⑴ 物理學科素養四大要素之間的關系
物理教育是科學教育的一部分,國際上對物理教育的研究,都是在科學教育統一的框架下進行的。物理學科核心素養是物理學科育人價值的集中體現,是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的關鍵能力和必備品格,是學生科學素養的重要組成部分。物理學科核心素養主要由「物理觀念」「科學思維」「科學探究」「科學態度與責任」四個方面構成。
一、物理觀念
知識是能力的基礎,有知識不一定就有能力,但沒有知識就一定沒有能力。在科學教育領域,國際上關於科學知識的表述有核心概念、關鍵概念、大概念、科學原理、科學知識等方式。在應試教育的背景下,我國特別重視知識和原理的教學,很多學校強調死記硬背的知識和原理學習,而素養強調知識和原理的深度理解和靈活應用。最新的國際科學教育研究與實踐中,強調核心概念、大概念、跨學科概念。而在中國的文化中,概念是指一類事物的共同屬性與本質特徵,是抽象的,這與國際上關於概念的內涵並不一致。因此,在建構物理核心素養時,沒有使用物理知識,也沒有使用物理概念,而使用了物理觀念。一方面,觀念是概念和規律等在頭腦中的提煉和升華,另一方面,中國文化中的觀念與國際上概念的內涵基本一致。
我們將物理觀念(特別強調應用)作為物理核心素養,其依據主要有如下方面:第一,對科學知識的理解和運用是學生發展非常重要的核心素養。第二,世界各國的課程標准都將核心概念,或大概念,或關鍵概念,或知識理解與應用、工程實踐等作為重要的科學素養。如英國科學課程標准認為:在科學研究領域,有一些關鍵概念支撐著科學研究工作順利進行;學生需要理解這些概念,以幫助他們更加深人理解所
學的科學知識、技巧和科學觀念。南非科學教育標准中提出自然科學領域的學習有助於提高學生的科學素養,有三個方面,其中之一是提高對科學知識的理解和運用。美國NGSS提出強調科學與工程實踐、學科核心概念、跨學科概念。第三,科學教育研究一直重視概念學習,從21世紀之前重視概念發展、概念轉變,到最近重視核心概念和概念進階,都把科學概念學習作為科學教育的重要目標。科學教育研究者普遍認為,科學教育的目標不是去獲得一大堆由事實和理論堆砌的知識,而應是實現一個趨向於核心概念的進展過程。核心概念是某個知識領域的中心,是一種
教師希望學生理解並能得以應用的概念性知識,這些知識必須清楚地呈現給學生,以便學生理解與他們生活相關的事件和現象
基於高中物理的基本內容,「物理觀念」主要包括物質觀念、運動觀念、相互作用觀念、能量觀念及其應用等要素。
二、科學思維
觀察、實驗與科學思維相結合,是物理學科的基本特徵。科學思維是具有意識的人腦對科學事物(包括科學對象、科學現象、科學過程、科學事實等)的本質屬性、內在規律及事物間的相互聯系和關系的間接與概括的反映,是物理核心素養的核心內容。
學會學習、批判性思維與創新是學生發展核心素養的重要成分。學會學習主要是指學生面對新的情境或者具有挑戰性的學習任務時,所表現出來的在思維、認知策略和自我調控等方面的綜合能力,包括對學習的興趣、習慣方法、思維方式、認知策略等。批判性思維與創新主要指對於事物保持好奇心和開放性態度,具有探索精神;對於現象能夠進行反思和質疑,發現問題所在,具有批判精神和批判能力;敢於創新,勇於挑戰,能夠提出新穎和有價值的想法並付諸實踐。
