初中物理课程标准解读.doc

物理课程标准解读初稿第一编 背景与思路第一章 物理课程标准研制背景第一节 世界基础物理教育课程的改革趋势第二节 我国基础物理教育课程的改革历程与发展第三节 中学生物理学习心理研究第四节 时代发展对基础物理教育的需求第二章 物理课程标准研制的基本思路第一节 课程基本理念及课程目标第二节 课程标准整体框架第二编 内容标准解读第三章 科学探究解读第一节 科学探究能力目标第二节 科学探究实例第四章 “物质”解读第一节 物质的形态和变化第二节 物质的属性第三节 物质的结构与物体的尺度第四节 新材料及其应用第五章 “运动和相互作用”解读第一节 多种多样的运动形式第二节 机械运动和力第三节 声和光第四节 电与磁第六章 “能量”解读第一节 能量、能量的转化和转移第二节 机械能第三节 内能第四节 电磁能第五节 能量守恒第六节 能源与可持续发展第三编 实施建议第七章 教学建议第一节 重视科学探究的教学第二节 怎样进行科学探究的课题选择和教学设计第三节 物理课程应促进学生的自主性发展第八章 教科书编写建议第一节 物理教科书要全面落实物理课程目标第二节 每种教科书都要编出自己的特色第九章 课程资源开发和利用第一节 什么是课程资源第二节 物理教学中怎样利用和开发课程资源第十章 怎样评价学生的学习第一节 认识新的评价理念第二节 怎样构建促进学生全面发展的评价体系第四编 问题与展望第十一章 问题讨论第一节 关于课程目标第二节 关于课程内容第三节 关于课程实施第四节 关于课程评价第十二章 前景展望第一节 关于中学物理教育第二节 关于中学物理教师第三节 关于学生第一编 物理课程标准研制的背景与思路根据中共中央、国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定和教育部基础教育课程改革纲要（试行）精神，教育部制定了全日制义务教育物理课程标准（实验稿）（以下简称标准）。本编将介绍制定标准的背景及主要思路。第一章 物理课程标准研制背景第一节 基础物理教育改革的国际趋势 廖伯琴等，课题“中学物理课程标准研制”的“国际基础物理教育比较”子课题研究报告。“决定人类命运的最重要的因素是人的素质，不仅是精英人物的素质，而且是几十亿普通地球居民的平均素质” 世界著名研究报告罗马俱乐部的撰写者佩西语。随着新世纪的到来，人类社会加快了由工业经济向知识经济迈进的步伐，人类的生存环境与生活质量越来越依赖于科学技术的发展及其恰当的应用，无论社会还是个人的发展，都与全民及个人的科学素质密切相关。提高国民素质，尤其是国民的科学素质已成为世界各国的重要战略，而提升全民科学素养的重任则历史地落到了科学教育的肩上。传统的科学教育以传授自然科学知识为主，即向学生讲授自然科学的一般规律，把大量知识灌输给学生。而现代科学教育观则认为，科学教育除了科学知识的传授和技能的训练外，还应重视对学生探索兴趣及能力、良好思维习惯与创新意识等的培养，使其树立正确的科学观，即从强调科学知识内容获取向理解科学过程转变，从强调单纯积累知识向探求知识转变的科学观。从科学教育的国际改革趋势看，世界各国都在相应调整基础科学教育的培养目标，即着眼于培养新一代国民具有适应21世纪社会、科技、经济发展所必备的素质；变革对人才的培养模式，改进学生的学习方式，以便使现在的学生在未来社会具有竞争力；课程内容进一步关注学生经验，反映社会、科技最新进展，满足学生多样化发展的需求；发挥评价的多元功能，促进学生潜能、个性及创造性等方面的发展，使学生有自信心和持续发展的能力。以下将以部分国家的科学教育实例说明世界范围内科学教育改革和发展趋势。一 培养目标的调整学生不可能学会所有的知识，教师也不可能预见学生今后可能遇到的一切问题。单纯的知识学习已不能满足社会发展和人的终身发展的需要，学生必须学会学习，以便能在不熟悉的环境中不断学习新的知识，因此科学教育是一个终身的过程。从国际科学教育的改革趋势看，科学教育的目标不仅关注学生对科学知识的学习，而且越来越倾向于培养学生的科学探究能力、科学态度与科学精神等。国家的强弱，越来越取决于本国国民素质，尤其是本国国民科学素质的高低。因此许多国家皆将基础科学教育目标定位于培养全体公民的科学素质，而不是培养少数的科学技术精英。