梁小軍

我校物理學科一向注重培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，注重通過對國家課程（特指我?，F(xiàn)在使用的人教版教材，下同）的校本化實施來培養(yǎng)學生的邏輯推理、物理建模、實驗探究等能力，這些努力方向與目前新課程所倡導的學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)方向高度吻合。為了將之前的努力更加明晰地指向“物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任”四個方面核心素養(yǎng)，我校物理學科組系統(tǒng)整理了之前國家課程校本化開發(fā)的課程資源，嘗試整體構建培養(yǎng)全體學生學科核心素養(yǎng)的學科課程體系。

一、高中物理國家課程校本化開發(fā)的源起

首先源于國家課程部分教學內(nèi)容與當今社會、科技高速發(fā)展的現(xiàn)狀不匹配。國家課程通過教育部課程教材中心審定的教材來體現(xiàn)，而教材在編制時，為確保立德樹人的育人導向以及學科內(nèi)容的科學、嚴謹，總是需要反復論證、不斷完善，一旦確定下來必將保持一段時間內(nèi)的相對穩(wěn)定性，而科學、技術、社會的發(fā)展日新月異，科學與技術、社會、環(huán)境的關系不斷變化，作為自然科學學科，物理教師所依托的教材內(nèi)容如果不能適時做出調整，極易與時代脫節(jié)，甚至有些知識在講授時已經(jīng)過時。以人教版高中物理必修2為例：其中關于圓周運動的課后習題還在舉計算機軟盤轉動的例子，而這種產(chǎn)品早已在市場上銷聲匿跡;課本講授我國航天成就時還在展示神州5號飛船的照片，而我們的嫦娥飛船已經(jīng)實現(xiàn)了人類飛行器在月球背面的首次軟著陸……我校物理學科組認為，作為自然科學中最具廣泛性和生命力的基礎物理學科，其教材應努力展示科技前沿的最新成果，教師在教學中極有必要對教材內(nèi)容進行及時的補充和更新。

其次源于我校學生厚基礎、個性化發(fā)展的需要。作為自治區(qū)示范性普通高中，我校學生的整體學業(yè)水平較高，但同一學生個體的學科發(fā)展不平衡，不同學生個體的同一學科發(fā)展也不平衡，全體學生在物理學科學業(yè)水平上的差異性尤為明顯。而國家課程是普適性的，這就要求我們必須依據(jù)我校學生的實際情況對課程內(nèi)容進行二次開發(fā)，在確保夯實全體學生學科基礎的同時，做到因材施教，充分實現(xiàn)學生在物理學習上的個性化發(fā)展。

再次源于核心素養(yǎng)導向下的物理教學需要。物理觀念的形成、科學思維的培養(yǎng)都是一個漸進的過程，離不開學生對知識的自主建構;科學探究是多種能力的綜合，科學態(tài)度與責任有賴于教育教學中長期的潛移默化。對課程內(nèi)容中各種概念內(nèi)涵和外延的理解，課程實施的方式和邊界，《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱2017課標）與現(xiàn)行教材教輔只是給出了一個綱領性的建議，有待一線教師在實踐中進行課程的深度開發(fā)和教學探索。

二、高中物理國家課程校本化開發(fā)的有效路徑及課程實施實踐探索

（一）國家課程校本化開發(fā)的有效路徑

1.優(yōu)化課程開發(fā)的組織管理。具體來說，便是由學校教研處、教務處牽頭，物理學科組統(tǒng)籌安排，各年級物理教研組分工實施，形成課程有序開發(fā)的組織管理機構。從教材內(nèi)容開發(fā)的科學性、有效性、可行性審核，到課程實施及效果評估，都依托學校、學科、年級三個層面教研活動的落實，形成高效的運作機制。

2.明晰課程開發(fā)的理論依據(jù)、目標和基本思路。我校物理學科國家課程的開發(fā)以布盧姆認知領域目標分類學理論為指導;目標是依托教材，落實國家課程基本要求，追求因材施教和指向物理學科核心素養(yǎng)的課程體系建構及教學實踐。

