高中物理国家课程校本化及课程实施实践探索

梁小军

我校物理学科一向注重培养学生的科学素养，注重通过对国家课程（特指我校现在使用的人教版教材，下同）的校本化实施来培养学生的逻辑推理、物理建模、实验探究等能力，这些努力方向与目前新课程所倡导的学科核心素养培养方向高度吻合。为了将之前的努力更加明晰地指向“物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任”四个方面核心素养，我校物理学科组系统整理了之前国家课程校本化开发的课程资源，尝试整体构建培养全体学生学科核心素养的学科课程体系。

一、高中物理国家课程校本化开发的源起

首先源于国家课程部分教学内容与当今社会、科技高速发展的现状不匹配。国家课程通过教育部课程教材中心审定的教材来体现，而教材在编制时，为确保立德树人的育人导向以及学科内容的科学、严谨，总是需要反复论证、不断完善，一旦确定下来必将保持一段时间内的相对稳定性，而科学、技术、社会的发展日新月异，科学与技术、社会、环境的关系不断变化，作为自然科学学科，物理教师所依托的教材内容如果不能适时做出调整，极易与时代脱节，甚至有些知识在讲授时已经过时。以人教版高中物理必修2为例：其中关于圆周运动的课后习题还在举计算机软盘转动的例子，而这种产品早已在市场上销声匿迹;课本讲授我国航天成就時还在展示神州5号飞船的照片，而我们的嫦娥飞船已经实现了人类飞行器在月球背面的首次软着陆……我校物理学科组认为，作为自然科学中最具广泛性和生命力的基础物理学科，其教材应努力展示科技前沿的最新成果，教师在教学中极有必要对教材内容进行及时的补充和更新。

其次源于我校学生厚基础、个性化发展的需要。作为自治区示范性普通高中，我校学生的整体学业水平较高，但同一学生个体的学科发展不平衡，不同学生个体的同一学科发展也不平衡，全体学生在物理学科学业水平上的差异性尤为明显。而国家课程是普适性的，这就要求我们必须依据我校学生的实际情况对课程内容进行二次开发，在确保夯实全体学生学科基础的同时，做到因材施教，充分实现学生在物理学习上的个性化发展。

再次源于核心素养导向下的物理教学需要。物理观念的形成、科学思维的培养都是一个渐进的过程，离不开学生对知识的自主建构;科学探究是多种能力的综合，科学态度与责任有赖于教育教学中长期的潜移默化。对课程内容中各种概念内涵和外延的理解，课程实施的方式和边界，《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称2017课标）与现行教材教辅只是给出了一个纲领性的建议，有待一线教师在实践中进行课程的深度开发和教学探索。

二、高中物理国家课程校本化开发的有效路径及课程实施实践探索

（一）国家课程校本化开发的有效路径

1.优化课程开发的组织管理。具体来说，便是由学校教研处、教务处牵头，物理学科组统筹安排，各年级物理教研组分工实施，形成课程有序开发的组织管理机构。从教材内容开发的科学性、有效性、可行性审核，到课程实施及效果评估，都依托学校、学科、年级三个层面教研活动的落实，形成高效的运作机制。

2.明晰课程开发的理论依据、目标和基本思路。我校物理学科国家课程的开发以布卢姆认知领域目标分类学理论为指导;目标是依托教材，落实国家课程基本要求，追求因材施教和指向物理学科核心素养的课程体系建构及教学实践。

按照布卢姆认知领域目标分类所对应的“记忆、理解、应用、分析、评价及创造”六个层次[1]，浅层学习限于“知道（记忆）、理解”，深度学习对应于“应用、分析、评价、创造”，后者便是我们常说的高阶思维。学生要形成“物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任”四个方面核心素养，离不开高阶思维的训练和培养：“物理观念”的形成，是对所学知识进行批判性理解后进行意义建构的结果，正确观念的建立须经多次思辨;“科学思维”中的模型建构、科学推理等，更加需要系统的高阶思维训练;“科学探究”中通过观察、分析、归纳、演绎得出结论的过程，就是一个高阶思维运用和锤炼的过程;“科学态度与责任”，与学生的科学观、价值观、世界观建构有关，这也是一种高阶思维活动。可以说，深度学习的使命就是促进核心素养的生成[2]。因此，高中物理国家课程的开发应在关注知识的记忆、理解、应用的基础上，更加重视对学生进行分析、评价、创造等高阶思维的引领。

经过长期的教学改革实验，我校物理学科组发现：仅仅在课堂教学中进行教学方式变革，会受到很多因素的制约，虽然也能推出一些精品课，但大部分常态课还是老样子——没有系统的课程资源支撑和评价方式的全面改进，所谓的精品课往往降阶为表演课，毕竟课堂教学不过是学科课程的一个局部、一个环节。在学习和借鉴了诸多课改先行者的实践经验以后，我校物理学科组开始把目光聚焦到课程的开发上：只有通过课程才能形成包括目标、内容、实施方式、评价等在内的教育链条，也才能整合学校的所有教育资源为学生服务[3]。