21世紀以來的科學教育研究,特別重視科學論證、模型思維和科學推理。隨著人們認識到批判性思維是21世紀的主要能力,作為科學學習和研究中批判性思維的重要表現—科學論證的研究和培養已經得到高度重視,它可以幫助學生發展料學探究能力,建構科學知識並促進科學概念轉變與理解,提升科學認識論水平,提升推理能力、批判思維能力和交流能力。理想模型是根據研究的問題和內容,在一定條件下對研究客體的抽象,是從多維的具體圖像中,抓住最具有本質特徵的圖像,建立一個易於研究的、能從主要方面反映研究客體的新圖像。為了描述客觀事物的運動規律,物理學家往往把研究對象抽象為理想模型,建模方法是科學研究的常用方法,模型思維是一種重要的科學思維。科學推理是根據一個判斷得出另一個判斷的思維形式。在國際科學推理研究中,研究者普遍認為,小學生應具體分類、排序、守恆和可逆性等,中學生應該具體理論推理、組合推理、比例推理、控制變數、概率推理、關系推理等。
幾乎所有國家的課程標准都會將科學思維與創新列為課程目標。加拿大安大略省於2006年制定的《安大略課程((1一8年級):科學與技術》標准對學生知識和能力的評估從知識和理解、思維和探究、交流、應用四個方面進行,批判性思維和創造性思維、批判性/創造性思維過程、技能和策略等是主要內容。英國將「想法和證據」(Ideas and Evidence)設定為教育目標(The National Curriculum for England, 2004)西班牙將「論證能力」( Skill of Argumentation)擬定為學生必須具備的基本能力;學生能力國際評價項目(Programme for International Student Assessment,
PISA,2015)對科學能力的評價包括認識科學問題、運用知識科學地解釋現象、運用科學證據做決策並與他人交流。芬蘭的高中物理課程標准中強調建模;澳大利亞維多利亞州物理課程標准強調模型建立的科學思維過程、分析、綜合、評價等;韓國的課程目標中提出培養學生科學思考的能力和創造性解決問題的能力,為有創意地、科學性地解決日常生活的問題培養必備的科學素養。
基於上述分析,模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新是構成科學思維的主要成分。
三、科學探究
科學探究是人類探索和了解自然、獲得科學知識的主要方法,也是學生學習科學的主要方式,還是一種綜合的、關鍵的科學能力和素養。
科學教學倡導探究式學習,為學生提供充分的探究式學習機會,逐步培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等,形成尊重事實、善於質疑的科學態度,突出學習能力、創新精神、實踐能力,以及批判性思維和創造性思維能力的培養。探究及其教學是科學教育最重要的研究領域,最近的趨勢是:探究教學強調合作學習與科學論證,基於模型的科學學習環境有利於促進學生進行科學探究,提高學生的探究能力。
世界各國的課程標准都會將科學探究與交流能力作為培養目標[}z}。例如,美國國家科學教育標准中的課程目標強調培養學生進行科學探究所需要的能力(包括確定可以通過科學探究回答的問題、設計和進行科學研究、利用適當的工具和技術收集、分析和解釋數據、培養運用證據進行描述、解釋、預測和構建模型的能力、通過批判性和邏輯性思維建立證據與解釋之間的關系、承認和分析提出的可供選擇的解釋和預測、交流科學過程和解釋、把數學運用在科學探究的各個方面)和對科學探究的理解能力(包括不同性質的問題提示我們要進行不同的科學探究、當前的科
學知識和理解可以指導科學探究、數學對於科學探究的各個方面均十分重要、收集數據所採用的技術提高了數據的精度,使科學家能夠分析研究結果並使之定量化、科學解釋強調證據,擁有符合邏輯的論據,還需要運用科學原理、模型和理論、合理的懷疑是科學進步的動力、科學研究有時可以產生可供進一步研究的新概念和新現象,產生調查研究的新方法,或者開發出改進數據收集工作的新技術)。英國國家科學教育課程標准》中提出通過科學教育,促進核心技能的發展,包括進行科學調查研究、進行科學探究、發現和交流各種不同的事實、觀點和意見、收集、思考和分析第一手和二手數據,等等,這些都是科學探究的主要成分。英國國家課程標准將實踐與探究技能,以及交流都作為學科核心素養。澳大利亞維多利亞州物理
