以核心素养引领物理课程基地建设①

(江苏省南通第一中学，江苏 南通 226001)

2014年教育部在《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》中提出：“各级各类学校要从实际情况和学生特点出发。把核心素养和学业质量要求落实到各学科教学中”。“核心素养”成了教育改革的热词，各学科也相继给出了学科核心素养的表述，各学校努力在教育、教学过程中落实核心素养的培养目标。2011年江苏省率先建设普通高中课程基地，目的是为了进一步深化基础教育课程改革，创新课程实施，探索普通高中人才培养的新途径、新方式。我校积极响应并被批准为首批建设的江苏省物理课程基地，在建设过程中我们时刻关注着“核心素养”课程目标，经过几年的建设，取得了一系列成效，我们知道基地建设一直“在路上”，努力使之服务于学生物理学科核心素养的培养，有效改变师生教与学的方式，实现育人模式转型。

1 物理学科核心素养的内涵

物理学科的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，是学生科学素养的关键成分(如表1)。

表1

从表1我们可以看到，物理学科核心素养的四个方面并不是孤立的，而是相互渗透、相互依赖、共同促进的。如就科学探究而言，首先要有物理观念才有可能提出科学问题，形成猜想和假设，然后要借助科学思维构建物理模型、进行科学推理、设计实验方案，在探究过程中要不断进行信息的处理和科学论证，交流评估并改进或创新实验方案，要基于证据得出结论并解释；科学的态度与责任是使实验探究客观、真实，并在遭遇失败、挫折时依然能继续孜孜不倦地探究下去。而在科学探究过程中，学生又可以进一步认知、体会、感悟物理观念，培养科学思维能力；在探究过程中学生能理解科学、体会科学技术对人类的影响，端正科学态度、关爱环境，形成正确的科学本质观和科学伦理观。物理观念、科学思维、科学态度与责任是保障科学探究开展的重要条件，科学探究又是形成物理观念、提升科学思维、培养科学态度与责任的重要方式，而科学思维也以物理观念和科学态度为发展基础，它们相互融合，互为促进。

2 核心素养导向下的物理教学

相对三维目标而言，核心素养是在一个更高的层面对高中物理教学提出要求，以知识为载体，但又超越具体知识的学习，让学生在学习过程中构建“物理观念”，掌握物理问题解决的方法，在自主学习过程中能自我规划，在合作学习过程中能发扬团队合作精神，在探究学习过程中培养科学态度和社会责任感，在知识可能已被忘记的时候，这些必备的品格和能力还能留下来成为学生终身受益的财富。

基于核心素养导向下的物理教学结构如图1所示。首先，物理观念是让学生认识到世界是什么样子，解决“是什么”的问题，要从物理学视角形成关于物质、运动与相互作用、能量等的基本观念。在教学中我们要为学生创设合适的学习情境，使学生借助物理学家探究自然的方法进行知识建构，只有经过学生自身对新知识的同化或顺应，主动建构的物理知识才能为学生所真正理解并应用自如。

图1

其次，知识的建构和掌握过程也是一个能力培养和发展的过程，不仅知道“是什么”而且要懂得“为什么”，遇到问题要知道“怎么办”，要从物理学视角建构模型、抽象概括，对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系提出自己的认识，所以在教学中还要通过各种教学方式给学生创造应用情境，让学生学有所用，在知识的应用过程中体会物理学的价值，激发物理学习的动力，培养物理学科核心素养。

最后，学生的物理学科核心素养应该是和学生融为一体的一种习惯或品格，素养的形成不仅需要学习，更需要自身的实践与体验，需要学生在问题解决的过程中去感悟，感悟科学家们在相似问题解决过程中所表现出来的情感态度和价值观，并把它们内化成自身的品格，形成良好的科学态度。

3 学科核心素养引领下的课程基地建设

基于核心素养的物理教学需要硬件环境和课程资源的支撑，通过物理课堂教学或课外自主学习等方式实施。物理课程基地的建设为教学服务，助力学生核心素养发展，为课堂教学提供教学环境，也为学生提供个性化学习空间，营造深度学习的氛围，创建跨学科主题学习平台，拓宽以生为本的学习渠道。课程基地是一个立体多维的、基于问题解决的综合性实验教学平台和开放性实验课程资源库。我校基地共由两个中心组成，馆室分布如图2所示，基础实验中心主要面向全体学生，进行必修内容的教与学。创新实验中心主要面对理科倾向的学生，为培养理科人才做准备。

