高中物理课程结构及其功能探索——从2003版到2017版高中物理课标的变化

廖伯琴

(西南大学物理科学与技术学院，重庆 400715)

21世纪初，新一轮基础教育课程改革启动，《普通高中物理课程标准(实验)》(简称2003版课标)自2003年由教育部正式颁布以来，迄今已有十余年。在2003版课标实施过程中，有不少成效，也存在一些问题。如，常有老师问及现在高中生“为什么不学热学”“为什么不学光学”“为什么学那么少的必修内容”“怎样考试”等，这些问题反映出社会各界对基础教育的关心，也反映了人们对课标、教材、考试及管理等相互关联性的关注。为使社会各界更加关心基础教育，更加理性思考物理课程与教学中的相关问题，本文将侧重从普通高中物理课程标准中的课程结构及其功能问题出发，讨论从2003版到2017版高中物理课标的变化。

1　2003版高中物理课程结构及问题

1.1　2003版的高中物理课程结构

在2003年颁布的《普通高中课程方案(实验)》中，普通高中课程由学习领域、科目、模块3个层次构成，每一领域由课程价值相近的若干科目组成，每一科目由若干模块组成[1]。基于2003版课程方案，普通高中物理课程标准研制组提出了2003版普通高中物理课程结构(图1)：“高中物理课程由12个模块构成，每个模块占2学分，其中物理1和物理2为共同必修模块，其余为选修模块。学生完成共同必修模块的学习后，可获4学分，接着必须再选择学习一个模块，以便完成6个必修学分的学习任务。在获得6个必修学分后，学生还可以根据自己的兴趣、发展潜力以及今后的职业需求继续学习若干选修模块。”“学生最好参照‘高中物理课程结构框图’的顺序选择课程，以便循序渐进，为今后发展奠定基础”。[2]

图1　2003版高中物理课程结构框图

图1中的物理1、物理2是全体高中学生共同学习的内容，学生通过基础内容的学习，进一步体会物理学的特点和研究方法，同时了解自己的兴趣和发展潜能，为后续课程的选学做准备;选修1-1、1-2为选修1系列，以电磁学和热学核心内容为载体，注重物理学与人文学科的融合，这是为有人文志趣的学生设计的系列;选修2-1、2-2、2-3为选修2系列，以力学、电磁学、热学、光学及原子物理为载体，侧重从技术应用的角度展示物理学，强调物理学与技术的结合，这是为有动手实践志趣的学生设计的系列;选修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5为选修3系列，以电磁学、热学、力学、光学及原子物理为载体，注重让学生较全面地学习物理学的基本内容，这是为有深入学习物理志趣的学生设计的系列。选修2系列和3系列中的物理学的内容板块是系统的。图2展示了共同必修课程和选修3系列涉及的内容主题，若学生学完必修再学习选修3系列，学习的内容主题就涵盖了力、电、热、光、原的内容板块，由此可见关于物理课程系统性的考虑。

事实上，2003版的高中物理课程结构设计关注了学生学习的基本需求，强调了高中物理课程的基础性，考虑了物理学科的整体系统特点，同时也考虑了课程的选择性，希望学生选择不同系列的物理课程学习，能有个性地发展。

1.2　2003版课标实施问题调研及影响因素探析

根据若干调研可知，2003版课标在实施过程中存在一些问题，例如，从实施角度看，课程的系统性与选择性没有落实到位。

根据教育部专项课题“高中物理新课程教科书使用情况调研”[3]的调研结果，当时调查的高中教师和学生使用的高中物理教科书主要集中在必修1、必修2;理科生主要选用选修3-1、3-2教材，选修3-3、3-4或3-5教材的用量相对较低，且参差不齐;文科生主要选用选修1-1教材;选修1-2、2-1、2-2及2-3，则很少有学生选学。调研可知，多数学生学习的内容是力学与电磁学，至于热、光、原内容的学习则不统一，出现有的学生不学热学、不学光学或者不学原子物理的状况。

图2　2003版中共同必修与选修3系列所含的内容主题

影响高中新课程实施的原因多种多样，如教与学的价值追求、考试指挥棒的作用、招生制度的影响以及政府各职能部门的协调等。本文侧重探索选拔性考试对高中物理课程系统性与选择性的影响。

