艾 静 熊建文

(华南师范大学物理与电信工程学院,广东 广州 510000)

为落实党的十八大、十九大会议提出的“立德树人”要求,进一步深化基础教育课程改革,教育部组织260多位专家对普通高中课程方案和14门学科课程标准进行修订,历时4年完成,并经国家教材委员会审查通过．物理课程标准在落实立德树人教育目标的同时,基于物理学科自身特点及对学生核心素养培养的要求,总结并凝练出物理核心素养,为课程将立德树人目标落实到具体课程提供了科学路径．

1 物理核心素养的建构基础

1.1 什么是物理核心素养

2015年10月,教育部下发了《普通高中物理课程标准修订稿》内部征求意见稿,在征求意见稿中提出: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,是学生物理核心素养的关键成分,主要由“物理观念”、“科学思维”、“实验探究”、“科学态度与责任”等4个方面的要素构成．[1]在2017版高中物理课程标准中将物理核心素养界定为“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”、“科学态度与责任”4个维度．

1.2 各国核心素养及学科核心素养的研究情况

国际上对核心素养的研究,尽管采取的价值取向略有差异,例如OECD主要从全人发展的角度关注核心素养,欧盟从终身学习的角度关注核心素养,美国从职场需求的角度关注核心素养,新加坡则从培养个体和教育公民的角度关注核心素养,但从各国际组织和国家所建构的素养框架来看,其内在的逻辑都呈现出一个共同的趋势,即都关注和重视发展人的“自主发展”(个人素养)、“社会参与”(社会素养)和“文化修养”(文化素养)三个领域的核心素养．

当前,关于学科核心素养的研究甚少,基本上集中在数学与科学领域,体现在各国课程标准及当今著名的评价项目中．归纳起来,主要类型有五大类．

第一种类型主要由学科主题+学科素养两个要素构成．其中最为著名的是全美数学教师理事会的数学素养模型(NCTM,1989)．[2]第二类由学科主题+学科素养+认知要求三个维度构成．典型例子有德国物理素养模型、澳大利亚科学素养模型、瑞士科学素养模型等．[3]第三类由学科主题+学科素养+表现水平构成．这种类型以加拿大安大略省数学素养模型为代表．[4]第四类模型也包括三个维度,由学科主题+学科素养+问题情境构成．美国国家教育进展评估科学测评框架堪称典型．第五类包括四个维度,由学科主题+学科素养+认知要求+问题情境构成．PISA是一大经典．[5]

各国学科核心素养模型体现了该国对学生在不同学科领域培养的具体要求,均基于学生发展核心素养的整体要求出发,制定了各学科的具体学科核心素养．

1.3 我国构建的物理核心素养的特点

(1) 内涵的理解.

物理核心素养包括:“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”、“科学态度与责任”4个方面．物理核心素养同时为学术性物理素养或生活性物理素养的进一步发展奠定了基础.这意味着物理核心素养需要体现双重的基础性,即为学生未来进一步发展不同倾向的物理素养奠定基础,因此,物理核心素养需要关注当下的阶段性和未来发展的可能性,需要关注物理学科教育价值的全面性．物理核心素养的4个方面体现了关注和重视发展人的“自主发展”(个人素养)、“社会参与”(社会素养)和“文化修养”(文化素养),即个人、社会、学科(知识)3者相互作用,相互促进,符合国际核心素养构建的总体趋势．“物理观念”基于物理学科核心概念的角度对不同学段的学习主体进行了界定,既是物理核心素养的基础,也是阶段性学习的目标;“科学思维”是科学学科所必备的核心素养,既是现阶段学习需要不断培养的核心素养,也是将来进一步发展所必需的核心技能;“科学探究”主要是为进一步的学习和发展奠定基础,使个人通过学习和掌握科学探究的基本要素,解决实际生活中遇到的问题,具备问题解决能力、创新意识、合作与反思等高阶思维能力;“科学态度与责任”主要基于科学研究的角度来阐述个人对于科学的正确态度和肩负的责任．四者紧密联系,不可分割,从不同角度对物理学科的核心素养进行了阐述．

(2) 结构类型及特点.

