摘 要：課堂教學(xué)中如何落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)是新課程實(shí)施的首要任務(wù).教師必須深度理解核心素養(yǎng)、學(xué)科核心素養(yǎng)和物理學(xué)科核心素養(yǎng)的基本概念，深度理解物理學(xué)科核心素養(yǎng)的層次結(jié)構(gòu);必須明確核心素養(yǎng)培養(yǎng)的主要途徑是學(xué)科教學(xué)，而學(xué)科教學(xué)中培養(yǎng)核心素養(yǎng)關(guān)鍵在于課堂.課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)可把重點(diǎn)放在以下幾個(gè)方面：用學(xué)科核心素養(yǎng)的二級(jí)指標(biāo)清晰表達(dá)課堂教學(xué)目標(biāo);用大概念的理念促成學(xué)生物理觀念的形成和發(fā)展;用證據(jù)意識(shí)與模型構(gòu)建的方式促成學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展;強(qiáng)化原始問題的抽象表征，強(qiáng)化問題的探究性設(shè)計(jì);注重課堂教學(xué)中學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)和自主操作活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);物理學(xué)科素養(yǎng);課堂素養(yǎng)目標(biāo);大概念

文章編號(hào)：1008-4134（2019）17-0009中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：曹寶龍（1960-），男，浙江富陽(yáng)人，博士，博導(dǎo)，教授，中學(xué)正高級(jí)教師，物理特級(jí)教師，教育部課程教材專家委員會(huì)委員，高中物理課標(biāo)修訂組核心成員，人教社2017版高中《物理》主要作者兼分冊(cè)主編，研究方向：學(xué)科教育（物理學(xué)、科學(xué)）與心理發(fā)展、教學(xué)管理與研究.

教育部頒布2017版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)后，全國(guó)將陸續(xù)進(jìn)入新的課程體系.今年秋季全國(guó)大部分?。ㄊ校┑母咭恍律鷮⑹褂眯碌恼n程.前兩年，關(guān)于新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施我們也進(jìn)行了很好的研究，教師也獲得一定程度的培訓(xùn).面對(duì)新的課程，學(xué)科教學(xué)中如何落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求還是一個(gè)難題，很多問題還存在誤區(qū)或模糊認(rèn)識(shí).本文就目前我們教師對(duì)新課程的認(rèn)識(shí)談幾個(gè)基本問題的認(rèn)識(shí)，供大家參考.

1 關(guān)于素養(yǎng)的概念體系

1.1 核心素養(yǎng)的概念

素養(yǎng)是在先天素質(zhì)的基礎(chǔ)上后天形成的能力和品格.核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受教育過程中，逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力[1].從這個(gè)定義我們可以直接獲得三個(gè)方面的含義：（1）核心素養(yǎng)包括必備品格和關(guān)鍵能力兩個(gè)方面;（2）核心素養(yǎng)是通過教育之后形成的，即它不是先天稟賦，而是先天稟賦基礎(chǔ)上的后天培養(yǎng)而獲得的;（3）核心素養(yǎng)在個(gè)人發(fā)展和社會(huì)發(fā)展兩方面需要.

長(zhǎng)期以來(lái)，我們一直認(rèn)為人的素養(yǎng)決定于人的認(rèn)知水平，培養(yǎng)人的素養(yǎng)主要是培養(yǎng)人的認(rèn)知水平.我們認(rèn)為通過教育提高學(xué)生的認(rèn)知水平就是素養(yǎng)培育的全部.近年來(lái)，心理學(xué)和教育學(xué)的大量研究證實(shí)：?jiǎn)渭兊闹匾暸囵B(yǎng)認(rèn)知能力不能獲得最好的教育效果，而非認(rèn)知領(lǐng)域的動(dòng)機(jī)、態(tài)度、情緒、性格等因素對(duì)人的成長(zhǎng)有重要影響[2].從素養(yǎng)的定義我們也可以看到，素養(yǎng)培育不僅要培養(yǎng)學(xué)生的能力，品格培養(yǎng)更為重要.如果我們培養(yǎng)的人是“高能力低品格”的，甚至于惡劣品格的，那么我們等于為社會(huì)培養(yǎng)了一個(gè)“毒瘤”或“定時(shí)炸彈”.因此，從人的培養(yǎng)的意義來(lái)說，培養(yǎng)學(xué)生良好的品格是教育的底線.