在《2007年普通高等学校招生全国统一考试大纲》(为高中课改实验省制定的考试大纲)的物理部分，规定必考模块为：物理1、物理2、选修3-1和3-2，这4个模块侧重力学和电磁学内容;规定选考模块为：在选修3-3、3-4、3-5和2-2中选考2个模块[4]。随着课程实施的深入，考试大纲有一定的调整，全国多数省市考试说明也在不断调整。不过，无论怎样调整，考试大纲与各省市的考试说明皆一直有必考与选考两部分，其中选考也仍然是选考不同的模块。

在高考指挥棒仍有相当影响的状况下，学校开课更多以考试大纲为依据，这导致中学一线的选修课开设参差不齐。有研究者在2009年做过调研，其中关于教师相对不同模块的任教比例如图3所示[5]，由图可知考试大纲中必考的物理1、物理2、选修3-1、3-2模块，对应的任教老师比例大;选修3-3、3-4、3-5为选考，任教老师比例次之;而1-2、2-1、2-2、2-3不考，则有很少老师任教。选修1-1虽然不考，但仍有一定比例的老师任教，因为多数文科生是通过学习该模块获得必修学分的。

图3　2009年教师针对不同模块的任课比例

有研究者针对性地调查了考试大纲对高中科学领域模块课程实施的影响[6]，其中关于高中物理选修模块开设的调查结果显示，大约70%以上的学校开设的高中物理课程模块与考试大纲规定的考试模块数目一致，即大多数学校只开设考试大纲要求考试的模块，对于选考模块，多数学校根据本省考试说明，指定开设某选修模块。

从上面调查结果可见，高考指挥棒及招生制度对学校课程开设产生了相当的影响。大多数学校开设课程的依据是考试大纲，不是国家课程标准。这不仅影响高中物理课程的系统性，也影响高中物理课程的选择性。

招生及考试能产生这样的影响无疑与当下应试教育的价值取向有关。既然如此，为何在制定2003版高中物理课程标准时没有提前预防这种现象出现呢？事实上，这与2003版高中课程方案的要求及相关研制背景有关。2003版高中课程方案指出，高中课程由必修和选修两部分构成，必修课程规定了学分(理、化、生必修学分皆为6)，选修课程则只要求“根据社会对人才多样化的需求，适应学生不同潜能和发展的需求，在共同必修的基础上各科课程标准分类别、分层次设置若干选修模块，供学生选择”[1]，在高中课程方案中没有规定学科的选修学分，这便使选修物理的学生可以不按2003版课标设计的系列学习。直到2007年，针对2003版课标的考试大纲出台，由于考试大纲规定的是选考模块而非选考系列，因此参加物理高考的学生便出现没有学光学或热学或原子物理的状况了。显然，考试大纲与高中课程方案、课程标准的协调等是影响高中物理课程系统性与选择性的重要因素。

2　2017版高中物理课程结构及设计依据

2.1　2017版高中物理课程结构及特点

2017版高中物理课程结构如图4所示[7]，高中物理课程由必修、选择性必修和选修课程构成。必修课程由必修1、必修2和必修3构成，共计6学分，是全体学生必须学习的课程，学完后学生可参加用于高中毕业的学业水平合格性考试(该考试只涉及必修课程内容);选择性必修由选择性必修1、选择性必修2和选择性必修3构成，共计6学分，是学生根据个人需求与升学要求选择学习的课程，学完后学生可参加用于高等院校招生录取的学业水平等级性考试(该考试涉及必修课程和选择性必修课程内容);选修课程由选修1、选修2和选修3构成，学生可根据兴趣爱好、学业发展、职业倾向等自主选择学习，选修课程由学校(或地方)自主开设、自主安排考试等。

