馬智　何學(xué)基

摘 要：核心素養(yǎng)是學(xué)科學(xué)習(xí)與能力建設(shè)的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段，針對學(xué)科素養(yǎng)的研究多以單一學(xué)科為目標(biāo)，客觀上造成了學(xué)生學(xué)習(xí)壓力的增加。因此，文章以高中階段物理與化學(xué)為研究對象，在分析二者差異的基礎(chǔ)上，對學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)行辨析與整合，同時提出具體的培養(yǎng)策略。希望能夠為后續(xù)教學(xué)體系的升級與教學(xué)實踐的開展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：理化;高中;核心素養(yǎng);培養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8918（2022）15-0009-04

課題項目：文章系甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度一般課題《高中階段理化課程核心素養(yǎng)辨析及其培養(yǎng)研究》（課題立項號：GS[2020]GHB2077）的研究成果。

作者簡介：馬智（1980～），男，漢族，甘肅敦煌人，甘肅省敦煌市敦煌中學(xué)，一級教師，研究方向：高中化學(xué)教學(xué);

何學(xué)基（1979～），男，漢族，甘肅武威人，甘肅省敦煌市敦煌中學(xué)，一級教師，研究方向：高中物理教學(xué)。

近年來，針對學(xué)科核心素養(yǎng)的研究相對較多，學(xué)科核心素養(yǎng)分支較多，培養(yǎng)目標(biāo)多樣，部分核心素養(yǎng)脫離了學(xué)生的受教育階段，更加劇了此種問題?；诖?，能否在學(xué)科之間找到共同的核心素養(yǎng)，形成學(xué)科間的統(tǒng)一培養(yǎng)體系成為廣受關(guān)注的熱點之一。因此，文章以高中階段理化課程為目標(biāo)，以高中階段學(xué)習(xí)要求為框架，進(jìn)行核心素養(yǎng)辨析，找到共性素養(yǎng)，并探究其培養(yǎng)的有效路徑。

一、高中理化課程核心素養(yǎng)

高中理化主要是指物理與化學(xué)兩個學(xué)科，二者在教學(xué)、考核等方面存在一定的互通性與學(xué)習(xí)共性。在現(xiàn)有的教學(xué)實踐中，教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法等方面的共通性已經(jīng)得到了一定的證實。從學(xué)科核心素養(yǎng)層面上看也存在一定的交集，這對通過辨析將二者進(jìn)行有效的整合提供了重要基礎(chǔ)與可能。在辨析的過程中，需要對物理及化學(xué)學(xué)科中的核心素養(yǎng)進(jìn)行梳理。

（一）高中物理核心素養(yǎng)

從現(xiàn)階段的研究結(jié)果來看，物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括了四個維度，即物理觀念和應(yīng)用、科學(xué)探究和交流、科學(xué)思維和創(chuàng)新以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。上述四個維度中包括了不同的具體素養(yǎng)及能力要求。其中物理觀念和應(yīng)用維度中包括了具體的物理概念學(xué)習(xí)能力、概念理解能力、概念與現(xiàn)象的結(jié)合能力、現(xiàn)象的理論抽象能力、分析推理能力等5種;在科學(xué)探究和交流維度包括了實驗設(shè)計能力、實驗實現(xiàn)能力、歸納總結(jié)能力、提煉展示能力、再現(xiàn)能力、糾錯能力等6種;在科學(xué)思維和創(chuàng)新維度包括了思想實驗?zāi)芰?、思維導(dǎo)圖方法、科學(xué)方法論、創(chuàng)新思維、聯(lián)想思維、抽象構(gòu)圖能力等6種;在科學(xué)態(tài)度與責(zé)任維度包括了數(shù)據(jù)驗證能力、證偽能力、數(shù)理統(tǒng)計能力、數(shù)學(xué)解釋能力、科學(xué)倫理能力、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度等6種。

（二）高中化學(xué)核心素養(yǎng)

從現(xiàn)有研究結(jié)果來看，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括了五個維度（見圖1）。

落實到具體的核心能力體系層面上來，不同的學(xué)科素養(yǎng)維度包括了具體的能力要求。宏觀與微觀認(rèn)識要求學(xué)生對相關(guān)理論、符號、知識具有一定的表達(dá)及應(yīng)用能力，能夠在微觀及宏觀角度認(rèn)知物質(zhì)的理化性質(zhì)及性質(zhì)產(chǎn)生的具體機(jī)理;在變化與平衡思想維度上要理解物質(zhì)的穩(wěn)定以及變化規(guī)律，要明確化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生機(jī)理以及化學(xué)反應(yīng)與能量變化之間的相關(guān)關(guān)系，要建立起動態(tài)變化的思考維度，用平衡思想解釋反應(yīng)速率、反應(yīng)方向等現(xiàn)象;在證據(jù)推理與模型認(rèn)知維度上要鍛煉學(xué)生通過已知證據(jù)推理未知結(jié)果的能力，通過數(shù)量關(guān)系推理結(jié)構(gòu)關(guān)系的能力，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型描述化學(xué)問題的能力等;在實驗探究與創(chuàng)新意識維度上包括了設(shè)計實驗、完成實驗、分析實驗、總結(jié)實驗、改進(jìn)實驗等能力;在科學(xué)精神與社會責(zé)任維度上包括了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)倫理能力、社會責(zé)任體系等。