分析国际上对核心素养结构的研究,其中经合组织、欧盟、美国以及台湾4个组织和地区的核心素养结构较为典型,大致可分为层级并列型、整体交互型、系统立体型和同心辐射型4种典型结构．对比上述4种核心素养结构,我国的核心素养模型属于层级并列型,即:核心素养的内部要素关系是并列的,表现出鲜明的层级递推关系,这种类型是早期研究核心素养时提出的,以国际经合组织提出的核心素养结构最为典型．现在各科提出的学科核心素养也属于这种结构．物理核心素养包括:物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任4个维度．这4个维度共包括14个指标,指标是维度的细化,反映的是指标在实际教学中所需培养的具体素养．具体情况如表1所示．

表1 物理核心素养

2 物理核心素养的构建特征及价值

在使用“学科核心素养”这个名词时,可能会有不同的含义:第一种是狭义的,指只有本学科才有、非本学科一定没有的那些必备品格和关键能力;第二种是广义的,指本学科教学中必须养育的必备品格和关键能力,其中既有本学科特有的,也有不属于本学科特有、其他学科也可能兼有的．对比我国所确定的物理核心素养,其含义指的是广义的物理核心素养．要弄清物理学科核心素养的建构是否符合物理学科本身特点、学生主体发展需要、社会对人才培养的需求,首先需要充分解读已有物理核心素养,从解读过程中查找其优缺点,对不足地方进行改进,促进物理核心素养模型的更为完备的建构,使得物理核心素养模型达到实质意义上的构建和有效应用的目的．

2.1 物理核心素养与核心素养的“承继性”

核心素养与学科核心素养之间的关系是全局与局部、共性与特性、抽象与具体的关系．这是因为在学科课程的学科之间拥有共性、个性与多样性的特征．因此,在核心素养牵引下的学科核心素养的界定需要有3个视点的交集——学科素养的独特性、层级性与学科群3个视点的交集．基于核心素养,学科核心素养需秉持如下原则:第一,不同学科群聚焦的学科素养有所不同,诸如,语言学科群,聚焦语言能力;数理学科群,聚焦认知方略与问题解决能力;艺术学科群,聚焦艺术表现力与鉴赏力,等等．第二,核心素养不是教师直接由教师教出来的,而是在问题情境中借助问题解决的实践培育出来的．[6]基于以上分析,审视物理核心素养,其构建符合以下特点: (1) 物理核心素养与核心素养秉承相同的价值观——立德树人; (2) 物理核心素养与核心素养均从个体、社会、知识三者之间的内在联系阐述了核心素养的要义; (3) 物理核心素养与核心素养结构上相似,均属于层级并列型; (4) 核心素养从全学科的角度来构建其对人才培养的要求,体现了整体性,而物理核心素养则主要基于物理学科的角度,兼顾科学学科群对人才培养的共性．因此,物理核心素养与核心素养的承继性较好的体现了其全局与局部、共性与特性、抽象与具体的关联特征．

2.2 物理核心素养与三维目标的“关联性”

核心素养本质上是三维目标在学生身上的综合体现,也旨在培养学生的全面发展,但是它比三维目标更具关键性、情境性、情感性、动态性和终身性．

学生发展核心素养是一个多维度的建构,不仅包含知识技能,更强调能力、情感、态度等多个方面．因此,学生发展核心素养本身就是三维目标的综合表现,不仅学生发展核心素养的内涵可从“三维目标”的角度进行表述,而且在课改的各个环节也可从“三维目标”的框架来进行思考和实施,这样将有利于课改各环节的衔接、话语体系的一致和公众理解．应特别重视“学生发展核心素养”和“三维目标”作用于同一学生的“整体效应”,从而解决当前我国基础教育“三维目标”割裂的问题,实现学习方式和教学模式的根本转型．第8次课程改革以来,为了打破学科教学过分注重学科知识的传授和操练,全面落实课程改革的总体目标,提出了“知识和技能、过程与方法、情感态度和价值观”的学科教育目标．然而,由于理论和现实中存在的种种因素,“三维目标”在实际教学实践中只剩“知识和技能”,“过程与方法”未能充分落实,“情感、态度和价值观”则被形式化和虚化．“三维目标”在教育实践中割裂,和未能充分阐明其在实际教学中如何整合,一直阻碍教育总体目标的实现．就这个角度而言,核心素养有助于在一个新的视角下重新审视“三维目标”的整合问题,提供学习方式和教学模式转型的学理依据．按照OECD的界定,核心素养在本质上是应对和解决复杂的、不确定的现实生活情境的综合性品质．然而,核心素养的形成离不开个体综合运用相关的知识技能、思维模式或探究技能、以及态度和价值观等在内的动力系统来分析当前情境、提出或解决问题的能力．因此,核心素养可以理解为个体在面对复杂的、不确定的现实生活情境时,能够综合运用(跨)学科观念、思维模式和探究技能,结构化的(跨)学科知识和技能,由世界观、人生观和价值观组成的动力系统,分析情境、提出问题、解决问题及交流结果过程中表现出来的综合性品质．在这个意义上,核心素养是学科与(跨)学科“三维目标”的整合,这种整合发生在与情境的持续互动中,不断解决问题、创生意义的过程中形成的．[7]