按照布盧姆認知領域目標分類所對應的“記憶、理解、應用、分析、評價及創(chuàng)造”六個層次[1]，淺層學習限于“知道（記憶）、理解”，深度學習對應于“應用、分析、評價、創(chuàng)造”，后者便是我們常說的高階思維。學生要形成“物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任”四個方面核心素養(yǎng)，離不開高階思維的訓練和培養(yǎng)：“物理觀念”的形成，是對所學知識進行批判性理解后進行意義建構的結果，正確觀念的建立須經(jīng)多次思辨;“科學思維”中的模型建構、科學推理等，更加需要系統(tǒng)的高階思維訓練;“科學探究”中通過觀察、分析、歸納、演繹得出結論的過程，就是一個高階思維運用和錘煉的過程;“科學態(tài)度與責任”，與學生的科學觀、價值觀、世界觀建構有關，這也是一種高階思維活動。可以說，深度學習的使命就是促進核心素養(yǎng)的生成[2]。因此，高中物理國家課程的開發(fā)應在關注知識的記憶、理解、應用的基礎上，更加重視對學生進行分析、評價、創(chuàng)造等高階思維的引領。

經(jīng)過長期的教學改革實驗，我校物理學科組發(fā)現(xiàn)：僅僅在課堂教學中進行教學方式變革，會受到很多因素的制約，雖然也能推出一些精品課，但大部分常態(tài)課還是老樣子——沒有系統(tǒng)的課程資源支撐和評價方式的全面改進，所謂的精品課往往降階為表演課，畢竟課堂教學不過是學科課程的一個局部、一個環(huán)節(jié)。在學習和借鑒了諸多課改先行者的實踐經(jīng)驗以后，我校物理學科組開始把目光聚焦到課程的開發(fā)上：只有通過課程才能形成包括目標、內(nèi)容、實施方式、評價等在內(nèi)的教育鏈條，也才能整合學校的所有教育資源為學生服務[3]。

依據(jù)“最近發(fā)展區(qū)”理論和我校學生的實際學情，我校物理學科組確立了分層開發(fā)課程內(nèi)容的基本思路：在國家課程基礎上開發(fā)針對大部分學生群體的拓展課程，針對物理學習優(yōu)秀生開發(fā)培優(yōu)課程，針對物理拔尖學生開發(fā)競賽課程，引領不同層次的學生突破“最近發(fā)展區(qū)”，實現(xiàn)高階思維的發(fā)展。

（二）課程內(nèi)容的校本化開發(fā)和課程實施基本策略

國家課程的深度開發(fā)與校本化實施，旨在使2017課標不打折扣地落實到課堂，并使校本課程體系能與國家課程體系組成有機的整體，使學科課程體系的邏輯性、科學性、合理性和有效性得到保障，避免落入形式化的“作秀”。在實踐過程中，我校物理學科組通過對相關課程內(nèi)容的整合優(yōu)化、背景知識補充、內(nèi)容深化拓展、交叉知識（特別是數(shù)學知識）整合、邊緣知識自主探究以及相關教學資源整理等，完成了對課程內(nèi)容的校本化開發(fā)及教學實施原則的厘定，比如適用所有課型的“思維引領、保留學生思考時間”原則，強調例子的真實性及生活化背景的“實證化”原則，針對小組合作學習的“問題導向與進程干預”原則等，初步形成了“激趣→導學→探究→評價”四環(huán)相扣的課堂教學模式。

1.在國家課程實施過程中對相關教學內(nèi)容進行補充、拓展、深化或局部整合優(yōu)化。主要策略是依據(jù)學習內(nèi)容的邏輯結構和學生對相關內(nèi)容的學習、掌握情況，對教材進行整合優(yōu)化，或做必要的補充、拓展、深化。

首先是對教材內(nèi)容進行必要的補充、拓展、深化，并依據(jù)學生知識習得的規(guī)律循序漸進地實施。比如在電場、磁場教學內(nèi)容中補充法拉第的“力線”概念提出背景，在相對論教學中補充愛因斯坦的各種思想實驗等，這些都屬于背景知識補充范疇，可在導入新課時實施;引入物理學科和科技發(fā)展的最新成果如量子計算、引力波研究等內(nèi)容，則是對課程內(nèi)容的深化、拓展，宜在相關課程內(nèi)容學完之后進行;利用動量定理結合阿伏伽德羅常數(shù)估算某一容器內(nèi)氣體壓強等，把不同板塊的知識進行整合建模訓練，則屬于深化、拓展中的交叉知識整合……關于概念的深度學習，可以有更大幅度的跨越，比如在高一學習直線運動時可初步建立“質點”概念，做到“懂得”和“記憶”層面即可;進入力學內(nèi)容學習后可隨著受力分析中大量應用該概念而深入到“理解”和“應用”層面;到高二學習靜電學“點電荷”概念時又可以將這兩個概念的異同及概念提煉的方法進行對比“分析”和“評價”，如此學生的認知水平和思維深度才算有了質的提升，對物理觀念的建構過程才會有更深的體會。

