⑴教师列举实例，说明物体间的作用是相互的；⑵演示两个弹簧秤对拉实验，讲解相互作用力的大小、方向关系；⑶总结得出牛顿第三定律。评析这样的教学有什么问题？问题1：单靠老师的讲授，缺失学习者的主动参与和建构，即使对所学的知识，学生也是难以深入理解、切实掌握的；问题2：这种一步到位的教法，更是有悖于科学的本质（科学讲究证据，科学总是试图确定和避免偏见）。若长此以往，将使学生对科学形成错误的认知，认为科学发现总是一帆风顺的；甚至会以偏概全，有碍科学思维的培养。一.从物理教学到物理教育【例3】牛顿第三定律◎核心素养导向的教学㈠物体作用的相互性【实验观察】①②③④⑤【分析归纳】螺旋桨空气物块水磁铁导线同学甲同学乙汽车路面无论是不同种类的物体（固体、液体、气体等），还是不同性质的力（重力、弹力、摩擦力、电磁力等），两个物体之间的作用总是相互的。一.从物理教学到物理教育有助于学生树立“相互作用观”㈡相互作用力的关系【猜想假设】【实验探究】学生提出：一对相互作用力的方向相反，大小可能相同。•学生设计方案，交流后决定用两只弹簧秤对拉进行研究；•学生分组实验并进行交流，多数学生是将弹簧秤水平放置的，也有学生补充，他们还做了弹簧秤竖直或斜向摆放的实验，结果两个力的大小都是相等的。老师肯定了他们的做法。•交流中还有学生报告，他们实验时发现两只弹簧秤读数并不相等，即使将弹簧秤重新调零也是如此。教师请学生分析