物理核心素养将知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标整合在一起,对学生的发展提出了更高的要求,即从全人的角度来阐述了物理课程的学习对学生培养的要求,体现为对学生综合品质的要求．常规的三维目标是所有课程共同的标准,其内涵更宽泛,而针对学科所提出的物理核心素养结合物理学科特点,按照物理学科培养目标,旨在培养和提升物理素养,同时考虑到学科之间的共通性,不仅有利于物理学科的学习,且对学生个人终身发展起到积极的促进作用．

2.3 物理核心素养的“核心性”

“核心”指“中心”;“主要部分(就事物之间的关系说)”．“核心是相对外围而言的,有两层意思:一是关键,是指个体在21世纪生存、生活、工作、就业最关键的素养．二是共同,是指课程设计所面对的某一群体所需要的共同素养”因此,“核心”其实包含了外延的最小化和对象的最大化双重含义．

拜比(R.Bybee,1997)在实测中发现,个体科学素养由低到高可分为科学文盲(Scientific illiteracy)、名义上的科学素养(Nominal Scientific Literacy)、功能性的科学素养(Functional Scientific Literacy)、概念和程序性的科学素养(Conceptual and Procedural Scientific Literacy)以及多维的科学素养(Multidimensional Scientific Literacy)5种水平．[8]如果认为物理素养的提升是终身的,那么在中学阶段对物理核心素养就不能理想化地定位于多维,就需要体现出发展的层次性和阶段性．将物理核心素养置于物理素养的背景中来分析,可凸显出“核心”的意义所在．

基础性、关键性或必要性这些属性本身并无法阐明核心素养区别于其他素养的本质标准或尺度,也就是判断核心素养之所以为核心素养的核心特征．屠莉娅认为核心素养之所以是最最基础、最关键、最必要的素养,关键在于其连通性．可以不断创生,活化其它素养．[9]

从世界范围来看,成熟的有影响的学生发展核心素养研究,不仅形成了自成一体的核心素养体系,而且都明确地规定了各自素养体系的“核心”．比如,联合国教科文组织以“终身学习”为基本价值取向的核心素养体系包括7个学习领域:身体健康、社会情绪、文化艺术、文字沟通、学习方式与认知、数字与数学,以及科学与技术,它们是以“知识”为核心的．再如,日本的“21世纪型能力”包括3大核心能力:一是基础能力(语言技能、数量关系技能),二是思维能力(发现和解决问题的能力、创造力、逻辑思维能力、批判思维能力、元认知和适应力),三是实践能力(自律、建立人际关系、社会参与、可持续发展的责任)．在这个能力体系中,是以“思维能力”作为21世纪型能力的核心的,“基础能力”是 “思维能力”的支撑,“实践能力”局域核心素养体系的最外层,成为“思维能力”的落脚点．又如,新加坡学生核心素养的指标体系包括价值观、社交与情绪素养以及21世纪的特殊素养,它是以“价值观”为核心的．我国的核心素养体系的核心是“立德树人”．[10]

对比发现,物理核心素养基于“立德树人”的角度,确立了个人在物理学习过程中所必需具备的物理核心素养,各素养能体现发展的层次性和阶段性,也具备连通性,能不断创生和活化其他素养,具备物理核心素养的核心性所需特征．