例如，自1957年前苏联第一颗人造地球卫星成功发射后，美国意识到自己科技霸权的地位受到了挑战，由此，全国上下都强烈呼吁教育改革。在该期间的改革措施中，最引人注目的是1958年美国国防教育法 National Defence Education Act，强调了教育与强大国防的密切关系。同时，美国著名教育家哈佛大学校长科南特出版的科南特报告(又名今日美国中学The American High School Today) James Bryant Conat, The American High School Today, a first report to interested citizens, Printed in the United States of American, 1959, First Edition, McGRAW HILL BOOK COMPANY, INC. New York, Toronto, London.强调了美国加强英语、社会研究、数学和自然科学教学的重要性。虽然该次改革有利于在课程内容方面吸收众多的最新科研成果，但是新课程内容过于艰深，难以接受，学生反感；再有，由于课程和教学内容的艰深以及大幅度的变化，教师缺乏相应训练，导致教学质量难以达到预期要求，因而遭到老师的反对。美国80年代以来进行了一场全面、综合化的课程改革。科技教育的重点从突出英才教育逐步转向全面提高公民的科学素养。这主要由于美国霸权地位的衰落及经济的持续衰退，教育质量的严重下滑与社会需求的巨大反差等，致使美国又一次强烈呼吁教育改革，强调要大部分毕业生达到长期以来只有少数人才能达到的水平，增强大众化教育。1985年美国科学促进会（American Association For The Advancement Of Science）组织了几百名美国的科学、数学和技术等主要学科领域的知名专家、学者和部分教育实践工作者，组成了美国科学技术教育理事会及五个学科专家小组，目的是立足21世纪，全面改革美国的科学、数学和技术教育，提高教育的质量，并为此制定和实施一项长远的计划，即2061计划（Project 2061）。2061计划研究小组于1989年发表了面向全体美国人的科学研究报告。该报告 美国科学促进协会著，中国科学技术协会译，面向全体美国人的科学，（Science For All Americans）,“2061计划”丛书，科学普及出版社，2001年4月版，导言。认为教育的最高目标是为了使人们能够过一个实现自我和负责任的生活做准备。科学教育是教育的一部分，其目标是培养学生的理解能力，使其养成良好的思维习惯，具有同情心、能够独立思考并敢于面对人生，能作好准备同公众一道，全心全意地参与建设和保卫一个开放的、公正的和生机勃勃的社会。90年代美国的教育改革是80年代教育改革的深入和拓展，是一场具体落实和实施“国家教育目标”的改革，是面向21世纪的跨世纪的宏大工程，是紧密结合科技革命现实的需要和未来发展趋势的改革。此阶段的教育改革基本内容、措施和趋势，集中体现在布什总统签发的美国2000年：教育战略 America 2000:An Educational Strategy和克林顿总统签发的2000年目标：美国教育法 Goals 2000: Educate America Act两份纲领性文件中。其中科技教育改革的基本特征主要表现以下几方面：科学主义和人文主义并重，“文化脱盲”与“科学脱盲”并重；科技教育不仅要适应现实的科技革命的需要，而且要适应21世纪科技发展的未来要求。科技教育的目的重在提高全民的科学素养和科技能力，而不是局限于培养尖端的科技人才；再如，加拿大安大略省科学课程标准 加拿大安大略省科学课程标准（网上下载）的培养目标明确规定：保证每个学生都具有一定的科学素养，每个学生都需理解基本的科学概念；发展科学探究所需要的技能、策略和思维习惯；将科学与技术、社会和环境相联系。在英国1988年教育改革法 1988年教育改革法 (1988 Education Reform Act)中明确规定了全国统一学校课程的目的：其一，“促进学生在学校和社会中的精神、道德、文化、智力和体力方面的发展”；其二，“为这些学生准备未来成人生活的机会、责任及经验”。