1.2 核心素養(yǎng)的理解

中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)把學(xué)生的核心素養(yǎng)表達(dá)成一個(gè)全面發(fā)展的人，應(yīng)該具備三個(gè)方面的素養(yǎng)：文化基礎(chǔ)、社會(huì)參與和自我發(fā)展;包括六大素養(yǎng)（即文化底蘊(yùn)、科學(xué)精神;責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新;學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活），涵蓋十八個(gè)要點(diǎn)[3].本質(zhì)上這是描述人的素養(yǎng)的一個(gè)理想化模型.理解這個(gè)模型要注重幾個(gè)方面：

（1）學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是一個(gè)體系，各大素養(yǎng)之間具有整合性.學(xué)生發(fā)展的六大素養(yǎng)之間是相互聯(lián)系的相對(duì)獨(dú)立關(guān)系，各個(gè)素養(yǎng)之間既相互關(guān)聯(lián)又具有一定的獨(dú)立性.例如，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)精神需要文化底蘊(yùn)，也需要學(xué)生積極的社會(huì)參與和實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)，同時(shí)科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開自我發(fā)展.為什么科學(xué)精神又獨(dú)立成為一個(gè)素養(yǎng)？主要是科學(xué)領(lǐng)域有獨(dú)特的思維方式和問題解釋和解決方式，科學(xué)活動(dòng)需要這種獨(dú)特素養(yǎng)的支持.

（2）素養(yǎng)之間沒有高低貴賤之分.有人會(huì)問：六大素養(yǎng)（或十八個(gè)要點(diǎn)）哪個(gè)更重要？這個(gè)問題沒有意義.因?yàn)榱笏仞B(yǎng)是緊密聯(lián)系的一個(gè)整體，相互之間是協(xié)同發(fā)展的關(guān)系，最后使人獲得全面發(fā)展.另一方面，如果從模型的類型來(lái)說，這樣的分類方法是要素分類法.在要素分類法中各個(gè)因素沒有重要和不重要之分.正如我們把人分成男人和女人，如果問男人和女人相比哪個(gè)更重要是沒有意義的.

（3）某個(gè)學(xué)科的教育活動(dòng)對(duì)六大素養(yǎng)都會(huì)有貢獻(xiàn)，但側(cè)重的素養(yǎng)不同.文史學(xué)科與科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科所側(cè)重的方面顯然是不一樣的.科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科能有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力（例如證據(jù)、模型、解釋等），這與文史類學(xué)科的側(cè)重素養(yǎng)是有區(qū)別的.

（4）核心素養(yǎng)是知識(shí)、能力和態(tài)度等的綜合體現(xiàn).個(gè)人的知識(shí)是人對(duì)外部世界的認(rèn)識(shí)，它可以通過直接經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)或間接學(xué)習(xí)獲得.能力是在知識(shí)的基礎(chǔ)上的發(fā)展，是人們運(yùn)用已有的知識(shí)對(duì)外部世界的解釋或?qū)ν獠渴澜鐔栴}的解決.因此，沒有知識(shí)不可能有能力，知識(shí)是能力發(fā)展的前提和基礎(chǔ).態(tài)度是興趣、動(dòng)機(jī)等方面的表現(xiàn)，包括自我認(rèn)識(shí)、自我管控等方面.態(tài)度既是對(duì)人的認(rèn)知過程和問題解決過程等的認(rèn)識(shí)與管理，又是高層次能力發(fā)展的需要.總體上來(lái)說，態(tài)度屬于品格范疇.

（5）核心素養(yǎng)具有發(fā)展連續(xù)性和階段性.學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是一個(gè)連續(xù)發(fā)展的過程，高中學(xué)生的素養(yǎng)是以義務(wù)段教育為基礎(chǔ)，在義務(wù)教育階段形成素養(yǎng)的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步發(fā)展.因此，我們不能認(rèn)為高中學(xué)生需要的科學(xué)素養(yǎng)就是小學(xué)生需要達(dá)成的.

（6）發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)已經(jīng)成為世界各國(guó)教育改革的主流方向.教育的根本目標(biāo)是為學(xué)生適應(yīng)社會(huì)、服務(wù)社會(huì)打下基礎(chǔ)，而適應(yīng)社會(huì)能力的關(guān)鍵在于學(xué)生的全面而有個(gè)性的素養(yǎng)發(fā)展.因此，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)是教育的目標(biāo)，而學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)必定是學(xué)科教育的目標(biāo).