2.4 物理核心素养的“独特性”

从独特贡献的角度来理解学科核心素养,其重点是强调核心素养的学科意义．学科核心素养如何才能做到既能体现学科价值,又不增加学生的负担?最根本的方法,就是各个学科必须从自己的特性中提取本学科对于学生核心素养培育最有价值的东西,将这些东西作为本学科的核心素养,并落实到教育教学中,发挥其他学科不可替代的独特贡献．从这个意义上说,学科核心素养突出的应该是学科价值的个性与学生成长的综合性、整体性的有机结合,是该学科对于学生成长的意义和价值所在．[11]

分析物理核心素养的构成,发现其物理学科的“独特性”存在不足,具体表现为:科学思维、科学探究、科学态度与责任这3者在概念界定上过于宽泛．与物理学科联系不够紧密,并非物理学科独有的素养．但基于科学学科本身具有很大的相似性和共通性,这3者作为所有科学学科学习都需具备的核心素养,本无可厚非,但将其直接作为物理核心素养组成成分且不加以界定,会减弱其作为物理核心素养的核心性和独特性,因此,应对此部分进行适当调整,使得其独特性得以体现．

调整思路:保留其作为物理核心素养维度,在维度和指标中再增加一级指标,即将原核心素养指标增加为二级,增加一级指标的目的在于使其物理学科性质或物理素养背景更明确．

2.5 物理核心素养在实施和评价中的“可操作性”

学科核心素养的培育,需要有效的评价机制为保障,才能有效的落实到学生培养的过程中,成为对教育教学有实践指导意义的东西．因此,关注学科核心素养,就必须关注其在实施和评价机制方面如何落实与落地．只有学科核心素养成为可能实际影响实施和评价的东西,对学科核心素养的理解才能更加清楚准确．一方面,学科核心素养应该是可培养、可评价的,成为高中学生综合素养的培养、评价和高考选拔评价的标准和尺度．学科核心素养所讲的“素”,应该是一个量与质结合的因素．而各种评价与测量所构成的量化指标,应该在最终归结为基于学科教育目的所实现的教育成果定性认识．核心素养作为培养目标应具有很强的可操作性、可视性,让人能够看得见、抓得住,拉近远大目标与实际工作的距离,既有利于教师在课堂上开展教学,也利于对核心素养的培育结果进行评价．[12]

对比发现,物理核心素养与新课程标准的实施和评价之间还存在一定的距离,削弱了物理核心素养作为课程改革的导向性作用,为切实提高其可操作性,需对物理核心素养进行改进,重新建构物理核心素养．

调整方法:重新建构物理核心素养结构,基于原有物理核心素养模型,增加一级指标对维度进行说明,同时关联下一维度的内容,使各级指标之间的关联性增强,搭建实施和评价的有效路径．

2.6 物理核心素养的育人价值

建立和完善我国基础教育阶段的教育目标体系,真正实现“立德树人”根本任务的贯彻落实．理论上,从基础教育阶段的总体目标,到各学科教育目标,再到各学科的学段、学期、单元和课时目标,逐层细化,构成一个完善的教育目标体系．[13]然而,就我国既有的现实情况来看,这样一个目标体系虽然形式上是存在的,但在实质上却存在严重脱节现象．课程改革以来,基础教育总体目标提出要促进学生个性充分而全面的发展,强调要培养学生的社会适应能力．然而,这样一个总体目标过于空泛,其内涵和外延缺乏明确界定和系统阐述．具体到学科教育目标,并不能结合学科领域进一步加以明确和细化．所导致的一个结果是学科知识和技能的习得仍然成为学科教学的主要任务,不仅学科教育目标和总体目标之间难以衔接,而且不同学科之间也难以在育人价值上实现真正的统整．将核心素养模型纳入到学校教育系统,则可以很好的解决这一问题．核心素养是个体应对或解决未来社会生活中复杂的、不确定的现实问题过程中表现出来的综合性品质,是个体适应未来社会需求、实现个性发展的必要基础．在这个意义上,核心素养是对教育总体目标具体化．一方面,通过对不同核心素养的内涵、构成、表现特征和发展过程的系统阐述,核心素养模型可以将原本抽象概括的教育总体目标转化成一个系统的、与基础教育阶段学生发展水平密切结合的理论体系．另一方面,核心素养在内涵上又是个体在具体学科以及跨学科的知识和技能、思维模式和探究方式、态度或价值观的整合,对各个核心素养内涵和表现特征的界定,实际上是对基础教育各个学科的育人目标提出了超越学科知识和技能的要求．因此,构建和形成系统的核心素养模型,是连接我国基础教育总体目标和学科教育目标的关键环节,为审视各学科本质观和育人价值,建立和完善以学生素养发展为主线的教育目标体系提供了理论基础．同时,这一目标体系的建立,也是制定课程标准、课程设计和管理、教学、评价以及教师专业发展的重要基础和依据,为真正贯彻落实“立德树人”根本任务提供保障．

