❶ 课标理念在教材中的体现,新课标理念在人教版物理教材中如何体现编者全面解读
聚焦核心素养打造新教材
2017年底教育部发布了修订后的《普通高中物理课程标准(2017年版)》,人民教育出版社将根据新课程编写相应的新教材,2019年秋季这些教材将在全国部分省市使用。
为了让广大教师更好地理解新课程的教材,这里谈谈新课程相关理念的理解和教材如何表达。
核心素养的理解
《普通高中物理课程标准(2017年版)》 (以下简称《标准》 )对学科核心素养的界定是“学科核心素养是学科育人价值的乱枣态集中体现,是学生通过学科学习逐渐形成的正确价值观、必备品格和关键能力。
物理学科的核心素养主要包括“物理观念”、“科学思维”、“科学探索”、“科学态度与责任”四个方面。
核心素养是在个人发展和未来社会求人的新视角下提炼出来的课程目标,与上次课程改革中提出的“三维目标”中提到的知识、技能、态度等有着非常重要的联系,但并不完全相同
在物理学科核心素养的四个方面中,科学观念岩袜、科学思维和科学态度与责任是物理科学教育中的不同方面,而科学探究不同于上述三个方面,它是学生必须学习和掌握的探究能力,包括提出问题、解决问题、实验能力、论证能力、交流合作等
物理观念的形成要靠对概念、规律的正确把握,在物理观念的教学中首先要注意对物理概念、规律的正确学习,促进学生对概念、规律的深刻理解; 同时,要注意在学生有了一定的概念、规律基础后,及时提炼和升华有关概念、规律,形成科学的物理观念。
物理学不仅以其概念、规律揭示了自然界基本运动的许多真理,而且在建立这种知识体系的过程中发展了科学思维和研究方法,推动了科学的进步。
因此,在物理学习中,注意学生的科学思维培养至关重要。
所以,强调核心素养教育的教育设计应该是“思维型教育”。
思维型教学的大致流程是创设情境—-提出问题—–自主探究—-总结反思—-应用迁移,这一流程的主要目标是激发学生学习动机、诱发学生认知冲突、构建学生自主新认知
所以,核心素养理念下的物理学习应该是学生通过探索活动,确立概念、发现规律、形成观念、发展思维、学习方法、掌握态度。
教材核心素养理念的落实
教材经过多方面设计,体现了核心素养教育的理念,在此仅作说明。
1 .树立物理观念
“物理观念”是《标准》中提到的四门物理学科的核心素养之首。
物理观念主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念三个要素。
理解物理观念,重要的是把握“物理概念和规律等在头脑中被提取和升华”。 在这里概念和规律是基础,通过把握概念和规律,可以把握主体。
教学中物理观念的学习必须注意两个方面。 一是要注意物理概念、规律的正确学习,深刻理解和灵活应用。 二是要注意结合有关概念、规律和核心概念,及时整合提升,形成科学的物理观念。
例如,瞬时速度、加速度、运动量等概念的构建对很多学生来说是抽象的,教材在这些概念的构建过程中不惜笔墨,注重基础建设。
例如关于瞬时速度,教材在学习了平均速度后,对学生说:“平均速度描述物体在一定时间内运动的平均速度和方向。
那么,如何表达某一时刻物体运动的速度和方向呢? ”的问题,给学生时间和空间,引导学生积极思考,首先让他们发表自己的意见。
然后教材与学生一起分析如何应对这种问题,渗透“极限”思想,建立瞬时速度的概念。
在学生有了一定的基础后,教材将在各个地方有计划地对一些物理概念、规律、观点等进行归纳、提炼和提高,形成相应的物理观念。
物理观念的学习,概念和规律是基础,但概念和规律不等于观念。 在教学中,只有在概念和规律的教学基础上有意识地总结和提炼其中的观念,才能使物理观念的学习落到实处。
例如,教材在必修第一卷的“质点参考系”部分,特意设置了这样的旁门。 “我们生活的客观世界是物质,物质由分子、原子等构成,我们看到的物体是物质的聚集状态。
机械运动描绘了物体位置随时间变化的规律”,加强物质观和运动观的学习; 整个运动学在完成第二章后,特意安排了。 “世界是物质,哗源物质的运动有多种形式。 例如,机械运动、热运动、电磁运动等。
这些不同的运动形式有不同的运动规律,我们将不断学习。
”的旁边,从各个侧面进一步认识物质观和运动观; 必修第三卷《场强》《电磁波的发现与应用》等,记载了“场像分子、原子等实物粒子一样具有能量,因而场也是物质存在的一种形式”“实物粒子是物质存在的一种形式,场是物质存在的另一种形式,它们都是客观的
”等旁边批评,加深对物质观念的理解。
2 .科学思维的培养
《标准》科学思维的定义是:科学思维是从物理学的角度对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式——基于经验事实构建物理模型的抽象概括过程,具有综合性、 是分析推理论证等方法在科学领域的具体运用即根据事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批评、检验和修正,进而提出创造性见解的能力和品格。