在英国1999年颁布的课程标准 英国国家科学教育标准（The National Curriculum for England, Science）（1999）中强调促进学生在精神、道德、社会和文化方面的发展，强调培养学生的基本技能，如交流能力、收集处理数据的能力、应用信息技术的能力、自学能力以及问题解决能力等。科学教育的重点就是要培养学生通过他们自己的探究活动和对自然现象持续的兴趣和好奇心以及科学地解决问题的态度和能力。另如，在韩国的科学课程标准 韩国科学课程标准中，强调让学生通过理解科学事实、原则、规律和理论等，学会运用基本的科学方法，形成创造性地解决问题的能力。课程目标是使学生经历科学的探索过程，并将其应用于解决现实生活问题中；理解基本的科学知识并应用其解释自然现象；具有在科学方面的学习动机和兴趣，有学习科学积极的态度；能意识到科学对技术进步和社会发展的影响。中国台湾在1999年颁布的大纲 教育暨青年司课程改革工作组，初中物理及自然科学大纲，1999年6月。中明确指出在认知方面，能了解周围环境及事物与科学的联系、能了解一些重要的科学基本概念和定律，并能应用于日常生活中、能了解一些科学实验仪器的用途；在技能方面能学会操作一些基本的科学实验工具、能运用一些实验技能与方法、能收集、分析资料并作出推论、能以科学方法对事物作出观察与评估、能有创造性的思考与活动；在态度方面具有环保意识、能对科学产生兴趣、能在参与团体活动时遵守规则、尊重别人意见及领导小组工作、能以客观态度分析事物、具有探索及批判事理的精神。二 人才培养模式的改变建构主义作为一种新的认知理论已成为国际科学教育改革的主流理论。建构主义强调学习的自主性、社会性、情境性，由此生发出探究学习和合作学习等现代学习方式。建构式的科学教育更加强调的是探究问题，而不仅是了解问题的答案；是批判性思维，而不仅是记忆；是在情境中理解，而不仅是获得些许信息；是促进学生合作学习、互动和分享思想和信息，而不是无益的竞争 丁邦平“建构主义与面向21世纪的科学教育改革”比较教育研究2001年第1期 。传统的培养目标更多地关注学生学到了多少知识，因此传统的教学方式也便倾向于知识的灌输。由于教育培养目标的调整，必然导致了人才培养模式的变化。传统的物理教学方法曾在历史上发挥过积极的作用，培养了不少优秀的人才，但是这种传统的教学方式过分侧重于知识的传授，缺乏对学生学习兴趣、探究能力以及科学态度方面的培养，致使学生对物理望而生畏，丧失信心和热情，并且这将影响其终身对物理学习的热情和信心。人们已认识到这种传统的人才培养模式的弊病，积极地进行教学方法的改革，希望能实现学生学习方式的根本变革，使现在的学生成为未来社会具有国际竞争力的公民。在这一变革中，不少国家皆非常重视通过科学探究学习方式，培养学生的科学探究能力以及科学态度和科学精神。面向全体美国人的科学研究报告 美国科学促进协会著，中国科学技术协会译，面向全体美国人的科学，“2061计划”丛书，科学普及出版社，2001年4月版，导言。认为科学教学应该：培养和利用学生的好奇心和创造性；强调理解的质，而不是强调信息的量；在不同的情况下以不同的方式传授概念；让学生将某些科学上的想法公之于众，与他人共同工作；培养学生对证据、逻辑和科学见解提出疑问的习惯；让学生懂得社会对科学技术发展的影响，也应该知道科学技术对社会的冲击。在美国国家研究理事会（1996）制定的国家科学教育标准【美】国家研究理事会，美国国家科学教育标准，科学技术文献出版社，1999年第1版。中，详细阐明了科学教育中探究性教学的重要性及其主要组成部分。国家科学教育标准指出：“让各个学段所有年级的学生都有机会进行科学探究，培养其进行探究性思维和探究性活动的能力，包括提出问题、制定调查研究计划并付诸实施、利用有关工具和技术收集数据、批判性并有逻辑地思考解释证据、分析交流其他解释方法以及科学论点等。”又如，英国开设科学课程非常强调科学探究。课程设置原则中多数与科学探究有关，例：1）教师与学生应该互相交流，提出问题，教师应该向学生提出学习要求，并注重解决问题方法的传授；2）学生对科学概念的认识和理解，应通过多种途径逐步发展。学生学习科学，与科学家的科学探究有类似之处；3）进行观察、提出假设、设计探索方案都应围绕某内容进行，学生的探索技能取决于他们正在学习的内容范围；4）学生应逐步发展处理信息的能力，相互交流对学生学习起着重要作用；5）学生的科学态度对学习科技知识是很重要的。