物理核心素养兼顾了知识、个人、社会3个主体,以个人发展为中心,以“立德树人”为基本原则和价值导向,将对个人的培养作为物理学科教学的终极目标．其“立德树人”的根本任务体现在物理核心素养各要素的方方面面,体现了物理学科的本质和育人价值．

3 物理核心素养的重构

为研制学科课程标准,世界各国与地区大多遵循核心素养——学科素养——学科素养模型——学科课程标准的研制思路．就物理核心素养模型而言,作为物理核心素养的上位概念核心素养是研制物理核心素养的依据,而物理核心素养直接制约着物理核心素养模型．

3.1 物理核心素养重构的目的及意义分析

在具体操作层面,之所以具体化核心素养,乃是需要确定它与学科素养的关系,需要研究者进一步回答的问题,即某门学科素养怎样体现核心素养的要求?只有具体化了核心素养,才能更好地回答这个问题,才能确保物理核心素养与核心素养之间具有内在的逻辑关系,进而为建置物理核心素养模型提供指导．

物理核心素养重构,是基于对原有物理核心素养的深入分析和理解,为进一步完善其内涵和结构,为物理新课程标准及物理教学评价提供学理依据和导向作用．

3.2 具体内容

物理核心素养的原有维度的构建科学,但维度与指标之间跨度比较大,缺乏对维度内涵的界定,需对其进行相应的调整．调整方法:增加一级指标对维度内涵进行补充说明,将原一级指标变更为二级指标，如表2所示．

表2 物理核心素养的重构

调整的目的: (1) 细化指标,使核心素养更具学科独特性．改进了之前对学科独特性和学科群共性之间存在的模糊不清的问题; (2) 使物理核心素养更具指导性,使培养和评价更具操作性．使指标与物理学科更为切合,对物理核心素养的培养的实质指导意义更强,是维度在物理学科教学中的更为详尽具体的体现; (3) 填补了维度和二级指标(原指标)之间的空隙,使得物理核心素养整体结构更合理．之前的物理核心素养存在的较为明显的一个问题是:维度和指标之间跨度大,学科关联弱,增加一级指标增进了两者之间的关联．(4) 使物理核心素养既具学科独特性,同时也具备共通性和生长性．新构建的物理核心素养遵循从学科总体——到学科具体——到学科群共同生长的思路,搭建了物理核心素养与核心素养共同培养的桥梁．

3.3 重建后的物理核心素养的科学性分析

(1) 增加了学科素养的背景．增加的一级指标的提出,不在于追求对物理素养认识的完整性,但是这4个指标成分在兼顾原结构在满足现代教育人才培养目标的需求的同时,更为重要的是增加的指标能更为突出地体现其对物理学科本质的认识．将物理核心素养置于物理学科的背景下进行研究,有利于物理核心素养遵循阶段性、衔接性、发展性的原则,实现从学科——学科群——全人发展的科学脉络．

(2) 结构上的进一步完善．原物理核心素养的指标架构,从维度到指标之间的衔接性不强,容易造成理解和实践中的应用问题,增加的一级指标很好了填补了两者之间的空隙,使维度和二级指标(原指标)之间的联系更紧密,更切合物理学科发展需要．

(3) 增加一级指标的意义．增加一级指标是为了承继物理核心素养的维度,整合课程对于学生培养的需要,同时也兼顾学科核心素养之间的交叉融合,其意义在于: ① 从物理学的角度进一步阐释了物理学科课程培养目标,为物理课程标准的制定提供导向性作用; ② 体现了物理核心素养的独特性,兼顾核心素养的共同性,使得物理核心素养的模型更完善．