科学思维的内涵非常丰富,它是近年来国际物理教学中非常引人注目的一个方面,也是此次高中物理课程改革的重点。
为了更好地培养学生的科学思维,我们在教材中采取了以下主要做法。
(1)重视模型构建能力的培养
在思维中分析、抽象、概括等思维方法是物理学习中非常重要的方法,这些方法在模型构建中得到最充分的体现。
用建模思想处理实际问题是物理学中的重要手段和方法,从某种意义上说,物理学就是用模型描述自然,用数学表示模型的实验来验证模型。
为了加强建模能力的培养,教材一是在正文中强调建模思想,二是在适当的地方以“旁注”的形式提出建模思想。
例如,在分析物体是否可以被视为质点时,文本可以分为:1.物体上各点的运动存在差异,差异是否可以忽略; 2 .物体各点运动的差异不容忽视,但所研究的问题关注的是整体还是细节3 .物体的大小和形状不容忽视,但物体各点运动情况是否完全相同,要从三个方面进行分析,看物理是否可以看作质点。
教材在文中不仅直接阐述了在实际问题中如何用模型的思想来解决问题,而且注意在适当的地方将模型构建的思想以旁批的形式进行归纳和提高。
例如,在本文关于“质点”概念的表述中,“在物理学中,强调问题的主要因素,忽视次要因素建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是一种被广泛采用的科学研究方法。
质点这一理想化模型是该方法的具体应用。
“旁边的批; 他对伽利略的理想实验说:“伽利略的理想实验的本质是消除实际存在的影响物体运动的摩擦力,想象抓住事物的本质。
基于这种逻辑推理将实际实验理想化的思想也是研究物理问题的重要方法之一。
”旁边有一个徽章。
这种将正文和旁点结合起来,阐述理想模式思想的方法,教材还有很多地方是相同的安排。
)2)加强科学推理、论证等科学思维的培养
思维中科学推理和科学论证也是物理学习和研究中非常重要的思维方法,在物理学习和研究中很多地方都用到推理和论证,初中物理中常用的推理方法有归纳、演绎、类比等。
教材在很多地方都有意识地用合适的方法学习。
例如,教材库仑定律学习中渗透的是一种比值推理方法; 在楞次定律的学习中教材渗透的是归纳推理的方法。
除了上述一些思维方法外,物理中常用的一些学科方法也应归于科学思维方面。
例如,等效方法、控制变量的方法、用物理量的比定义新的物理量的方法、极限的方法等。
这些方法课都有要求,必须让学生理解和学习。
为了加强科学思维的学习,教材在每本书上都设置了“科学方法”栏目,第一本《控制变量》,第二本《演绎推理》,第三本《物理量之比定义新物理量》,第一本《分析与综合》,第二本《抽象与摘要》,第一本
(3)设置开放性问题加强质疑创新思维的培养
《标准》作为科学思维的四大要素之一质疑创新。
质疑创新并不是一种思维形式,而是在科学思维中必须包含质疑和创新的质量要素,倡导创新。
为了加强质疑创新思维的培养,教材将不再打破传统的以陈述为主的写作方式,而是通过提出问题、创设情景来引发学生的思维,让学生对矛盾之处产生质疑,提出自己解决问题的方法。
在分析问题、探索规律的时候,不是指定哪一种方法,而是给出开放式的问题解决方法,或者给出开放式的课题让学生自主探索、提出问题,让学生从正反两个方面进行说明。
3 .科学探究设计
关于科学探究,教材编辑主要想强调的是探究者参与到自己发现和解决问题的过程中来,强调科学探究的本质,而不是形式。
为此,教材采取了一系列的做法,主要方面如下。
)1)面向问题
教材在每堂课一开始,提出了激发学生自发思维、解决问题的方法,以培养学生的问题意识、思维习惯为目的,提出了侥幸感兴趣、联系实际的问题。
这种安排在培养学生“提出问题”能力的同时,也能引导学生有问题地进行概念建构、规律探索。
例如,初中学习“物体之间的作用是相互关联的”,高中学习牛顿第三定律的内容时,很多学生不重视,不能积极参与学习,教材就设计了“大人小孩摔断手腕”的问题。 这样的问题看似简单,但让学生分析、解释,很多学生的脑海里有很多错误的概念,通过很好地选择教材进行分析,可以把问题说清楚
为了贯彻这种由问题引发探究的思想,教材在编写过程中适时开设了“思考与讨论”“试试看”栏目,引导学生在“动手”和“动脑”两个维度上进一步展开讨论与探究。
)2)设置专项实验探索
为了避免探究产生歧义,教材中没有设置“探究”栏,但需要通过实验探究的比较大的内容,都用“实验探究…”的写法来表示。 内容以实验为手段引导学生探究,如“实验:探索小车速度随时间变化的规律”。
另一方面,在不以探究为中心的演示实验、验证实验、测量实验等中,也有不出现“探究”文字的。 例如,“演示观察进行曲线运动的物体的速度方向”“实验验证力学能量守恒定律”“实验:导体电阻率的测量”。
为了强调上述探究性实验的探究性,教材没有坦然地说明如何实现这些研究,而是让学生思考如何才能完成实验要求的任务。
想清楚了之后,为了充分发挥探究心,教材并没有给出固定的操作方案,而是给出了2~3个参考例子,有不同的方法来体现完成同样的探究任务。