二、核心素養(yǎng)的辨析與整合

（一）整合原則及方法

通過分析不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有研究階段下，由于研究的視角與維度的不同，核心素養(yǎng)指標(biāo)相對較多。核心素養(yǎng)的重點在于“核心”二字，而過多的指標(biāo)會顯著降低素養(yǎng)的相對權(quán)重，進(jìn)而無法體現(xiàn)其核心價值。另外，當(dāng)核心素養(yǎng)過于繁雜時，對學(xué)生掌握及教師構(gòu)建有針對性的培養(yǎng)體系均存在一定的掣肘。這就決定了需要進(jìn)一步對核心素養(yǎng)進(jìn)行整理與二次建構(gòu)。落實到具體的整合的過程要完成刪減與合并的雙重動作，通過兩方面的手段來實現(xiàn)高中理化學(xué)科核心素養(yǎng)“體量”的減少，從而實現(xiàn)高中階段學(xué)生能夠有效掌握的根本目標(biāo)。

在刪減的過程中，要緊密聯(lián)合高中階段的學(xué)科要求與學(xué)生特征，對明顯具有不可實現(xiàn)以及脫離實際的核心素養(yǎng)進(jìn)行剔除。是否能夠在高中階段得到有效的實現(xiàn)取決于兩方面內(nèi)容：其一是對核心素養(yǎng)的掌握難度加以分析，對明顯超出高中學(xué)生能力范疇的內(nèi)容予以剔除;其二要與高中課程的教學(xué)要求與目標(biāo)的匹配度進(jìn)行分析，對不符合高中教學(xué)要求的相關(guān)核心素養(yǎng)予以剔除。

合并的過程則相對簡單，在具體的合并工作中需要重點考察物理與化學(xué)之間的特征，尋找到共性，進(jìn)而將單獨的物理與化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)進(jìn)行統(tǒng)一。如二者都需要一定的抽象思維，如在解決物理運動受力分析和化學(xué)合成反應(yīng)過程中，均需要通過學(xué)生的部分想象能力來對理論進(jìn)行抽象。涉及此種能力的核心素養(yǎng)可以合二為一。另外，需要分析現(xiàn)有學(xué)科下核心素養(yǎng)之間的相互關(guān)系，并將內(nèi)涵要求一致的核心素養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行合并，如設(shè)計實驗與改進(jìn)實驗對學(xué)生的能力要求基本一致，則可以合并。

（二）核心素養(yǎng)的整合與辨析

落實到核心素養(yǎng)的辨析層面上來，物理核心素養(yǎng)中的四個維度，并非均具有高中階段的適應(yīng)性。如科學(xué)探究與交流維度中的實驗設(shè)計能力、實驗實現(xiàn)能力涉及理論物理、應(yīng)用物理等學(xué)科分支，物理實驗設(shè)計的外部條件也相對苛刻，很難在高中階段予以實現(xiàn)，此類核心素養(yǎng)應(yīng)該予以剔除。在化學(xué)學(xué)科之中，設(shè)計實驗、完成實驗等能力建設(shè)要求也屬于此類。按照這一思路，高中理化學(xué)科的核心素養(yǎng)可以進(jìn)行有效的整合（見表1）。

嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度外部信息收集能力由表1可知整合后的核心素養(yǎng)分為如下4個維度：

其一是基礎(chǔ)能力，包括了概念理解與應(yīng)用。該部分能力包括了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，重點在于知識體系與網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建;理論知識的推演，能夠應(yīng)用現(xiàn)有知識解釋新的問題;理論知識的概括，能夠從現(xiàn)象中總結(jié)出一般性規(guī)律;理論知識的現(xiàn)實應(yīng)用，能夠用書本知識解釋生活中的常見現(xiàn)狀。