2 物理學(xué)科核心素養(yǎng)

2.1 物理學(xué)科素養(yǎng)的概念

在普通高中課程設(shè)計(jì)中，為了落實(shí)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)，高中各學(xué)科分別根據(jù)自己學(xué)科的特點(diǎn)，提出了學(xué)科核心素養(yǎng).學(xué)科核心素養(yǎng)是經(jīng)過學(xué)科教育后學(xué)生所獲得的適應(yīng)社會(huì)和個(gè)人生活所必需的學(xué)科必備品格與關(guān)鍵能力.物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等四個(gè)方面[4].

（1）物理觀念.物理觀念是學(xué)生經(jīng)過物理概念與規(guī)律的學(xué)習(xí)之后，在自己頭腦中形成的物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀和能量觀.物理觀念并不是物理概念與規(guī)律這些知識(shí)本身，而是學(xué)習(xí)者經(jīng)過一定的學(xué)習(xí)過程后所形成的對(duì)物理事實(shí)、物理問題、物理概念和規(guī)律的理解與認(rèn)識(shí)，它是物理概念與規(guī)律在學(xué)習(xí)者頭腦中的升華.有人認(rèn)為，物理觀念無(wú)非是當(dāng)一切已學(xué)過的東西都忘記后所剩下來(lái)的東西[5].這是有一定道理的，主要強(qiáng)調(diào)的是物理觀念是經(jīng)過物理學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)者對(duì)物理學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深度加工后才能獲得的那些東西.

（2）科學(xué)思維.科學(xué)思維是根據(jù)物理學(xué)科的本質(zhì)特性而形成的關(guān)于物理概念與規(guī)律的認(rèn)識(shí)方式;是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行模型建構(gòu);是基于科學(xué)事實(shí)的證據(jù)進(jìn)行綜合分析與推理的方法;是基于事實(shí)證據(jù)進(jìn)行科學(xué)論證和質(zhì)疑.因此，科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新.科學(xué)思維是科學(xué)學(xué)習(xí)與研究的主要內(nèi)隱性活動(dòng)方式，它是學(xué)習(xí)者對(duì)物理問題的解釋和解決的關(guān)鍵.只有具備科學(xué)思維的人才有可能進(jìn)行有效的科學(xué)探究，才能有效地解決物理問題.

（3）科學(xué)探究.科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的主要方式，是科學(xué)思維支持的行為表現(xiàn)方式.科學(xué)探究是基于科學(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)，提出科學(xué)問題并形成基于已有事實(shí)的科學(xué)猜想或假設(shè)，設(shè)計(jì)收集證據(jù)和事實(shí)的有效方案，并對(duì)證據(jù)進(jìn)行解釋、交流、評(píng)估和反思的科學(xué)活動(dòng).因此，科學(xué)探究主要包括問題、證據(jù)、解釋和交流.

（4）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是學(xué)生學(xué)習(xí)探究科學(xué)的心理與行為基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)者對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，是對(duì)科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境的深度理解，是學(xué)習(xí)過程形成對(duì)科學(xué)探究的動(dòng)力、持久力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、科學(xué)道德及社會(huì)責(zé)任.因此，它包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

2.2 物理學(xué)科核心素養(yǎng)的層次結(jié)構(gòu)

從以上分析我們可以看出，物理學(xué)科核心素養(yǎng)是具有層次結(jié)構(gòu)的，一級(jí)維度是四大素養(yǎng)，而在四大素養(yǎng)下面有一批二級(jí)維度的指標(biāo)，見表1.

3 物理學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)

3.1 素養(yǎng)的形成途徑

素養(yǎng)不可能用告訴學(xué)生以學(xué)生接受的方式來(lái)獲得.素養(yǎng)包括兩部分：能力和品格.我們知道，能力的本質(zhì)是個(gè)體面對(duì)任務(wù)環(huán)境時(shí)所表現(xiàn)的適應(yīng)性行為.所以能力的獲得只能通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師指導(dǎo)的方式才能獲得.品格的本質(zhì)是個(gè)人對(duì)處境的回應(yīng)方式.學(xué)生面對(duì)任務(wù)或處境時(shí)能夠正確評(píng)估自己所處的環(huán)境，

然后作出合理的回應(yīng)方式，這就是品格的本質(zhì)涵義.當(dāng)然，能力涉及行為的適應(yīng)性，品格涉及的是回應(yīng)方式（態(tài)度與行為）的合理性、合適性.因此，素養(yǎng)的形成主要是通過學(xué)生的自主活動(dòng)、自主操作和自主體驗(yàn)活動(dòng).