(3)增加“课题研究”实际衔接内容
修订前教材每本都有“课题研究”栏目,但栏目内容多为扩展性、学术性,与学生生活密切相关的内容很少。
为了增强联系实际的意识,教材改变了课题研究栏的主题,研究的主题都与学生生活的实际密切相关,或者与本书所学的知识密切相关。
例如,共同必修和选修的6本书的课题“研究样本”的主题是:球形物体的空气阻力的大小与速度的关系的研究、挥手动作的物理原理的研究、充电电池电量不同时的电动势和内部阻力的研究、单摆周期与重力加速度的定量关系的实验研究、半导体薄膜压力传感器特性
此外,为了更好地发挥学生的自主研究,教材在每个研究样本后推出了“参考选题”,提出学生可以根据实际情况自行确定研究主题。
六本参考书的题目是:橡皮筋弹力与伸长量关系的研究、标枪动作的物理原理的研究、手机功耗因素的研究、弹簧振子运动周期的实验研究、热敏电阻特性的实验研究、家用燃气热水器在不同加热温度下的热效率的研究”。
这些课题的开展需要具备比较综合的研究问题能力,有利于提高全体学生的探究能力,同时也增强了关注科学、技术、社会之间联系的意识。
4 .态度和责任的渗透
新课程标准为态度和责任增添了科学的本质内容,对学生形成科学的认识观非常重要。
因此,教材要注意在适当的地方体现科学的本质。
例如,为了让学生认识到“科学研究是人类有目的的探究活动”的科学本质,教材从前言中写道:“人类自古以来就对自然界抱有好奇心。
请参阅。
请参阅。
这种好奇心和提高人类生产力水平的需要,构成了自然科学发展最主要的两个动力。
在它们的驱使下,人类不断探索自然规律。
”; 为了让学生认识到“物理学的成果具有相对的稳定性和普遍性,但也具有发展性和局限性”。
”的科学本质,教材在必修第二卷相对论等内容部分,“相对论和量子力学都不是否定过去的科学,只有过去的科学才是一定条件下自己的特殊情况。
”。
态度和责任的教育不能生硬地说教,而要自然而然地融入科学内容的学习。
例如,科学家在研究相关问题时表现出的严格、现实、耐心的精神,就要及时激励学生学习。
因此,在教材和相关内容中特别提到。 例如,教材特意说:“物理学的目的是求真,客观事实是判断对错的标准,对就是对,错就是错。”
猜想和论断必须经得起实验的验证和逻辑的推敲。
“写在绪论里; 一些在专门栏目中介绍和提醒注意科学家表现出的优秀品质的内容,也可以放在旁边的批次里。
应当指出,核心素养的四个方面是物理教育的有机整体,不可分割。
物理观念教育一定包括训练科学思维、培养科学态度、运用科学探索等。
在这四个核心素养中,物理观念是基础,科学思维是核心,科学探索是方式,科学态度和责任是必备品格、育人最终目标。
教学中要注意这四位一体的全面设计,不能只注重某一方面而忽视其他方面。
对教材学习方式多样化的思考
新课程强调学习方式的多样化,为此教材采取了一系列的做法,促进学生学习方式的转变,激发学生的学习兴趣,使学生自主参与学习。
(1)创造情景,诱发思维
如上所述,每节课前教材都从诱发学生思考的问题开始。
这样学生就可以在老师的组织下,自主思考、小组讨论,开展这门课的学习。
)2)设置题排,引发思考
每节课前面的问题大部分是这门课的主要问题,或者是这门课结束后可以解决的问题。
围绕本节的主要问题,往往需要解决每一个小问题。
例如,必修第1卷第2节开始的问题“讨论物体位置随时间的变化,涉及位置、时间等概念。
你认为要准确说明行驶在北京长安街上的车位,应该采用什么方法? 你对时间是怎么知道的? 》是这门课要讨论的主要问题之一。
而且,为了”讨论物体位置的时间性变化”,首先需要知道位置的记述方法; 学习了位置的记述方法后,教材继续说:“物体位置的记述很清楚了。 那么,物体位置的变化应该如何记述呢?” 引导学生围绕这个问题的学习和思考,导出“位移”的概念。
学习了位移的概念和在轴上表示位移的方法后,教材说:“物体从点a到点b运动时,坐标xA为5 m,xB为2 m,物体的位移大小是多少? 方向怎么样? 中选择所需的族。
在这些问题序列的引导下,学生的思维水平将得到深化,科学思维的习惯也将得到养成。
)3)设置“思考与讨论”,深化思考
随着学习的深入,为了让学生及时进行小组讨论、合作学习,教材专门开设了“思考与讨论”栏目。
例如,加速度是一个比较抽象的概念,生活中没有与之对应的术语。 为了让学生更好地理解和理解加速度的概念,教材在学习加速度后,可以问:“对于运动的物体来说,‘你运动了多少’。” 这是路程和位移的概念。 也可以问“工作多快”。 这是速度的概念。
但是,生活用语中没有与加速度相对应的词语。
日常生活中一般只有粗略的“快”和“慢”。 这里有时指速度,有时模糊地指加速度。
你能分别举出这样的例子吗? 这样的思考和讨论可以加深学生对加速度概念的理解。
如果学生和教师能很好地利用这个栏目,就能进行更深入的思考和讨论。
除“思考与讨论”栏目外,教材还设计了“试试看”栏目,让学生动手体验、自主探索。 一些“科学散步”“STS”栏目提出了一些开放性的问题,供学生思考、讨论、甚至自学。