图2

3.1 建构概念图式，创设学习情境

物理学科核心素养的第一个方面是“物理观念”，为了更好创造学习情境，我们对高中物理知识按课程模块进行梳理，列出重点、难点内容，让师生共同参与寻找重难点突破的手段、方法，努力从实验探究、活动体验、媒体呈现、互动体验等方面找到适合学生建构概念图式的最佳方式、方法，规划并引进了系列演示实验，建设了基本常数、基本物理量、物质结构等针对基本物理概念的实验室，让核心概念、基本常数等以物化的形式进入我们的课程基地，以增强学生关于物质、运动与相互作用、能量等重难点内容的理解，丰富学生对课程的体验，从而提升学生的主观能动性和学习效率。

3.2 利用互动学习，深化实验探究

“实验探究”是物理学科核心素养的重要方面，让学生有进行实验探究的情境、动力和空间是我们在基地建设过程中一直考虑的问题。课程基地建设了基础实验室、媒体实验室、现代物理实验室、物理生活体验馆、物理科技馆等，师生可以自行探究或共同开发或改进实验仪器、演示设备；通过整合信息技术的交互功能和网络远程教育功能，学生可以进行菜单式自助探究学习；借助虚拟现实技术，学生可以翱翔在茫茫的宇宙，也可畅游于微观世界；在体验馆学生可以体会到物理来源于生活，生活处处有物理，将物理实验探究活动融于生活。让学生在现实的探究实验或生活体验环境和虚拟的交互中自主学习，让学生感受多维、立体、多感官刺激的高效学习，享受学习的乐趣。如在JSYPT(青年物理学家辩论赛)研究学习过程中，面对一个个陌生的问题，学生查资料，学习仪器及软件使用，设计探究方案，选择实验器材，进行实验探究，遇到实验失败时从头再来，经过几个不眠之夜终获成功，那种满足感和成就感难以言表，这样的过程就是学生核心素养的提升过程。

3.3 努力挖掘综合课程资源，发展学生的核心素养

课程是培养物理学科核心素养的重要载体，我们根据核心素养理论和学习理论整合高中物理课程，开发校本课程，与其他自然学科加强联系，努力挖掘综合课程资源，为提供丰富的学习素材和多样化的学习条件而努力。图3为我校课程基地课程框架，这是一个立体的课程框架，横向和纵向均可延伸发展，有理论性强的经典物理、天体物理，也有偏现代科技的如智能机器人、3D创意制作、纳米技术等，师资方面除了本校老师，我们还加强了与高校的联系，聘请专家为基地的发展作指导，与高校或科技馆等单位合作实现优质课程资源共享，引进大学普通物理中部分探究实验课题，关注最新科技发展，建设了现代物理实验室和物理科技馆，为不同潜质学生的发展提供个性化学习的选择和帮助，促进学生自主学习、探究学习，提高学生的科学思维能力。如在模型理论与制作课程中，学生不但接触到空气动力学知识，还会涉及材料力学、电子学等，在学习过程中还会使用到模拟器、电表、电烙铁、示波器、激光雕刻机等设备，虽然这些对学生来讲比较陌生，但学生表现出了极大的兴趣，并且对这些新事物的掌握速度很快，很有成就感，类似的课程还有创意制作、智能机器人等。

图3

3.4 拓展基地功能，促进师生发展

课程基地建设为师生的共同发展提供了重要平台，学生核心素养的发展也会促进教师学科素养的发展，我校将教师办公室设置在基地，每个教师负责一个专业实验室，教师在日常工作之余可以进行相关实验研究，学生也可以与老师预约来进行实验探究。基地建设以来，教师在多项省市级优课和基本功大赛中获奖，学生在省物理奥赛、中国机器人大赛等赛事中也屡有斩获，基地还挂牌为市学科基地、省物理教学研究基地，多次承办省市级师资培训、省名师论坛等活动，圆满完成多次模考命题等任务，在促进区域物理教学改革方面发挥了应有的作用。