学生的好奇心、尊重事实、承认不确定性、批判地思考、创造性、持久性、与人合作等皆是很重要的。1991年，英国政府在1989年颁布的科学课程大纲的基础上，颁布了关于中小学科技教育的新法令。在该法令中，对全国学校课程中的科学课程确立了以下四个目标：科学探究、生命过程与生物的组织、材料及其性质、物理过程。在科学探究中尤其强调培养学生：提出问题，作出预言与假设；观察、测量及操作变量；解释结果并评价科学证据等能力。再如，在韩国的科学教育标准 韩国国家科学教育标准中，从小学、初中的科学到高中的物理等皆强调科学探究。初中科学的内容分为两部分，一为知识，另一部分为探究活动。知识部分包括运动、能量、物质、生命、地球；探究活动则包括观察、测量、实验等。韩国科学教育标准指出，“在科学的教学中，与学生认知发展水平相一致的关键的科学概念应在学生们的熟悉的情景下通过学生的具体经验进行。也就是说，初中学生应通过诸如现场的调查、实验等探究活动来理解科学概念、原理、规律等。另外，科学教育应通过认识科学对技术和社会的影响来使学生意识到科学与人类生活的关系”。三 课程内容的更新教育培养目标的调整不仅与培养模式密切相关，而且也与教学内容的改革有关。所以世界各国在进行科学教育改革时都将科学课程内容的改革放在很重要的位置。从世界各国的科学课程内容改革看，几乎都遵循了以下原则 常初芳主编，现代科技教育参考系列，国际科技教育进展，科学出版社，1999年2月第1版。（1）突出科学领域中最基本的一些概念和原理。因为当今时代是知识爆炸的时代，学生不必也不可能学习所有的科学知识，但他们必须理解科学中的精华内容，如最基本的科学方法、事实、假说、理论和定律等。它们是未来知识结构的基础，学生能从中学会思考与探索科学问题的方法与途径。（2）介绍最新的科学知识及其有关方法，以便使学生能跟上科学技术发展的步伐。如当今的微电子与信息科学、超导基本原理及其应用、核能的合理利用以及纳米材料等。（3）增加与社会及人类自身发展密切相关的内容，加强科学技术社会的观点的渗透。例如，新型材料的利用、环保、能源、以及各种科学发现及其应用对社会和人类带来的正向和负向的影响。例如，在英国1988年教育改革法中强调删去陈旧的教学内容，仔细选择学习内容，将科学知识与社会实践相结合,以便增加学生学习兴趣，让学生全面理解科学知识。美国六十年代初在科南特 美科南特著，陈友松主译，科南特教育论著选，人民教育出版社，1988年4月。等人的倡导下，便开始精减课程，突出科学课程的地位，突出科学课程内容的现代化。如在1960年推出的新版物理学课本中便纳入了热力学、核力学、放射性同位素、量子论、航空空间科学等新科学内容。80年代，“2061计划”的主要目标之一是修订二十多年来不断膨胀的教材，确定学习科学、数学和技术的核心内容，使其既有科学性也有教育性。该计划强调选择那些对现在和数十年后仍然重要的内容，能为人生知识大厦建造永久基础的那些概念，以便使学生能熟悉自然界，尊重自然界的统一性；懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法；了解科学的一些重大概念和原理；有科学思维能力；认识到科学、数学和技术是人类共同的事业，认识到它们的长处和局限性；能运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题。面向全体美国人的科学研究报告提出了“有效学习和教学”的原则，回答了公民应该具备的那些科学素养的问题，并对所有十二年级的学生应该知道和掌握的科学、数学和技术方面的知识和技能提出了建议。而1993年出版的其姊妹篇科学素养的基准美国科学促进协会著，中国科学技术协会译，科学素养的基准，（Benchmarks For Science Literacy）“2061计划”丛书，科学普及出版社，2001年6月版，导言。则更着重于探讨怎样使学生朝着具有科学素养的目标进步，并对某一特定的年级应该达到的标准提出了建议。在日本2002年即将实施的新课程中，力求精选教学内容，留给学生更多的自由发展的空间，其指导思想为：鼓励学生参与社会并增强国际意识；提高学生独立思考和学习的能力；为学生掌握本质的基本内容和个性发展创造宜人的教育环境；鼓励学校标新立异，办出特色。四 评价的改革现代教育评价不仅在教学中具有鉴定、选拔等作用，而且更强调对教学过程的诊断和反馈。