加强生产、生活实际的联系
培养学生创新意识和实践能力的最有效途径应该是理论联系实际。
只有理论联系实际,才能让学生把现有的生活经验和物理问题紧密结合起来,让学生感到物理是生活的、有趣的、有用的。
为了加强理论和实际的联系,教材从以下几个方面进行了安排。
1 .引入的问题联系实际
要真正启发学生的思维,就要想办法引导学生发现实际中有用的问题。
为了让学生从一开始就有意义的问题来学习,教材在每一节的开头都设置了学生可能遇到的、可以积极思考的问题。
例如,必修第1卷第1章前4节的问题有:“如何表现玩耍的孩子、飞翔的雄鹰的运动”、“如何表现长安街上行驶的汽车的位置”、“如何表现操场般的赛跑运动的速度”、“如何比较火车和汽车的加速速度”等。
这些问题与学生的生活实际密切相关,学生比较熟练、亲切,愿意探讨。
2 .分析实例联系实际
教材在分析具体问题、学习相关概念和规律时,尽量列举学生常见的实例,激发学生的学习兴趣,增强对科学的亲近感,培养将现有知识转移到实际问题中的能力。
例如,在必修第1卷学习《力的合成与分解》时,教材特意安排了学生提水和吊灯两个实例; 在必修第二卷学习《运动的合成与分解》时,教材特意分析了人在电梯里行走或静止时,如何看待人的运动问题; 在圆周运动线速度和角速度的学习中,分析了学生中常见的自行车齿轮运动问题等。
3 .概念、规律的应用联系实际
概念、规律的掌握就像要分析实际问题一样,概念规律的应用也应该是研究实际问题,或者是学生熟悉、听过、看过的实际问题,这样学生所学的内容就有意义、亲切
因此教材在应用所学内容解决问题时,尽量安排学生熟悉的实际问题。
例如,在应用运动学定律研究实际问题时,教材特意安排分析航母上类似运载器起降的问题; 在应用共感力平衡知识解决实际问题时,教材特意根据实际需要安排了如何设计儿童滑梯的问题。
这些概念、规律在实际问题中的应用,设计得很好,有助于进一步理解相关物理观念,有助于提高解决问题的能力。
4 .习题联系实际
由于高中物理中涉及的研究对象比较简单,例如研究只能作为质点的物体,物体的运动不参与旋转等。
结果,学生看和研究的问题大多是物块、小球等,过多的这种抽象问题会降低学生自身建模和解决实际问题的能力,也会影响学生的学习兴趣。
为了克服这些问题,教材尽量下功夫,选择那些初中可以研究的实际问题。
例如,“嫦娥三号”登月探测器月末速度问题、航母舰载机起飞问题、空调受力问题等,都是必修的第一卷。
教材设计了共同必修三本书的全部习题中,约一半以上与实际相联系的题目。
关于弘扬中华文化的思考
中华文化蕴含着中华人文文化和科学文化,我国科技文化的发展具有悠久的历史,同时在近代也做出了卓越的贡献。
教材编写中应合理反映这些贡献。
因此,教材在这次的修订中,特意增加了相关的内容。
例如,在“科学游动全球导航卫星系统”中增加了我国“北斗”导航卫星系统的相关内容; 特意安排了必修三天我国射电望远镜“天眼”的相关内容,专门介绍了科学家南仁东是如何克服困难、献身科学事业的。 特别是增加了我国科学家在相关领域进行的研究介绍,并附有我国科学家的照片。
例如,绪论中安排了三位华裔科学家,其他部分介绍了钱学森、赵忠贤、吴健雄等科学家。
在教材中有意识地反映中国科技成果和中国科学家的事迹,既能让学生切身感受到科技发展近在咫尺,又能增强民族自豪感,有助于培养学生献身中国科学事业的情怀。
关于教材的编写还有很多需要说明的地方,但限于篇幅,只选择了其中的主要方面进行了说明。
此外,我还想说明教材只是众多教育资源中的一部分。
从教材发展到实际教学的过程中,有教师再创造的广阔空间。
这是展现教师对物理和教学理解的丰富多彩的舞台,也是师生情感交流、智力交汇的轻松和谐之地。
通过这种富有智力和非智力因素的教育活动,让书中的内容在学生的心中和手中得到发挥,是教师的光荣使命。
本文转载自公众号:管窥物理
文章发表在《中学物理》 (高中)
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❷ 物理学科核心素养是什么
物理观念,科学思维早蚂渗,科学探究,科学态陆脊度与责任。物胡根据查询物理学科定义得知,物理学科核心素养为物理观念,科学思维,科学探究,科学态度与责任四个方面,是学生科学素养的重要构成。 物理学(physics),是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。
❸ 科学态度与责任主要包括
科学态度与社会责任”深刻揭示化学学科的价值取向,强调学生“在认识化学学科本质和化学学科价值,理解科学、技术、社会、环境(STSE)关系基础上,逐渐形成对化学科学技术应有的科学精神和社会责任感”[2]。化学学科为何强调培育这方面素养并提出怎样的学习要求?把握这两个方面,是有效开展“科学态度与社会责任”素养培育的前提。
1.强调培育“科学态度和社会责任”素养的缘由