其二是拓展能力，包括了實驗的理解與分析。該部分能力不對學(xué)生設(shè)計、實現(xiàn)實驗的能力進(jìn)行過多的要求。但是需要學(xué)生能夠?qū)ΜF(xiàn)有的實驗進(jìn)行實踐，并分析成熟的實驗過程，具有一定的改進(jìn)及探索能力。以化學(xué)學(xué)科為例，簡單的合成實驗在高中課堂中可以進(jìn)行實現(xiàn)，學(xué)生可以對成型的實驗體系進(jìn)行分析與探究，找到其中的限制性條件與影響因素，明確在反應(yīng)條件后，實驗結(jié)果發(fā)生的變化，能夠應(yīng)用理論推導(dǎo)的方式計算實驗中的各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，并對實驗結(jié)果進(jìn)行總結(jié)與分析。

其三是外部信息收集能力，包括了多種途徑獲得新知識的能力。該部分能力重點鍛煉學(xué)生收集信息并完成自我提高的能力。要求學(xué)生能夠利用互聯(lián)網(wǎng)資源、文獻(xiàn)資源、教材資源等多種途徑實現(xiàn)對新知識的掌握，能夠充分有效地利用非課堂平臺進(jìn)行有效學(xué)習(xí)，找到自身知識體系的漏洞與不足，并加以補(bǔ)充及改善。

其四是思想與推演能力，包括了思想實驗、思維導(dǎo)圖等能力。該部分的能力建設(shè)重點在于培養(yǎng)學(xué)生有效的思維方式，促進(jìn)學(xué)生通過多種思路解決固定問題的能力。通過構(gòu)建思想實驗等推論體系能夠?qū)?fù)雜問題簡單化，如物理中描述物體在磁場中的運動情況，要善于形成“質(zhì)點”思維，應(yīng)用極端條件設(shè)定解決相關(guān)問題。思維導(dǎo)圖的建立則有助于學(xué)生完善知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，有助于學(xué)生利用其他學(xué)科知識解決理化問題。如利用數(shù)學(xué)公式求解的方式確定物體運動中的參數(shù)求解，利用幾何形知識等手段描述化學(xué)結(jié)構(gòu)中的特定節(jié)點等。

上述四種核心思維是在高中階段理化學(xué)科中較為重要的一環(huán)，通過構(gòu)建學(xué)科核心素養(yǎng)不僅為當(dāng)下的理化學(xué)習(xí)提供了重要保證，也為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)提供了堅實基礎(chǔ)。

三、高中理化核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略

在優(yōu)化整合后的核心素養(yǎng)基礎(chǔ)上，對學(xué)生進(jìn)行有針對性的能力培養(yǎng)。能力培養(yǎng)可以配合著課堂教學(xué)進(jìn)行，同時也不能忽視課下及線上教學(xué)的具體功用。

第一，以體系重構(gòu)為基礎(chǔ)，夯實學(xué)生基礎(chǔ)。對部分教學(xué)內(nèi)容可以按照知識體系的形式對教學(xué)過程，甚至是教材內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，從而幫助學(xué)生更為有效地建立對應(yīng)的知識體系。以學(xué)生對知識點的核心素養(yǎng)作為教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建框架，以思維導(dǎo)圖為具體的構(gòu)建工具，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新安排，形成以應(yīng)用作為線索，以需求代替順序的方式來進(jìn)行。如高中物理中的能量守恒定律的教學(xué)，在傳統(tǒng)教學(xué)方式中是以教師講解的方式為主線，而在重構(gòu)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，可以引導(dǎo)學(xué)生觀察物體運動狀態(tài)改變中的能量變化，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生對能量變化的興趣，產(chǎn)生實際的知識需求。在此基礎(chǔ)上，教師在課堂中完成對能量守恒定律的講解，并在后續(xù)的教學(xué)中逐步將其納入學(xué)生的知識體系中去。隨后的教學(xué)規(guī)劃也可以以該具體知識點構(gòu)建知識思維導(dǎo)圖，將之與平拋運動、圓周運動等進(jìn)行整合，甚至可以與化學(xué)教學(xué)相聯(lián)系（熵增、熵減或化學(xué)反應(yīng)中的化學(xué)能變化），以能量作為解釋化學(xué)微觀結(jié)構(gòu)中的一種手段，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果，提高學(xué)生的理解水平。