评价的基本理念应是以人为出发点，促进个体的和谐发展。在评价中更加关注人和人的发展，而不是分数和分数的准确性；体现出尊重与关爱，关注个体的处境与需要；体现对人的价值的重视，促进个体价值的实现；关注人的主观能动性，激发人的主体精神。在美国国家科学教育标准 【美】国家研究理事会，美国国家科学教育标准，科学技术文献出版社，1999年第1版。中，设置了科学教育中的评价标准。该标准指出“评价是一个系统化的多步骤过程”，“当学生参与评价活动时，他们应该从中学到一定的东西”。在评价过程中，强调评价最被重视的内容，而不是容易考核的内容；强调评价具有良好结构的知识，而不是分离的知识；强调评价科学理解力和推理能力，而不是科学知识；强调评价学生了解了什么，而不是了解学生那些不知道；强调既评价成绩，又评价学习机会，而不是只关注成绩；强调学生参与对自己和他人学习成果的评价，而不是仅由教师在期末评价。在芬兰课程等级评价中，除了可能的书面考试外，还要观察学生的学习进展以及学生的调查、研究或试验报告等。课程结束时进行关于评价的讨论，将学生的自我评价也考虑进去。第二节 我国基础物理教育课程改革与发展在建国后的五十年中，国家教育部对物理教学大纲进行了多次修订，而不同品种的物理教材更在百种以上。这些不同版本的大纲、教材都打上了当时的历史印记，也凝聚了大批教育工作者，物理学研究者的心血，这是中国教育的一笔宝贵财富。随着新世纪的来临，我们应该很好地继承和超越我国已有的基础物理教育体系，以便能接受社会发展、物理学科发展以及个人发展对基础物理教育提出的挑战。一 改革的主要历程唐果南等，课题“中学物理课程标准研制”的“我国基础物理教育现状”子课题研究报告。 1950年我国教育部印发了物理精简纲要（草案），要求理化教材应尽可能与生产建设结合起来，删除重叠和陈腐内容；酌减初高中之间不必要的重复内容，充实新的科学成就。1952年，在当时苏联物理大纲的基础上，教育部颁布了第一个中学物理教学大纲（草案）。该大纲第一次明确按照力、热、电、光、原子的体系安排物理教学内容，突出了物理教学内容的学科体系，同时确定了我国初、高中物理教学内容“呈螺旋式上升”的格局。1956年6月教育部颁布了中学物理教学大纲（修订草案）。该大纲继承了1952年大纲中原有的知识体系，重视基础、突出实验、强调理论联系实际，以社会主义思想教育学生，培养劳动品质等，第一次提出培养学生的思维能力。 1958年在“大跃进”的形势下，国务院发布了关于教育事业权限下放的规定，提出“各地根据因地制宜、因校制宜的原则，对教学大纲和教科书可以进行修订和补充，也可自编教材”。1963年，教育部总结了1958年以来教学改革的经验教训，颁布了新的教学计划（草案），并制订发布了与之相适应的全日制中学物理教学大纲（草案）。在强调传授基础知识的同时，注重这些知识在工农业生产上的应用，首次提出要培养学生的实验技能和物理计算能力。该大纲在强调学科基础知识的同时，还强调了基本技能，形成了具有我国特色的“双基”论。后来由于“文化大革命”开始，教学处于无序状态，教育开始了大倒退。 1978年，教育部颁布了全日制十年制学校中学物理教学大纲（试行草案）。这部大纲是根据中学物理学科特点、总结了建国以来的经验教训，并注意吸取国外先进经验的基础上制定的。教学目的中突出了物理教学要适应四个现代化的需要，首次强调对学生能力的培养。通过实践发现，这部大纲规定的学习份量偏重，要求偏高。1985年对该大纲的初中部分进行调整，下达了调整初中物理教学要求的意见，该调整意见是从实际出发，按初中教育的特点、规律而提出的，删去了某些偏难、次要的内容，降低了某些内容的要求，使多数学生经过努力可以达到教学要求。1986年国家颁布了义务教育法，同年12月，由国家教育委员会颁布了全日制中学物理教学大纲。该大纲体现了“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的思想；强调了教师的主导作用和学生的主体地位的关系。在教学内容上，该大纲保持了原有的物理学科知识体系，删除了一些学生接受较难的内容。该大纲是九年义务教育和新的初中教学大纲全面实施前的一份过渡性教学大纲，是当时修编教材，教育质量评估、考试的依据。 