化学研究是人们探索化学物质及其运动变化规律的特殊认识活动,并以探索物质及其转化基本规律、建立科学理论从而认识客观物质世界为目的。这一探索活动需要化学工作者执着探索的精神、崇尚真理的意识和刻苦艰辛的努力。而物质及其运动变化规律是客观的、不以人的意志为转移,这就要求化学研究过程遵循科学的行为规范、求实的科学精神、严谨的科学态度;人类认识活动的最终目的在于改造世界,而人的意识支配着改造活动,并给社会进程与发展带去积极或消极的影响。化学认识活动亦如此:若能建立正确价值观念、合理利用化学技术,将能促进人类社会可持续发展,否则会给环境、生态等带来危害。这就需要人们建立和谐发展理念、建立符合社会需求的意识形态,从而在应用物质及其转化规律改造世界时,注重权衡利弊、强化社会责任。
因此,化学教学时,一方面要引导并培育学生探究物质及其运动变化的兴趣与能力,秉承严谨求实的态度,树立崇尚真理的意识,认识化学对社会发展的重大贡献;另一方面,要帮助学生深刻认识环境保护和资源合理开发的重要性,建立“绿色化学”观念,强化社会责任意识,从而促进人类社会的可持续发展。显然,这是化学课程学习的最终目的和价值追求,是化学学科落实“立德树人”教育根本任务的重要体现。
2.“科学态度与社会责任”素养的内涵要求
前已指出,“科学态度与社会责任”是学生经历化学课程学习形成的、对化学科学技术应有的科学精神和社会责任感。如何理解此维度素养的具体内涵?我们知道,化学是以实验为基础的学科,讲究以实验事实说话,强调通过探究活动得出结论。实验过程需要遵循科学研究行为规范,需要严谨求实、尊重事实、开拓进取,还需要面对挫折不惧艰辛、面对权威敢于质疑,这些都是科学精神的具体表现;而社会责任,强调学生建立起对社会担当负责的意识,正视化学及其技术应用有利一面和可能危害,关注与化学有关的热点问题,建立“绿色化学”观念和可持续发展意识,积极参与有关化学问题的社会决策。因此,“科学态度与社会责任”是对化学教育价值与社会价值的深刻、全面体现,是“化学学习的更高层次的价值追求”。
❹ 物理学科核心素养是什么
物理学科的核心素养是指学生在接受物理教育过程中逐步形成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性质的品质。物理学科核心素养包括物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任。
(4)什么物理是科学态度与责任扩展阅读:
物理学核心素养的内涵
学生发展核心素养,主要指学生应具备的,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。
中国学生发展核心素养总体框架包括三个方面六大素养:
1、自主发展:学会学习、健康生活
2、社会参与:责任担当、实践创新
3、文化基础:人文底蕴、科学精神
❺ 物理学科素养四大要素
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学习的社会发展需要的基础知识、关键能力、科学态度等方面的表现,是学生通过物理学习集中体现的带有物理特征的品质,是学生科学素养的关键成分,主要由“物理观念与应用”、“科学思维与创新”、“科学探究与创新”、“科学态度与责任”等四个方面的要素构成。
1、物理观念与应用: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。“物理观念”包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等要素。
2、科学思维与创新: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。“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。
3、科学探究与创新:提出物理问题,形成猜想和假设,获取和处理信息,基于证据得出结论并做出解释,以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。“实验探究”主要包括问题、证据、解释、交流等要素。
4、科学态度与责任:在认识科学本质,理解科学·技术·社会·环境(STSE)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。“科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、科学伦理、STSE等要素。
❻ 物理核心素养是什么
物理核心素养主要包括:物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任。
“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;是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华;是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。