其次是對跨教材跨章節(jié)的教學內(nèi)容進行局部整合優(yōu)化。比如選修3—4的折射率學習，可以把測量折射率的學生分組實驗整合進來，讓學生先通過實驗操作探究光在不同介質中傳播的折射規(guī)律，以加深其對“相對折射率”和“絕對折射率”兩個抽象概念的感性認識，然后再進入折射率的理論學習。再如原教材把近代物理的一些內(nèi)容按知識板塊進行劃分，把波粒二象性、物質波的內(nèi)容放到選修3—4的波動理論，把光電效應、原子核式結構放到選修3—5的近代物理初步，表面上看體系更加嚴謹，教學實踐中卻導致了學生的認知混亂，我校物理學科組按照近代物理學發(fā)展的兩條主線“對光的本質的認識”“對物質基本結構（原子）的探究”將以上內(nèi)容進行了重組：先安排光學內(nèi)容，介紹光的波動說和微粒說的爭論及理論發(fā)展，結合選修3—4中的麥克斯韋電磁理論闡述光的電磁說，講述選修3—5中的普朗克黑體輻射、愛因斯坦光子說，于是順理成章可歸納出光的波粒二象性;再安排原子探索研究的內(nèi)容，從選修3—5湯姆生的棗糕模型到盧瑟福的核式結構，到玻爾的氫原子能級結構，到選修3—4中的物質波概念，最后把粒子的波粒二象性與光的波粒二象性貫通起來，這樣不僅有利于學生對知識的理解，而且能較好地發(fā)展學生的物理觀念和科學思維學科核心素養(yǎng)。

2.以國家課程為基礎，面向不同的學生群體，開發(fā)分層次的拓展課程、培優(yōu)課程和競賽課程。

以國家課程《動量》教學為例，依據(jù)“最近發(fā)展區(qū)”理論，我校物理學科組針對不同層次學生開發(fā)了三種不同層次的課程：（1）面對物理基礎薄弱學生，教學目標雖以落實基本概念和規(guī)律為主，但簡單重復訓練是毫無技術含量的偷懶，當發(fā)現(xiàn)學生對動量方向符號設定混亂時，教師不再花大量時間反復強調、反復訓練，而是在必要的一維情景教學后，延伸拓展至二維平面中的簡單情景分析，當學生在二維平面初步掌握動量矢量運算的規(guī)則后，再降維到一維的情景分析，便可有效突破學生原來的理解瓶頸。（2）面向較優(yōu)秀的學生，以課程內(nèi)容為依托，注重加強邏輯思維能力、科學探索能力的培養(yǎng)。比如在講述彈性碰撞與非彈性碰撞時，引導這部分學生把彈性碰撞經(jīng)歷的壓縮、恢復過程與非彈性碰撞過程進行對比，根據(jù)彈性碰撞壓縮、恢復過程的對稱性，推理得出彈性碰撞中兩物體受到的沖量是發(fā)生完全非彈性碰撞過程的2倍，接著引入恢復系數(shù)[e=v′2-v′1v1-v2]概念，引導他們用恢復系數(shù)判斷碰撞時的能量損失情況和碰撞后速度的區(qū)間范圍。（3）面向同齡人中的學科領軍人物即競賽學生，除了落實高中物理教學的基本要求，還可以從高中物理知識體系出發(fā)，構建更加嚴謹完整的物理學科理論體系，比如將《動量》教學拓展到系統(tǒng)的動量、剛體的動量[P=Mω×rco+Mv0]等。

針對不同層次學生開發(fā)分層課程，需要有完備、嚴謹?shù)恼n程內(nèi)容和課程資源支撐。依托國家課程系統(tǒng)地開發(fā)分層課程，便可系統(tǒng)地建構起針對不同層次學生的分層課程體系。