依据“最近发展区”理论和我校学生的实际学情，我校物理学科组确立了分层开发课程内容的基本思路：在国家课程基础上开发针对大部分学生群体的拓展课程，针对物理学习优秀生开发培优课程，针对物理拔尖学生开发竞赛课程，引领不同层次的学生突破“最近发展区”，实现高阶思维的发展。

（二）课程内容的校本化开发和课程实施基本策略

国家课程的深度开发与校本化实施，旨在使2017课标不打折扣地落实到课堂，并使校本课程体系能与国家课程体系组成有机的整体，使学科课程体系的逻辑性、科学性、合理性和有效性得到保障，避免落入形式化的“作秀”。在实践过程中，我校物理学科组通过对相关课程内容的整合优化、背景知识补充、内容深化拓展、交叉知识（特别是数学知识）整合、边缘知识自主探究以及相关教学资源整理等，完成了对课程内容的校本化开发及教学实施原则的厘定，比如适用所有课型的“思维引领、保留学生思考时间”原则，强调例子的真实性及生活化背景的“实证化”原则，针对小组合作学习的“问题导向与进程干预”原则等，初步形成了“激趣→导学→探究→评价”四环相扣的课堂教学模式。

1.在国家课程实施过程中对相关教学内容进行补充、拓展、深化或局部整合优化。主要策略是依据学习内容的逻辑结构和学生对相关内容的学习、掌握情况，对教材进行整合优化，或做必要的补充、拓展、深化。

首先是对教材内容进行必要的补充、拓展、深化，并依据学生知识习得的规律循序渐进地实施。比如在电场、磁场教学内容中补充法拉第的“力线”概念提出背景，在相对论教学中补充爱因斯坦的各种思想实验等，这些都属于背景知识补充范畴，可在导入新课时实施;引入物理学科和科技发展的最新成果如量子计算、引力波研究等内容，则是对课程内容的深化、拓展，宜在相关课程内容学完之后进行;利用动量定理结合阿伏伽德罗常数估算某一容器内气体压强等，把不同板块的知识进行整合建模训练，则属于深化、拓展中的交叉知识整合……关于概念的深度学习，可以有更大幅度的跨越，比如在高一学习直线运动时可初步建立“质点”概念，做到“懂得”和“记忆”层面即可;进入力学内容学习后可随着受力分析中大量应用该概念而深入到“理解”和“应用”层面;到高二学习静电学“点电荷”概念时又可以将这两个概念的异同及概念提炼的方法进行对比“分析”和“评价”，如此学生的认知水平和思维深度才算有了质的提升，对物理观念的建构过程才会有更深的体会。

其次是对跨教材跨章节的教学内容进行局部整合优化。比如选修3—4的折射率学习，可以把测量折射率的学生分组实验整合进来，让学生先通过实验操作探究光在不同介质中传播的折射规律，以加深其对“相对折射率”和“绝对折射率”两个抽象概念的感性认识，然后再进入折射率的理论学习。再如原教材把近代物理的一些内容按知识板块进行划分，把波粒二象性、物质波的内容放到选修3—4的波动理论，把光电效应、原子核式结构放到选修3—5的近代物理初步，表面上看体系更加严谨，教学实践中却导致了学生的认知混乱，我校物理学科组按照近代物理学发展的两条主线“对光的本质的认识”“对物质基本结构（原子）的探究”将以上内容进行了重组：先安排光学内容，介绍光的波动说和微粒说的争论及理论发展，结合选修3—4中的麦克斯韦电磁理论阐述光的电磁说，讲述选修3—5中的普朗克黑体辐射、爱因斯坦光子说，于是顺理成章可归纳出光的波粒二象性;再安排原子探索研究的内容，从选修3—5汤姆生的枣糕模型到卢瑟福的核式结构，到玻尔的氢原子能级结构，到选修3—4中的物质波概念，最后把粒子的波粒二象性与光的波粒二象性贯通起来，这样不仅有利于学生对知识的理解，而且能较好地发展学生的物理观念和科学思维学科核心素养。