物理觀念的形成主要應(yīng)該注重物理大概念的學(xué)習(xí)，以物理概念和規(guī)律的深度理解與應(yīng)用使學(xué)生逐步形成整個(gè)物理課程體系的大概念.物理觀念的形成可以用以下有效措施：加強(qiáng)概念聯(lián)系，把概念“做大”;將新概念的學(xué)習(xí)融合于已有的概念體系;將概念盡可能拓展到一般性的適用范圍;用大概念視角解釋和解決問題;注重概念建立、概念應(yīng)用的過程與實(shí)際情境的聯(lián)系;合理設(shè)計(jì)課堂教學(xué)的物理觀念目標(biāo)[6].

科學(xué)思維的培養(yǎng)主要應(yīng)該著力于學(xué)生的模型建構(gòu)能力、科學(xué)推理能力、科學(xué)論證能力和質(zhì)疑創(chuàng)新能力.物理模型可有效解釋或解決問題，我們要重視對(duì)模型的深度理解和靈活運(yùn)用能力的培養(yǎng)[7].科學(xué)推理是科學(xué)思維的重要方面，是從尋找的有效證據(jù)和已有理論出發(fā)向未知的領(lǐng)域認(rèn)識(shí)的重要方法.高中物理教學(xué)中在概念學(xué)習(xí)、規(guī)律探索、實(shí)驗(yàn)探究和問題解決等方面都有相當(dāng)多的案例和材料來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行各種推理能力的培養(yǎng)，包括歸納推理、演繹推理和類比推理等形式[8].科學(xué)論證是對(duì)證據(jù)的有效性與合理性進(jìn)行評(píng)估，并用證據(jù)解釋問題和用證據(jù)解決問題的能力.科學(xué)論證能力的培養(yǎng)應(yīng)該重在對(duì)證據(jù)的理解和評(píng)估、運(yùn)用證據(jù)解決問題、用證據(jù)解釋現(xiàn)象、用證據(jù)預(yù)測(cè)可能發(fā)生的現(xiàn)象或用證據(jù)形成猜想等方面.這當(dāng)然是科學(xué)思維的核心能力之一.質(zhì)疑是創(chuàng)新的前提，沒有質(zhì)疑意識(shí)與能力就不可能有科學(xué)創(chuàng)新，質(zhì)疑的關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)生用證據(jù)、事實(shí)來(lái)推斷科學(xué)結(jié)論的意識(shí)和能力，和對(duì)事實(shí)進(jìn)行深度理解與解釋的能力.

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)要抓住兩點(diǎn)：一是科學(xué)本質(zhì)教育;二是科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境.要認(rèn)識(shí)到科學(xué)本質(zhì)教育的重要性;研究與實(shí)施基于物理課程的科學(xué)本質(zhì)教育的內(nèi)容;在物理課程中融入物理學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)的內(nèi)容[9].

3.2 學(xué)科素養(yǎng)的課堂培養(yǎng)

（1）課堂是培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)的主要渠道.高中課程體系的基本思想是用各學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)基本完成學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的總體任務(wù);以學(xué)科課堂教學(xué)完成學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)任務(wù).因此，核心素養(yǎng)的培育和發(fā)展主要在課堂，我們不需要在課堂以外添加不必要的“活動(dòng)”.課堂教學(xué)的素養(yǎng)觀念是教師必須首先建立的，課堂的素養(yǎng)培育方法是我們必須重點(diǎn)關(guān)注的.

（2）素養(yǎng)觀既要從單元整體來(lái)認(rèn)識(shí)，更要注重每一節(jié)課的素養(yǎng)目標(biāo).很多學(xué)者提出，用大單元的教學(xué)設(shè)計(jì)才能完成素養(yǎng)培育的任務(wù)[10].從物理學(xué)科來(lái)看，大單元固然重要，但更重要的是每一節(jié)如何落實(shí)物理素養(yǎng).如果單節(jié)課本身不能體現(xiàn)和培養(yǎng)物理素養(yǎng)，那么N節(jié)課組成的大單元也不可能落實(shí)素養(yǎng)發(fā)展的任務(wù).我們的研究表明，課堂教學(xué)可以用素養(yǎng)目標(biāo)來(lái)表達(dá)[11]，用素養(yǎng)表達(dá)的目標(biāo)可以用素養(yǎng)理念的教學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)[12].因此，素養(yǎng)的培養(yǎng)關(guān)鍵在于我們教師在設(shè)計(jì)和實(shí)施每一節(jié)課時(shí)都要有素養(yǎng)理念和素養(yǎng)培養(yǎng)策略.