3.有意識地鼓勵學生自主開發(fā)研究性學習課程，形成生本資源，切實提升學生的學科核心素養(yǎng)，啟蒙學生的科研意識，培養(yǎng)其研究能力。當學生在學習過程中遇到感興趣的高中課程“邊緣地帶”、學校又沒有辦法提供課時保障時，教師可有意識地鼓勵學生自主開展研究性學習，并指導學生形成自己的研究課題報告或小論文，張貼在教室與同伴分享。比如有學生在學習磁場中的安培力和洛倫茲力時發(fā)現(xiàn)，課本是用安培力公式推導洛倫茲力公式的，而安培力可以做功、洛倫茲力在任何情況下都不做功，這是為什么呢？學生對這個問題進行了深入探討和推理，最終寫成了分析文章張貼在教室，與同學分享，從中感受到了科學思維、推理探究的樂趣。

4.開發(fā)課外實驗課程和視野拓展課程。在學校規(guī)定的物理實驗室開放日，學生可以自選課程內(nèi)容，在教師指導、確保安全的前提下進行物理實驗。學校層面，通常是以中學生科技運動會、青少年科技創(chuàng)新大賽等活動為契機，安排教師指導學生開展紙橋承重比賽、陀螺制作比賽等相關實驗活動。學校組織的周末大講壇物理系列講座，則更好地開拓學生的學科視野。

需要說明的是，所有課程類型的開發(fā)，都離不開課程資源的開發(fā)，包括相關的實驗器材、教具、課件、微課、題庫等。通過三年多的課程開發(fā)和積累，我校物理學科已經(jīng)建立起一個可迭代發(fā)展的、從高一到高三的課程資源庫。

三、課程評價中的學生發(fā)展評價

常規(guī)課程評價有兩個方向，包括對課程開發(fā)與實施的評價，以及對學生發(fā)展的評價。我校物理學科組重點關注學生發(fā)展評價，并為此開發(fā)了一個測試數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對學生作業(yè)、日常測驗以及大型考試中知識點、能力點的得分、失分情況進行數(shù)據(jù)積累、跟蹤和深度挖掘，在微觀和宏觀層面對課程實施效果提供詳實的大數(shù)據(jù)支撐：在微觀層面，為每一個學生建立起個人知識積累和能力發(fā)展的電子數(shù)據(jù)檔案，并形成了可視化的各種數(shù)據(jù)分析函數(shù)圖像，可精細化地評估學生的發(fā)展狀況;在宏觀層面，則對整個課程的實施效果進行即時反饋，為課程實施的改進和課程的后續(xù)開發(fā)提供了數(shù)據(jù)支撐，使我校高中物理國家課程校本化的進程呈現(xiàn)為一種不斷迭代發(fā)展的、有生命力的課程形態(tài)。

從長遠來看，任何課程資源都有其自身的生命周期，面對不同屆次學生不同的發(fā)展狀況，有其不適應形勢發(fā)展、需要繼續(xù)優(yōu)化的內(nèi)容或實施方式，哪怕是同一批次的學生，在不同發(fā)展階段，也存在著課程實施后的后續(xù)跟進開發(fā)等問題。

我校物理學科在國家課程校本化的過程中，收獲了越來越好的教學成績。首先是教師的專業(yè)發(fā)展明顯，近三年獲各種優(yōu)質課比賽自治區(qū)級獎勵8人、市級獎勵9人，獲評特級教師1人。其次是學生的學科成績卓著，新課改以來，我校學生的高考物理平均分一直居廣西前茅，近三年累計有17人獲全國中學生物理競賽廣西賽區(qū)一等獎、81人獲二等獎。2019年1月，我校組織學生參加由清華大學11個工科院系聯(lián)合舉辦的2019年“全國優(yōu)秀中學生科學與工程挑戰(zhàn)賽”，有2人獲二等獎，廣西參賽選手僅此2人獲獎。

參考文獻：

[1]安德森.布盧姆教育目標分類學（修訂版）[M].北京：外語教學與研究出版社，2009.

[2]張良，楊艷輝.核心素養(yǎng)的發(fā)展需要怎樣的學習方式——邁克爾·富蘭的深度學習理論與啟示[J].比較教育研究，2019（10）.

[3]李希貴，等.學校轉型——北京十一學校創(chuàng)新育人模式的探索[M].北京：教育科學出版社，2014.

（責編 白聰敏）