課程標准培養學生的關鍵技能包括:科學探究、分析和應用對物理的理解、交流物理信息和理解。強調書面語言、口頭語言形象地表達事物、過程、概念等特點,能用圖形、表格、圖表、圖像等表示。韓國強調培養科學探究自然的能力。加拿大奧尼托巴省強調科學探究、技術問題解決、STSE等。
我國2001年以來的課程改革,強調自主學習、合作學習和探究學習,並將科學探究作為科學教學的主要目標。一般來講,科學探究包括提出問題、作出假設、制訂計劃、收集證據、處理信息、得出結論、表達交流、反思評價等要素,我們可以歸納為問題、證據、解釋、交流四個方面。
四、科學態度與貴任
通過物理學科的學習,學生對自然現象保持好奇心和探究熱情,樂於觀察、實驗和思維;實事求是,不迷信權威,敢於大膽質疑,追求創新;善於與他人合作、分享;了解科學、技術、社會、環境的關系;熱愛自然、珍惜生命,具有保護環境、節約資源的責任感。這些都是科學態度的主要內容,也是物理學習的重要目標。
溝通與合作是團隊成員為了共同的目標,積極主動合作、有效交流分享、協同完成任務的綜合能力表現,溝通是合作的紐帶,合作有助於促進良好的溝通。溝通與合作是個體參與社會的主要途徑與方法,包括建立良好人際關系的能力,傾聽表達、協同合作等。學會學習主要是指學生面對新的情境或具有挑戰性的學習任務時,所表現出來的在思維、認知策略和自我調控等方面的綜合能力,其不僅是促進學生終身學習和自主發展的核心能力,也是學生適應不斷變化的社會環境的前提條件。學習興趣是學會學習的主要內容。
世界各國的課程標准都強調科學態度的培養。例如,英國《國家科學教育課程標准》中提出通過科學教育,促進學生在精神、道德、社會、文化,以及核心技能的發展。精神發展指通過學生感知生存於其中的自然的、物質的世界,反思他們在這中間的責任,以及探究諸如生命起源於何時、來自於何處之類的問題。道德發展指通過幫助學生認識到利用觀察和證據而不是利用先人之見或偏見得出結論的重要性,以及通過討論科學知識應用的意義,這包括承認科學知識的應用既可以產生有利的影響,也可以產生不利的影響。社會發展指通過幫助學生認識到意見的形成和
決定的理由可以通過實驗證據而得出,以及通過使學生注意到對科學知識的不同解釋如何運用於討論社會問題。文化發展指通過幫助學生認識到科學發現和科學思想影響著人們的思考、感知、創造、行為和生活方式,以及通過使學生注意到文化差異影響人們接受、運用和重視科學思想的程度。核心技能的發展包括交流、合作等技能。
科學本質是指對於科學知識、科學研究過程、科學方法、科學精神、科學的歷史、科學的價值、科學的限度等方面最基本特點的認識,是一種對於科學本身全面的、哲學性的基礎認識。近年來,研究者特別重視科學本質與科學學習興趣的研究及培養,科學態度的多個方面反映了科學本質。
值得說明的是,科學的內在動機或者興趣是重要的科學素養。從廣義上講,態度包括情感、價值觀,還包括動機、興趣等,而從狹義上講,態度不包括這些方面。如果我們提出情感、態度、價值觀,就必須狹義理解態度,這樣,內在動機或者興趣就不包括在內,顯然對學生素養的培養是不全面的。因此,在這里沒有用情感、態度、價值觀。
通過以上分析我們可以看出,科學態度與責任主要包括科學本質、科學態度、社會責任等方面。在物理核心素養的四個要素中,科學探究是一個過程,是一種學習方式和科學研究的方式,是一種學習物理觀念、發展科學思維、形成科學態度和責任的手段和途徑,同時,也是一種綜合的能力。物理觀念、科學思維、科學態度與責任是通過物理學習而形成的核心素養。
⑵ 什麼是物理因素 化學因素 生物因素
1,土壤物理因素:意思是土壤的質地、結構狀況、孔隙度、水分和溫度狀況等。