2.以国家课程为基础，面向不同的学生群体，开发分层次的拓展课程、培优课程和竞赛课程。

以国家课程《动量》教学为例，依据“最近发展区”理论，我校物理学科组针对不同层次学生开发了三种不同层次的课程：（1）面对物理基础薄弱学生，教学目标虽以落实基本概念和规律为主，但简单重复训练是毫无技术含量的偷懒，当发现学生对动量方向符号设定混乱时，教师不再花大量时间反复强调、反复训练，而是在必要的一维情景教学后，延伸拓展至二维平面中的简单情景分析，当学生在二维平面初步掌握动量矢量运算的规则后，再降维到一维的情景分析，便可有效突破学生原来的理解瓶颈。（2）面向较优秀的学生，以课程内容为依托，注重加强逻辑思维能力、科学探索能力的培养。比如在讲述弹性碰撞与非弹性碰撞时，引导这部分学生把弹性碰撞经历的压缩、恢复过程与非弹性碰撞过程进行对比，根据弹性碰撞压缩、恢复过程的对称性，推理得出弹性碰撞中两物体受到的冲量是发生完全非弹性碰撞过程的2倍，接着引入恢复系数[e=v′2-v′1v1-v2]概念，引导他们用恢复系数判断碰撞时的能量损失情况和碰撞后速度的区间范围。（3）面向同龄人中的学科领军人物即竞赛学生，除了落实高中物理教学的基本要求，还可以从高中物理知识体系出发，构建更加严谨完整的物理学科理论体系，比如将《动量》教学拓展到系统的动量、刚体的动量[P=Mω×rco+Mv0]等。

针对不同层次学生开发分层课程，需要有完备、严谨的课程内容和课程资源支撑。依托国家课程系统地开发分层课程，便可系统地建构起针对不同层次学生的分层课程体系。

3.有意识地鼓励学生自主开发研究性学习课程，形成生本资源，切实提升学生的学科核心素养，启蒙学生的科研意识，培养其研究能力。当学生在学习过程中遇到感兴趣的高中课程“边缘地带”、学校又没有办法提供课时保障时，教师可有意识地鼓励学生自主开展研究性学习，并指导学生形成自己的研究课题报告或小论文，张贴在教室与同伴分享。比如有学生在学习磁场中的安培力和洛伦兹力时发现，课本是用安培力公式推导洛伦兹力公式的，而安培力可以做功、洛伦兹力在任何情况下都不做功，这是为什么呢？学生对这个问题进行了深入探讨和推理，最终写成了分析文章张贴在教室，与同学分享，从中感受到了科学思维、推理探究的乐趣。

4.开发课外实验课程和视野拓展课程。在学校规定的物理实验室开放日，学生可以自选课程内容，在教师指导、确保安全的前提下进行物理实验。学校层面，通常是以中学生科技运动会、青少年科技创新大赛等活动为契机，安排教师指导学生开展纸桥承重比赛、陀螺制作比赛等相关实验活动。学校组织的周末大讲坛物理系列讲座，则更好地开拓学生的学科视野。

需要说明的是，所有课程类型的开发，都离不开课程资源的开发，包括相关的实验器材、教具、课件、微课、题库等。通过三年多的课程开发和积累，我校物理学科已经建立起一个可迭代发展的、从高一到高三的课程资源库。

三、课程评价中的学生发展评价

常规课程评价有两个方向，包括对课程开发与实施的评价，以及对学生发展的评价。我校物理学科组重点关注学生发展评价，并为此开发了一个测试数据分析系统，对学生作业、日常测验以及大型考试中知识点、能力点的得分、失分情况进行数据积累、跟踪和深度挖掘，在微观和宏观层面对课程实施效果提供详实的大数据支撑：在微观层面，为每一个学生建立起个人知识积累和能力发展的电子数据档案，并形成了可视化的各种数据分析函数图像，可精细化地评估学生的发展状况;在宏观层面，则对整个课程的实施效果进行即时反馈，为课程实施的改进和课程的后续开发提供了数据支撑，使我校高中物理国家课程校本化的进程呈现为一种不断迭代发展的、有生命力的課程形态。

从长远来看，任何课程资源都有其自身的生命周期，面对不同届次学生不同的发展状况，有其不适应形势发展、需要继续优化的内容或实施方式，哪怕是同一批次的学生，在不同发展阶段，也存在着课程实施后的后续跟进开发等问题。

我校物理学科在国家课程校本化的过程中，收获了越来越好的教学成绩。首先是教师的专业发展明显，近三年获各种优质课比赛自治区级奖励8人、市级奖励9人，获评特级教师1人。其次是学生的学科成绩卓著，新课改以来，我校学生的高考物理平均分一直居广西前茅，近三年累计有17人获全国中学生物理竞赛广西赛区一等奖、81人获二等奖。2019年1月，我校组织学生参加由清华大学11个工科院系联合举办的2019年“全国优秀中学生科学与工程挑战赛”，有2人获二等奖，广西参赛选手仅此2人获奖。

参考文献：

[1]安德森.布卢姆教育目标分类学（修订版）[M].北京：外语教学与研究出版社，2009.

[2]张良，杨艳辉.核心素养的发展需要怎样的学习方式——迈克尔·富兰的深度学习理论与启示[J].比较教育研究，2019（10）.

[3]李希贵，等.学校转型——北京十一学校创新育人模式的探索[M].北京：教育科学出版社，2014.

（责编 白聪敏）