第二，以探索學(xué)習(xí)為方法，提高學(xué)生拓展能力。教師要建立引導(dǎo)思維，以理化現(xiàn)象或者理化實驗作為具體知識的載體。在具體的教學(xué)過程中，首先列舉學(xué)生能夠接觸到的生活現(xiàn)象，并讓學(xué)生設(shè)計相關(guān)的實驗對具體的知識點進(jìn)行推定與驗證。這一學(xué)習(xí)過程，可以實現(xiàn)對學(xué)生自我探索能力的引導(dǎo)。并在后續(xù)課堂實驗的過程中實現(xiàn)在現(xiàn)有的實驗方法下充分分析教學(xué)內(nèi)容的目的，同時進(jìn)行一定的外部條件變更，進(jìn)而達(dá)到拓展能力的目的。如物理中的打點計時器實驗，其本質(zhì)是對加速度進(jìn)行測量與計算。要讓學(xué)生理解核心的本質(zhì)為“單位時間位移的不同”。同時。在具體的教學(xué)過程中可以引導(dǎo)學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)生活中的實際案例，如汽車的剎車距離、短跑運動員的起跑加速過程等。讓學(xué)生在對實際觀察的過程中產(chǎn)生對物體速度變化的關(guān)注與興趣，進(jìn)而通過課堂打點計時器實驗的方式對具體的知識進(jìn)行講解。隨后引導(dǎo)學(xué)生以改變外部條件的方式進(jìn)行探索，如改變重物的質(zhì)量，通過對比得到“重力加速度與質(zhì)量無關(guān)”的直觀結(jié)論。

第三，以外部教學(xué)為資源，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力。在外部資源的應(yīng)用上可以分為課上與課下兩種模式。在課上，教師在課堂中要充分應(yīng)用外部資源，并將外部資源的應(yīng)用方法向?qū)W生進(jìn)行教授。如化學(xué)中關(guān)于“化學(xué)平衡”的教學(xué)中，教師可以引入相關(guān)微課資源，利用動畫演示的方式來讓學(xué)生更為直觀地體會到化學(xué)平衡的動態(tài)過程。同時要將教師的微課檢索過程、資源庫向?qū)W生進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生利用上述資源解決類似的問題。在學(xué)生的交流中達(dá)到良好的教學(xué)效果。在課下，教師要做好資源的收集與分享，同時培養(yǎng)學(xué)生利用包括互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的外部資源對相關(guān)知識進(jìn)行收集與學(xué)習(xí)的能力。從方法論的角度來看，引導(dǎo)學(xué)生對互聯(lián)網(wǎng)工具進(jìn)行應(yīng)用有助于拓展學(xué)生的知識面，也有助于學(xué)生建立綜合的學(xué)科知識架構(gòu)。在具體的工具層面上，如騰訊教育中提供了豐富的學(xué)科知識短視頻和微課;知網(wǎng)與萬方等提供了豐富的教學(xué)資源研究與學(xué)科研究前沿進(jìn)展;Endnotes、E-Study等軟件提供了科學(xué)的知識管理系統(tǒng)與模塊等。教師可以有目的地將上述手段與資源向?qū)W生進(jìn)行分享，并定期或不定期地通過專項課堂、學(xué)生分享、匯報等方式進(jìn)行檢驗，發(fā)現(xiàn)并解決學(xué)生在外部資源應(yīng)用中可能存在的問題。

第四，以引導(dǎo)辨析為手段，構(gòu)建學(xué)生全新思維方式。要進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，引入更為豐富的教學(xué)手段，使得學(xué)生脫離單純的知識學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷χR的應(yīng)用與對知識的分析。在具體的教學(xué)層面上，可以引入更為豐富的“作業(yè)”體系。如讓學(xué)生通過分組的方式撰寫實驗報告或論文。通過此種方式鍛煉學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察、對數(shù)據(jù)的分析、對現(xiàn)象的描述等客觀能力。與此同時，在小組化學(xué)習(xí)過程中也是學(xué)生相互交流與分享的過程，在知識之外還能夠培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作、語言表達(dá)、科學(xué)思維、信息收集與處理等多方面能力。如在物理圓周運動的教學(xué)過程中，建立學(xué)生學(xué)習(xí)小組，從施加單一電場為起點，以改動一個外部條件為步驟，鼓勵學(xué)習(xí)小組之間的相互“為難”。在這一過程中學(xué)生學(xué)習(xí)小組也經(jīng)歷了由簡入深的學(xué)習(xí)及思考過程，并通過在小組內(nèi)充分地討論達(dá)到了辨析的目的，形成了一定的學(xué)習(xí)自信，使其對學(xué)科的認(rèn)知以及興趣達(dá)到最好效果，同時對學(xué)生的抽象思維及極端條件思想實驗等能力的培養(yǎng)也具有一定的積極意義。

四、結(jié)語

高中階段理化學(xué)科具有同質(zhì)性特征，在學(xué)科素養(yǎng)上有一定的交叉。文章基于這一角度在分別對物理及化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，通過剔除部分無法實現(xiàn)的核心素養(yǎng)，整合具有相同要求的核心素養(yǎng)，分別從基礎(chǔ)能力、拓展能力、外部信息收集能力以及思想與推演能力等四個方面進(jìn)行辨析，提出了更具有可行性的核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。與此同時，從教學(xué)實踐的角度給出了上述核心素養(yǎng)的培養(yǎng)方式，希望通過文章的研究能夠為后續(xù)的教學(xué)改革提供必要參考。

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