3.3 素養(yǎng)培養(yǎng)的基本策略

（1）以素養(yǎng)表達(dá)課堂教學(xué)目標(biāo).目標(biāo)是一堂課的出發(fā)點(diǎn)，也是一堂課所求的功效.前一輪我們實(shí)施的三維目標(biāo)（知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀）對(duì)課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的能力和素養(yǎng)起到了相當(dāng)重要的作用，但其內(nèi)存的邏輯和實(shí)施的有效性還存在一些問題[13].物理學(xué)科核心素養(yǎng)體系為我們?cè)O(shè)計(jì)課堂教學(xué)目標(biāo)提供了很好的學(xué)科導(dǎo)向標(biāo).一般來(lái)說，我們建議用表1中14個(gè)二級(jí)維度的素養(yǎng)來(lái)表達(dá)課堂教學(xué)目標(biāo).操作方法如下：①認(rèn)真研究本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，分析和確定本節(jié)課涵蓋的課堂素養(yǎng)目標(biāo);②從學(xué)生基本學(xué)習(xí)能力和教材的基本要求兩方面研判每一條素養(yǎng)需要達(dá)到的等級(jí)水平;③以二級(jí)學(xué)科素養(yǎng)為基礎(chǔ)的目標(biāo)體系的語(yǔ)言準(zhǔn)確表達(dá)課堂教學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)的維度和等級(jí)水平[14].

（2）用大概念的理念促成學(xué)生物理觀念的形成和發(fā)展.用告知或簡(jiǎn)單的歸納方法讓學(xué)生學(xué)到的概念只能是淺表層次的，不能在學(xué)生自己頭腦中真正建立起有效的觀念.例如，密度的概念不能只要求學(xué)生知道是質(zhì)量與體積之比，這種比值定義的物理量往往表示物質(zhì)的某種性質(zhì).但密度是什么性質(zhì)呢？其實(shí)它表達(dá)的是物質(zhì)內(nèi)部相互之間排列的致密程度.如果從這個(gè)意義出發(fā)，我們可以用一維密度、二維密度、三維密度和四維密度的生活案例使學(xué)生得到深度理解.這樣才能使學(xué)生在密度概念的學(xué)習(xí)中獲得一輩子都不會(huì)忘的觀念：密度就是描述物質(zhì)致密情況的物理量.人口密度、空氣質(zhì)量指數(shù)等其實(shí)都是密度，質(zhì)量與體積之比其實(shí)是在三維層面上表達(dá)所能描述的物質(zhì)的致密性程度的物理量，即是關(guān)于物質(zhì)分布的三維密度（質(zhì)量的三維密度）[6].再如，某人托著一個(gè)物體在空中堅(jiān)持1分鐘沒有發(fā)生移動(dòng)，問此人是否做功？我們很多人認(rèn)為不做功.其實(shí)這是錯(cuò)的.正確的理解是這個(gè)人沒有做宏觀意義上的機(jī)械功，但這個(gè)人肌肉張緊度的變化活動(dòng)促成體內(nèi)的化學(xué)能發(fā)生轉(zhuǎn)化，所以此人是做功的，但不是機(jī)械功;如果我們考慮這個(gè)人在托舉過程中會(huì)發(fā)生肌肉擅動(dòng)現(xiàn)象的話，這個(gè)人也是做機(jī)械功的.因此，概念的理解必須從實(shí)際情境出發(fā)使學(xué)生有深度解析能力.