“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物理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。
“科学探究”是指基于观察和实验提出物理问题、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。
“科学态度与责任”是指在认识科学本质,认识科学·技术·社会·环境关系的基础上,逐渐形成的探索自然的内在动力,严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度,以及遵守道德规范,保护环境并推动可持续发展的责任感。
意义:
学生物理学科核心素养的发展不是一蹴而就的,而是一个循序渐进的长期发展过程,需要通过初中和高中两个阶段物理课程的学习来实现。义务教育物理课程作为科学教育的组成部分,是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程,是学生物理学科核心素养发展的初级阶段。
此阶段的物理课程不仅应注重科学知识的传授和技能的训练,而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养。
❼ 物理学科素养四大要素
物理学科素养中四大要素分别为:物理观念、科学思维、实验探究以及科学态度和责任。
物理观念是指形成经典物理的物质观、运动观、能量观、相互作用观、并且能用来解释自然现象和解决实际问题。
科学思维,是指具有构建理想模型的意识和能力。
实验探究是指具有分析论证的能力,会使用各种方法和手段分析、处理信息。
科学态度和责任,是指具有学习和研究物理的好奇心与求知欲。
物理学专业的学生如具有扎实的物理理论的功底和应用方面的经验,能够在很多工程技术领域成为专家。中国每年培养本科应用物理专业人才约12000人。和该专业存在交叉的专业包括物理专业,工程物理专业,半导体和材料专业等。
人才需求方面,中国对应用物理专业的人才需求仍旧是供不应求。很多物理研究的课题仍旧是基础性的,往往需要大量 的政府的政策性投入,难以实现产业化,这对于打算毕业后从事应用物理研究的人员来说,是应该做好思想准备的。
❽ 物理核心素养是什么
物理学科核心素养主要由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面构成。
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格和关键能力,是学生科学素养的重要构成。
解读
物理学科核心素养是在发展学生学科核心素养的基础教育课程总目标的框架下提出的,是对物理教育领域关于物理学科教育价值的长期研究和实践成果的总结概括,发展学生的物理学科核心素养引领着基础教育阶段物理课程的方向。
学生物理学科核心素养的发展不是一蹴而就的,而是一个循序渐进的长期发展过程,需要通过初中和高中两个阶段物理课程的学习来实现。义务教育物理课程作为科学教育的组成部分,是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程,是学生物理学科核心素养发展的初级阶段。
此阶段的物理课程不仅应注重科学知识的传授和技能的训练,而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养。
❾ 物理学科素养四大要素之间的关系
物理教育是科学教育的一部分,国际上对物理教育的研究,都是在科学教育统一的框架下进行的。物理学科核心素养是物理学科育人价值的集中体现,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关键能力和必备品格,是学生科学素养的重要组成部分。物理学科核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。
一、物理观念
知识是能力的基础,有知识不一定就有能力,但没有知识就一定没有能力。在科学教育领域,国际上关于科学知识的表述有核心概念、关键概念、大概念、科学原理、科学知识等方式。在应试教育的背景下,我国特别重视知识和原理的教学,很多学校强调死记硬背的知识和原理学习,而素养强调知识和原理的深度理解和灵活应用。最新的国际科学教育研究与实践中,强调核心概念、大概念、跨学科概念。而在中国的文化中,概念是指一类事物的共同属性与本质特征,是抽象的,这与国际上关于概念的内涵并不一致。因此,在建构物理核心素养时,没有使用物理知识,也没有使用物理概念,而使用了物理观念。一方面,观念是概念和规律等在头脑中的提炼和升华,另一方面,中国文化中的观念与国际上概念的内涵基本一致。