图4　2017版高中物理课程结构框图

2017版高中物理课程结构注重课程的基础性，在6学分的必修课程中设计了物理学的基础内容，关注全体学生的共同基础和现代公民对物理学的基本需求，强调通过物理学的基础内容全面培养学生的物理核心素养;保证高中物理课程的系统性，由于高中课程方案规定了选择性必修(相当于2003版课程方案中的选修Ⅰ)的学分，而且与已颁布的高考方案联系起来，所以有效解决了2003版高中物理课程结构实施中的系统性问题，使那些选择参加高中物理学业水平等级考试的学生能相对系统地学习力、电、热、光、原的内容;关注课程的选择性，从物理学与社会发展、物理学与技术应用及近代物理学初步等不同方面构建选修课程，为学生多元发展提供了空间，在校本课程有效开设的机制保障下，课程的选择性将得到体现。

2.2　高中物理课程结构设计的主要依据

2.2.1落实立德树人根本任务要求，体现物理课程的育人功能

2014年4月30日，《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》提出要深入回答“培养什么人、怎样培养人”的问题，要研究“各学段学生发展核心素养体系，明确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”“合理确定必修、选修课时比例，打牢学生终身发展的基础，增加学生选择学习的机会，满足持续发展、个性发展需要”。[8]

修订组注重物理课程对立德树人根本任务的落实，切实将物理学科核心素养的培养贯穿在物理课程的设计和实施中。修订组提出物理学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要包含“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;是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。“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。[7]

在物理学科核心素养分层的基础上，本次修订提出了高中物理学业质量水平。高中物理学业质量分为5级水平，学业质量水平2是高中毕业生应达到的合格要求，是学业水平合格性考试的命题依据;学业质量水平4是用于高等院校招生录取的学业水平等级性考试的命题依据。

2.2.2依据普通高中课程方案，合理设置高中物理课程结构

在2017版高中课程方案中，对于课程设置及学分皆有规定[9]：“普通高中课程由必修、选择性必修、选修三类课程构成。必修课程，由国家根据学生全面发展需要设置，所有学生必须全部修习。选择性必修课程，由国家根据学生个性发展和升学需求设置。参加普通高等学校招生统一考试的学生，必须在本类课程规定范围内选择相关科目修习;其他学生结合兴趣爱好，也必须选择部分科目内容修习，以满足毕业学分的要求。选修课程，由学校根据实际情况统筹规划开设，学生自主选择修习。其中，一部分是国家在必修和选择性必修基础上设计的拓展、提高及整合性课程;一部分是学校根据学生的多样化需求，当地社会、经济、文化发展的需要，以及学校办学特色等设计的校本课程。”

普通高中课程方案对每个学科的具体学分皆有规定，表1列出了普通高中课程方案规定的部分学分的具体学分。

表1　普通高中课程方案规定的学分(部分学科)

由表1可知，语文与数学的必修学分皆为8，外语为6，语文与数学的选择性必修学分皆为0～6，外语则为0～8;政治和物理的必修学分皆为6，历史、地理、化学、生物的必修学分皆为4，这6科的选择性必修学分都是0～6;至于选修学分，语数外皆为0～6，政史地理化生都是0～4。

根据普通高中课程方案，本次修订的高中物理课程结构，设计了必修课程、选择性必修课程和选修课程。物理必修课程是全体学生必须学习的课程，是高中学生物理学科核心素养发展的共同基础，有3个模块，6学分;选择性必修课程由学生根据个人需求与升学要求选择学习，有3个模块，6学分;选修课程由学生自主选择学习，有3个模块，可选学4学分。

2.3　高中物理课程结构中不同内容板块的设计思考

2.3.1必修与选择性必修内容的设计思考

为了全体学生的共同基础、现代公民的科学素养提升和学有所长学生的进一步发展，根据学生认知规律及实际教学现状，合理设计必修及选择性必修课程。在2017版高中物理必修课程中，主要纳入力学、电磁学的基本内容，在选择性必修课程中，深入拓展力学、电磁学内容，纳入热学、光学和原子物理学等内容。这样既关注全体学生的共同基础，又兼顾学有所长学生进一步学习的需求。

在调研中得知，关于必修和选择性必修内容板块的设计，有老师希望在必修课程中纳入更多物理内容，有老师还建议在必修课程中纳入力、电、热、光、原内容，让全体学生较全面地学习物理。这类建议的出发点是积极的，理论上也成立，但实际教学操作却有一定难度。事实上，在我国高中物理教学大纲研制历程中，曾有类似探索，但教学一线的具体实施却未按当时的教学大纲执行。