3.4 物理核心素养重构后的可操作性

新课程的发展要求教师能够创设与现实生活紧密关联的、真实性的问题情境,让学生通过基于问题或基于项目的活动方式,开展体验、合作、探究或建构式的学习．

(1) 在课程实施方面的优势．

本次普通高中课程标准修订采用了国际上基础教育课程标准的而最新研制模式．以立德树人为根本指针,在跨学科核心素养基础上,反思学科本质观和学科育人价值,凝练各学科核心素养,研制基于核心素养的学业质量标准．以培养核心素养为指向,用(跨)学科大观念统领和重构课程内容,关注学科知识技能的结构化;突显学科实践活动的价值,强调学科思维方式和探究模式的渗透．

重构的物理核心素养模型,在课程实施方面具有如下优势: ① 导向性作用．引导物理课程标准的制定应从物理核心概念的建构出发,应用物理思维和物理方法,对实际问题进行研究,树立正确的物理学习观,应用物理知识促进个人、社会的发展．② 转变传统课程教学模式．重构的物理核心素养模型注重核心概念、实际问题的解决(情境化问题)、物理思维和方法等,这些对传统物理教学中强调知识的系统性和完整性,以“知识为中心”的教育模式有较大的差别,重构后的物理核心素养从学科对“人”的培养的角度来开展课程教学．③ 增加了课堂教学的着力点．重构的物理核心素养模型中的一级指标,有利地填补了维度和原二级指标之间的空隙,为课程实施提供了强有力的抓手．即考虑到物理学科的独特性,又兼顾了科学学科的共性,有效促进了学生核心素养的培养．

(2) 在课程评价方面的优势．

基于核心素养的评价旨在打破当前考试和评价指向学生孤立零碎的具体学科知识或技能的窠臼,倡导通过创设整合性、情景化的、不良结构的真实任务,直接评估对学生和社会而言有价值的学业成就．它强调反映学生在现实生活和专业领域实际经历或使用到的知识、技能、能力或素养,重视不确定性的(跨)学科探究主题和基于现实社会实践的评价活动,关注学生的真实任务情境中提出和形成问题,发现、收集和利用信息,权衡不同方案,产生新想法或发现新途径来解决错综复杂问题的能力,从而实现对学生核心素养发展水平的全面而合理的评价．借助于合理的核心素养评价体系,构建有实质内涵的质量话语体系,促进真正能够指向学生核心素养发展的学生、教师、家长、学校和社区学习共同体的建设．

重构的物理核心素养模型在课程评价方面具有下列优势:一是使得课程评价目标更具体．原有物理核心素养模型中“科学思维”、“科学探究”、“科学态度与责任”这3个指标在评价时显得过于宽泛,不利于评价目标的确定,重构的物理核心素养明确了其学科特性,使得物理课程评价目标更明确、具体;二是使得课程评价指标更具操作性．原有物理核心素养模型中的维度、一级指标指代过于宽泛,在具体评价过程中需依据更为明确的评价指标才能有效进行评价,而重新构建的物理核心素养模型将各指标与物理学科建立紧密的联系,使得其学科性质更明确,更利于评价指标的确定和操作;三是使得课程评价的方法更具灵活性．原物理核心素养建构在一个科学的大概念下进行分析,而新建构的物理核心素养模型基于物理学科问题角度,可建构基于核心概念的理解和应用、物理思维或方法、物理实际问题、或物理学习观等不同维度进行评价,评价的对象和方法更灵活;四是使得课程评价的结果更具指导性．原有物理核心素养模型所能构建的评价体系更侧重对科学素养的评价,而新构建的物理核心素养模型则更侧重物理学科核心素养的评价,同时兼顾科学素养的评价,评价结果更具指导性．

物理核心素养的本土化研究对于物理课程的实施和评价都具有至关重要的作用,它引领并推动了新一轮的课程改革,对课程和学生的未来发展至关重要,因此关于物理核心素养及其模型的构建仍需进行不断的研究和反复的论证,不断完善其理论架构．