我们将物理观念(特别强调应用)作为物理核心素养,其依据主要有如下方面:第一,对科学知识的理解和运用是学生发展非常重要的核心素养。第二,世界各国的课程标准都将核心概念,或大概念,或关键概念,或知识理解与应用、工程实践等作为重要的科学素养。如英国科学课程标准认为:在科学研究领域,有一些关键概念支撑着科学研究工作顺利进行;学生需要理解这些概念,以帮助他们更加深人理解所
学的科学知识、技巧和科学观念。南非科学教育标准中提出自然科学领域的学习有助于提高学生的科学素养,有三个方面,其中之一是提高对科学知识的理解和运用。美国NGSS提出强调科学与工程实践、学科核心概念、跨学科概念。第三,科学教育研究一直重视概念学习,从21世纪之前重视概念发展、概念转变,到最近重视核心概念和概念进阶,都把科学概念学习作为科学教育的重要目标。科学教育研究者普遍认为,科学教育的目标不是去获得一大堆由事实和理论堆砌的知识,而应是实现一个趋向于核心概念的进展过程。核心概念是某个知识领域的中心,是一种
教师希望学生理解并能得以应用的概念性知识,这些知识必须清楚地呈现给学生,以便学生理解与他们生活相关的事件和现象
基于高中物理的基本内容,“物理观念”主要包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等要素。
二、科学思维
观察、实验与科学思维相结合,是物理学科的基本特征。科学思维是具有意识的人脑对科学事物(包括科学对象、科学现象、科学过程、科学事实等)的本质属性、内在规律及事物间的相互联系和关系的间接与概括的反映,是物理核心素养的核心内容。
学会学习、批判性思维与创新是学生发展核心素养的重要成分。学会学习主要是指学生面对新的情境或者具有挑战性的学习任务时,所表现出来的在思维、认知策略和自我调控等方面的综合能力,包括对学习的兴趣、习惯方法、思维方式、认知策略等。批判性思维与创新主要指对于事物保持好奇心和开放性态度,具有探索精神;对于现象能够进行反思和质疑,发现问题所在,具有批判精神和批判能力;敢于创新,勇于挑战,能够提出新颖和有价值的想法并付诸实践。
21世纪以来的科学教育研究,特别重视科学论证、模型思维和科学推理。随着人们认识到批判性思维是21世纪的主要能力,作为科学学习和研究中批判性思维的重要表现—科学论证的研究和培养已经得到高度重视,它可以帮助学生发展料学探究能力,建构科学知识并促进科学概念转变与理解,提升科学认识论水平,提升推理能力、批判思维能力和交流能力。理想模型是根据研究的问题和内容,在一定条件下对研究客体的抽象,是从多维的具体图像中,抓住最具有本质特征的图像,建立一个易于研究的、能从主要方面反映研究客体的新图像。为了描述客观事物的运动规律,物理学家往往把研究对象抽象为理想模型,建模方法是科学研究的常用方法,模型思维是一种重要的科学思维。科学推理是根据一个判断得出另一个判断的思维形式。在国际科学推理研究中,研究者普遍认为,小学生应具体分类、排序、守恒和可逆性等,中学生应该具体理论推理、组合推理、比例推理、控制变量、概率推理、关系推理等。
几乎所有国家的课程标准都会将科学思维与创新列为课程目标。加拿大安大略省于2006年制定的《安大略课程((1一8年级):科学与技术》标准对学生知识和能力的评估从知识和理解、思维和探究、交流、应用四个方面进行,批判性思维和创造性思维、批判性/创造性思维过程、技能和策略等是主要内容。英国将“想法和证据”(Ideas and Evidence)设定为教育目标(The National Curriculum for England, 2004)西班牙将“论证能力”( Skill of Argumentation)拟定为学生必须具备的基本能力;学生能力国际评价项目(Programme for International Student Assessment,
PISA,2015)对科学能力的评价包括认识科学问题、运用知识科学地解释现象、运用科学证据做决策并与他人交流。芬兰的高中物理课程标准中强调建模;澳大利亚维多利亚州物理课程标准强调模型建立的科学思维过程、分析、综合、评价等;韩国的课程目标中提出培养学生科学思考的能力和创造性解决问题的能力,为有创意地、科学性地解决日常生活的问题培养必备的科学素养。
基于上述分析,模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新是构成科学思维的主要成分。
三、科学探究
科学探究是人类探索和了解自然、获得科学知识的主要方法,也是学生学习科学的主要方式,还是一种综合的、关键的科学能力和素养。
科学教学倡导探究式学习,为学生提供充分的探究式学习机会,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,形成尊重事实、善于质疑的科学态度,突出学习能力、创新精神、实践能力,以及批判性思维和创造性思维能力的培养。探究及其教学是科学教育最重要的研究领域,最近的趋势是:探究教学强调合作学习与科学论证,基于模型的科学学习环境有利于促进学生进行科学探究,提高学生的探究能力。