（3）用證據(jù)意識(shí)與模型構(gòu)建的方式促成學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展.科學(xué)思維的主要特征是用證據(jù)進(jìn)行推理和論證，用模型解釋科學(xué)現(xiàn)象.證據(jù)可以使科學(xué)建立在可靠的基石之上，模型可以使科學(xué)問題變得更清晰.因此，科學(xué)思維是科學(xué)素養(yǎng)或者說人的整體素養(yǎng)的重要組成.例如做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺的擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)，是否處于平衡狀態(tài)？很多教師用相當(dāng)多的時(shí)間給學(xué)生解釋所謂“平衡位置不平衡”的問題.其實(shí)這也是錯(cuò)誤的.平衡位置應(yīng)該是平衡的，不然怎么稱為平衡位置呢？單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是擺角足夠小，小到什么程度呢？小到單擺的軌跡可以看成直線.一般我們認(rèn)為5°以內(nèi)就可以看成直線.當(dāng)然這樣說是有誤差的，這個(gè)誤差就是直線與曲線之間的差異.所以從模型來(lái)理解，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺擺球的運(yùn)動(dòng)是來(lái)回往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，所以不存在“最低點(diǎn)”的問題，豎直方向也是平衡的.顯然，我們說豎直方向小球受到的拉力和重力相等的結(jié)論是有誤差的，但這個(gè)誤差與軌跡的直線與曲線的誤差完全相同的.因此，如果你承認(rèn)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，你就必須承認(rèn)平衡位置是平衡的.這個(gè)案例中，我們用到了模型思想、證據(jù)意識(shí)和科學(xué)論證與推理幾個(gè)方面的素養(yǎng)，當(dāng)然也有質(zhì)疑精神.

（4）強(qiáng)化原始問題的抽象表征，強(qiáng)化問題的探究性設(shè)計(jì).物理學(xué)是一門研究自然界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與相互作用現(xiàn)象的學(xué)科，是建立在理想化概念（模型）基礎(chǔ)上的學(xué)科.學(xué)生的學(xué)習(xí)往往停留在只能解決理想化情境的問題，而對(duì)于未經(jīng)加工處理的反映真實(shí)情境的原始物理問題不能很好處理和解決.因此，教學(xué)設(shè)計(jì)中要盡可能多地反映真實(shí)情境的原始問題.從原始問題轉(zhuǎn)化到符合物理概念和規(guī)律需要的理想化問題，往往需要對(duì)原始物理問題的各種條件進(jìn)行分析與比較，突出研究影響問題的主要因素，而忽略影響不大的次要因素，這種對(duì)于原始問題進(jìn)行抽象概括的方法就是構(gòu)建問題模型的方法.對(duì)原始問題合理地進(jìn)行理想化的能力是重要的科學(xué)素養(yǎng)，它反映了學(xué)生面對(duì)復(fù)雜情境的適應(yīng)性水平.例如，在水平地面上以一定速度騎自行車的人，在自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)自行車與地面之間的夾角最小值可以達(dá)到多少？這個(gè)問題是一個(gè)實(shí)際問題，這里必須考慮幾個(gè)方面：什么因素對(duì)自行車的轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生影響？自行車可以看成質(zhì)點(diǎn)來(lái)研究嗎？轉(zhuǎn)彎時(shí)自行車為什么要傾斜？什么情況下自行車輪胎與地面之間發(fā)生滑動(dòng)？對(duì)這些問題的思考與研究過程就是對(duì)問題進(jìn)行抽象和建模的過程.原始物理問題不僅能促進(jìn)學(xué)生物理問題表征能力的發(fā)展，而且能促進(jìn)物理思維能力的發(fā)展，從而更好地發(fā)展學(xué)生的物理素養(yǎng)[7].

（5）注重課堂教學(xué)中學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動(dòng)和自主操作活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施.簡(jiǎn)單的“教師講學(xué)生聽”的模式不可能有效地培養(yǎng)學(xué)生的素養(yǎng)，素養(yǎng)的培育應(yīng)該以“學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師適時(shí)指導(dǎo)”的方式進(jìn)行.例如學(xué)生是否會(huì)游泳，是否會(huì)開車屬于素養(yǎng)（或能力）問題.這些素養(yǎng)的獲得只能通過學(xué)生自主進(jìn)行的活動(dòng)過程才能獲得;我們對(duì)學(xué)生講一百遍游泳的動(dòng)作要領(lǐng)或者示范一百遍游泳的動(dòng)作都沒有用，學(xué)生還是不會(huì).因?yàn)檫@種能力層次的素養(yǎng)只能讓學(xué)生自主操作才能獲得，你要學(xué)什么能力必須操作什么活動(dòng).例如，學(xué)游泳的人必須自己去游泳;學(xué)打球的人必須自己去打球;學(xué)演講的人必須自己去演講.所以，課堂教學(xué)中學(xué)生獲得素養(yǎng)的主要途徑是自主學(xué)習(xí)、自主操作、自我體驗(yàn)、自我歸納、自主運(yùn)用.因此，重素養(yǎng)培育的課堂必定是學(xué)生“學(xué)”的成份特別多，教師“教”的比例特別少，有限的教師的“教”只能用在學(xué)生充分體會(huì)后才實(shí)施，教師不能過多地干預(yù)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng).

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