1990年，在高中物理教学大纲中设计了“必修”“选修”课程，其中，高一和高二的必修课程涵盖了力、电、热、光、原的内容，高三的选修课对力、电有进一步的循环深入[10]，这便是高中物理课程发展史上有名的“二一分段”模式。但在实施中，由于应试的制约，多数学校未按照教学大纲执行，而是自行把必修和选修内容“打通”，重新整合后让学生学习[11]。当下，在考试指挥棒仍有相当影响的情况下，若在必修课程中纳入初步而较全面的物理内容，实际教学将如同1990年教学大纲对应的课程实践那样很难真正推进，加之6个必修学分的约束也为让全体学生较全面了解物理学内容增加了教学难度。

高中物理必修课程内容的选择必须考虑全体学生的需求，注重全体学生的共同基础和现代公民对物理学的基本需求，同时还必须考虑与初中物理课程和高中物理选择性必修课程的衔接与联系。学完必修课程后，一部分学生不再学习物理，另一部分学生则将继续学习选择性必修课程，因此必修课程内容的设计还须注重发挥承上启下的作用。课标修订组选择力学和电磁学作为必修内容，希望全体学生通过学习这些内容“形成初步的物理观念，能从物理学的视角解释一些自然现象，能应用物理知识解决一些实际问题”“能在熟悉的问题情境中应用常见的物理模型;能对比较简单的物理现象进行分析和推理，获得结论;能使用简单和直接的证据表达自己的观点;具有质疑和创新的意识”“能观察物理现象，提出物理问题;能根据已有的科学探究方案，使用基本的器材获得数据;能对数据进行整理，得到初步的结论;能撰写简单的报告，陈述科学探究过程和结果”“认识到物理学是基于人类有意识的探究而形成的对自然现象的描述与解释，并需要接受实践的检验;有学习物理的兴趣，具有实事求是的态度，能与他人合作;认识到物理研究与应用会涉及道德与规范问题，了解科学·技术·社会·环境的关系。”[2]还有部分学生在必修课程的基础上再进入选择性必修课程的学习。在选择性必修课程中，为有志进一步学习物理的学生设计了力、电、热、光、原的课程内容，以使其站在更高、更广、更系统的层面学习物理学。

2.3.2选修内容的设计思考

2017版高中课程方案的规定[9]，关注学生多元发展，设计具有多样性与选择性的选修课程。在高中物理选修课程中设计了3个选修模块，选修1侧重物理学与社会发展有关的内容，由“物理学与人类认识”“物理学与社会变革”“物理学与公民生活”3个主题构成;选修2侧重物理学与技术应用有关的内容，由“物理学与医疗技术”“物理学与新能源”“物理学与新材料”“物理学与信息技术”4个主题构成;选修3侧重与近代物理学有关的初步内容，由“微观世界”“高速世界”“宇观世界”“世界的统一性”4个主题构成。这3个选修模块为有不同学习兴趣、不同能力倾向的学生搭建了选择性的学习平台，在学校有效推进校本课程的情况下，课程的选择性将得到体现。

为了让学习兴趣不同、能力倾向不同的学生学到适合其发展需求的课程，分门别类地设计高中选修课程，已经是一个国际大趋势。有的国家高中物理课程全为选修，选学比较自由。如美国有些学校开设了4类物理选修课程，分别为文、理科生等开设了选修课程，并且还为学有所长的学生开设了定位于大学物理难度的高等位课程，既注重了全体学生的科学素养提升，又为特别擅长理科的学生提供了比较高端的平台[12]。有的国家为高中物理设计了必修(科学或物理)和选修课程，如韩国、日本等;有的国家则设置了不同的必修系列，一旦选择某系列就须学完该系列的所有内容，如瑞典、荷兰等[13]。

3　结语

当今世界，人才培养是关系到民族强盛、人类可持续发展的重大问题。为了进一步提升我国公民的科学素养，为将我国建设成为科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国等等，物理课程应凸显其应有的育人功能。如何进一步凸显物理课程的育人功能，是本次高中物理课程标准修订的关键。