世界各国的课程标准都会将科学探究与交流能力作为培养目标[}z}。例如,美国国家科学教育标准中的课程目标强调培养学生进行科学探究所需要的能力(包括确定可以通过科学探究回答的问题、设计和进行科学研究、利用适当的工具和技术收集、分析和解释数据、培养运用证据进行描述、解释、预测和构建模型的能力、通过批判性和逻辑性思维建立证据与解释之间的关系、承认和分析提出的可供选择的解释和预测、交流科学过程和解释、把数学运用在科学探究的各个方面)和对科学探究的理解能力(包括不同性质的问题提示我们要进行不同的科学探究、当前的科
学知识和理解可以指导科学探究、数学对于科学探究的各个方面均十分重要、收集数据所采用的技术提高了数据的精度,使科学家能够分析研究结果并使之定量化、科学解释强调证据,拥有符合逻辑的论据,还需要运用科学原理、模型和理论、合理的怀疑是科学进步的动力、科学研究有时可以产生可供进一步研究的新概念和新现象,产生调查研究的新方法,或者开发出改进数据收集工作的新技术)。英国国家科学教育课程标准》中提出通过科学教育,促进核心技能的发展,包括进行科学调查研究、进行科学探究、发现和交流各种不同的事实、观点和意见、收集、思考和分析第一手和二手数据,等等,这些都是科学探究的主要成分。英国国家课程标准将实践与探究技能,以及交流都作为学科核心素养。澳大利亚维多利亚州物理
课程标准培养学生的关键技能包括:科学探究、分析和应用对物理的理解、交流物理信息和理解。强调书面语言、口头语言形象地表达事物、过程、概念等特点,能用图形、表格、图表、图像等表示。韩国强调培养科学探究自然的能力。加拿大奥尼托巴省强调科学探究、技术问题解决、STSE等。
我国2001年以来的课程改革,强调自主学习、合作学习和探究学习,并将科学探究作为科学教学的主要目标。一般来讲,科学探究包括提出问题、作出假设、制订计划、收集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价等要素,我们可以归纳为问题、证据、解释、交流四个方面。
四、科学态度与贵任
通过物理学科的学习,学生对自然现象保持好奇心和探究热情,乐于观察、实验和思维;实事求是,不迷信权威,敢于大胆质疑,追求创新;善于与他人合作、分享;了解科学、技术、社会、环境的关系;热爱自然、珍惜生命,具有保护环境、节约资源的责任感。这些都是科学态度的主要内容,也是物理学习的重要目标。
沟通与合作是团队成员为了共同的目标,积极主动合作、有效交流分享、协同完成任务的综合能力表现,沟通是合作的纽带,合作有助于促进良好的沟通。沟通与合作是个体参与社会的主要途径与方法,包括建立良好人际关系的能力,倾听表达、协同合作等。学会学习主要是指学生面对新的情境或具有挑战性的学习任务时,所表现出来的在思维、认知策略和自我调控等方面的综合能力,其不仅是促进学生终身学习和自主发展的核心能力,也是学生适应不断变化的社会环境的前提条件。学习兴趣是学会学习的主要内容。
世界各国的课程标准都强调科学态度的培养。例如,英国《国家科学教育课程标准》中提出通过科学教育,促进学生在精神、道德、社会、文化,以及核心技能的发展。精神发展指通过学生感知生存于其中的自然的、物质的世界,反思他们在这中间的责任,以及探究诸如生命起源于何时、来自于何处之类的问题。道德发展指通过帮助学生认识到利用观察和证据而不是利用先人之见或偏见得出结论的重要性,以及通过讨论科学知识应用的意义,这包括承认科学知识的应用既可以产生有利的影响,也可以产生不利的影响。社会发展指通过帮助学生认识到意见的形成和
决定的理由可以通过实验证据而得出,以及通过使学生注意到对科学知识的不同解释如何运用于讨论社会问题。文化发展指通过帮助学生认识到科学发现和科学思想影响着人们的思考、感知、创造、行为和生活方式,以及通过使学生注意到文化差异影响人们接受、运用和重视科学思想的程度。核心技能的发展包括交流、合作等技能。
科学本质是指对于科学知识、科学研究过程、科学方法、科学精神、科学的历史、科学的价值、科学的限度等方面最基本特点的认识,是一种对于科学本身全面的、哲学性的基础认识。近年来,研究者特别重视科学本质与科学学习兴趣的研究及培养,科学态度的多个方面反映了科学本质。
值得说明的是,科学的内在动机或者兴趣是重要的科学素养。从广义上讲,态度包括情感、价值观,还包括动机、兴趣等,而从狭义上讲,态度不包括这些方面。如果我们提出情感、态度、价值观,就必须狭义理解态度,这样,内在动机或者兴趣就不包括在内,显然对学生素养的培养是不全面的。因此,在这里没有用情感、态度、价值观。
通过以上分析我们可以看出,科学态度与责任主要包括科学本质、科学态度、社会责任等方面。在物理核心素养的四个要素中,科学探究是一个过程,是一种学习方式和科学研究的方式,是一种学习物理观念、发展科学思维、形成科学态度和责任的手段和途径,同时,也是一种综合的能力。物理观念、科学思维、科学态度与责任是通过物理学习而形成的核心素养。