2,土壤化學因素:意思是土壤的酸鹼度、陽離子吸附及交換性能、土壤還原性物質、土壤含鹽量,以及其他有毒物質的含量等。
3,土壤生物因素:意思是土壤中的微生物及其生理活性。
(2)物理的因素指什麼關系擴展閱讀:
土壤肥力是土壤物理、化學和生物學性質的綜合反映,其中,養分是土壤肥力的物質基礎,溫度和空氣是環境因素,水既是環境因素又是營養因素。各種肥力因素(水、肥、氣、熱)同時存在、相互聯系和相互制約。
譬如土壤中磷素在pH為6時有效性最高,當介質pH值低於或高於6時,其有效性明顯下降;土壤中鋅、銅、錳、鐵、硼等營養元素的有效性一般隨土壤pH值的降低而增高,但鉬則相反。
土壤中某些離子過多和不足,對土壤肥力也會產生不利的影響。如鈣離子不足會降低土壤團聚體的穩定性,使其結構被破壞,土壤的透水性因而降低;鋁、氫離子過多,會使土壤呈酸性反應和產生鋁離子毒害;鈉離子過多,會使土壤呈鹼性反應和產生鈉離子毒害,都不利於植物生長。
⑶ 接觸物理因素包括哪些
加熱、加壓、X射線、超聲波等。物理因素,就是形態上的因素,大小、形狀和物體受力有關,就是物體有質變,接觸物理因素包括加熱、加壓、攪拌、振盪、紫外線照射、X射線、超聲波,物理因素多為自然存在的,包括氣象條件、噪音、振動、電離輻射、非電離輻射,化學因素能引起化學反應的相關物質。
⑷ 什麼是物理因素 化學因素 生物因素
1、物理因素包括放射線(紫外線、紅外線等)等
2、化學因素包括酸、鹼液(氫氧化鈉、硫酸等)
3、生物因素包括微生物(細菌、真菌、病毒等)、動物、植物等
4、區別在於物理因素一般多為自然存在的,包括氣象條件、噪音、振動、電離輻射、非電離輻射;化學因素能引起化學反應的相關物質,一般具有腐蝕性;生物因素一般指能引起其他生物病變或物體發生改變的生物體.
5、參考:人教版必修2第81頁,"人們逐漸發現,易誘發生物發生基因突變並提高突變頻率的因素可分為三類:物理因素、化學因素和生物因素。例如,紫外線、X射線及其他輻射能損傷細胞內的DNA;亞硝酸、鹼基類似物等能改變核酸的鹼基;某些病毒的遺傳物質能影響宿主細胞的DNA等。」
⑸ 物質物理性質與什麼因素有關
物理性質一般考慮力、熱、光、電磁因素。
導電性跟可移動電荷有關,金屬里就是自由電子
密度跟相對原子質量有關,宏觀體現就是質量和體積的比
熔點跟分子或者原子之間的主要相互作用力有關(晶體有固定熔點,非晶體沒有)
硬度就跟你說的原子排列結構有關
大概就是這么個意思,描述不準勿怪。
⑹ 有利的物理環境因素
謂物理環境因素,系指有可能對作業人員產生物理性危害的力、熱、聲、光、電(磁)等物理現象。
不良物理環境因素主要有:①異常的溫度和濕度;②不良的光照;③雜訊;④振動;⑤氣壓或水壓;⑥電磁波及各種射線。
物理環境
物理環境是指研究對象周圍的環境包括 有生命的和無生命等物質系·
中文名
物理環境
影響因素
空氣、光、濕度、溫暖
分類
有生命的、無生命等物質系
領域
環境
名詞解釋
1,社會環境 是指研究對象周圍相互作用的人和物.它包含了各種社會關系自然關系等等。
2,物理環境是指室內空氣環境質量同人體健康和舒適程度有密切關系.改善住宅內部的空氣環境主要靠通風換氣,而通風不僅能為室內提供新鮮空氣,排除污染空氣,還能調節室內溫濕度。
3,物理環境是指除病人本身以外,影響健康及疾病過程中所有的疾病因素,如空氣、光、濕度、溫暖、被褥、食品、噪音、風等。
4,物理環境是指基地自然條件和人工環境,它制約著建築入口設里、室內外聯系、形態構成等方面.如地形、氣候、植被、文通和城市空間肌理等。
謂物理環境因素,系指有可能對作業人員產生物理性危害的力、熱、聲、光、電(磁)等物理現象。
不良物理環境因素主要有:①異常的溫度和濕度;②不良的光照;③雜訊;④振動;⑤氣壓或水壓;⑥電磁波及各種射線。