1988年原国家教委颁发了九年制义务教育全日制初级中学物理教学大纲（初审稿），该大纲强调培养学生学习的兴趣和愿望；强调联系实际；强调对能力的培养；强调关注非智力因素。1990年原国家教委配合普通高中的“两次改革”“实施会考制度”和“高中实施必修课加选修课”颁发了全日制中学物理教学大纲（修订本）。为了减轻负担，对初中物理教学要求提出修订意见，供教学参考，并对部分原要求较高的教学内容作了降低要求和限制性说明。1992年6月，原国家教委颁布了九年义务教育全日制初级中学物理教学大纲（试用），将初中物理教学摆到了为提高全民族素质服务的高度。大纲关注学生认知规律，淡化力、光、热、电体系，注重构建“先现象而后规律，先具体后抽象、先宏观后微观、先部份后整体”基本体系，以期综合培养学生素质。大纲将学生对初中物理的认识划分为知道、理解、掌握三个层次，而对实验技能提出用“会”来要求。该大纲强调知识的应用；强调对学生能力培养；强调关注非智力因素；强调思想品德教育。二 继承与改革纵观我国初中物理大纲的发展历程，大致经历了全面学习苏联时期、探索与徘徊时期、拨乱反正时期以及实现素质教育时期。从大纲的发展变化可见，中学物理教学的目的逐渐向强调知识应用、突出能力培养、关注非智力因素等方向发展；教学内容的选取逐渐有了确定的选择原则，逐步注意到知识在科学技术、日常生活中的应用；教学要求逐渐明确、具体、层次分明，增加了弹性，从一纲一本的模式朝着一纲多本的方向发展。不容置疑，我国基础物理教育为物理科学的发展，为生产和生活实践，为我国的强盛不衰作出了卓越贡献。但是，由于各种原因，诸如受传统观念的束缚，受高考指挥棒的影响等等，我国的基础物理教育还需进一步改革，以便适应时代发展，学生发展以及物理学科发展等的需求。根据有关调查 对全国9个省市城镇和农村16000名学生，2000校长、教师和全国政协、教科文卫委大部分委员，就1993年九年义务教育课程实施状况进行了问卷、调查访谈。可知，我国的基础教育在学生身上体现得最好的教育目标是知识与技能；在教材中反映最好的也是知识与技能；教师之间谈论最多仍然是知识与技能；学生被动接受式学习的比例随着年级的增长而增加；在城市小学和农村初中经常公布成绩的比例为60%左右，在城市初中经常公布成绩的比例已达到75%左右；而对于公布考试结果以及对考试结果排名次的做法，有70%的初中生和小学生紧张、或害怕等等。由此可见，我国的基础教育更多关注的仍然仅是知识与技能，对其他的培养目标重视不够。无疑，基础物理教育的目的不仅仅是要求学生知道一些物理知识，会做一些物理实验，能解一些物理习题，因为随着时代的发展，知识是学不完的，实验也是做不完的，题目更是解不完的。基础物理教育更应该关注学生学习能力的培养，科学态度、科学精神以及正确价值观的养成。正如2001年教育部颁发的“基础教育课程改革纲要（试行）” 教育部文件，教基【2001】17号，基础教育课程改革纲要（试行）。所指出的那样，基础教育课程改革的具体目标是“改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成价值观的过程”。“改变课程内容难、繁、偏、旧和过于注重书本知识的现状，加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能”。“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流于合作的能力”。“改变课程评价过分强调甄别于选拔的功能，发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能”。第三节 中学生物理学习心理研究郑渊芳等，课题“中学物理课程标准研制”的“学生学习物理的心理研究”子课题研究报告。一 认知能力发展对物理学习的影响根据J. piaget的认知发展阶段理论，小学阶段的学生主要以“具体运算”为主，经历由“具体运算”向“形式运算”的过渡。初中学生已处于“形式运算”为主的阶段（1215岁）。这个阶段的主要思维特点是在头脑中可以把事物的形式和内容分开，可以离开具体事物，根据假设事件进行逻辑推演，能运用形式运算来解决诸如组合、包含、比例、排除、概率及因素分析等逻辑课题。尽管初中阶段的学生已开始以抽象逻辑思维为主要形式，但水平还较低，处于从经验型向理论型的过渡时期 林崇德，发展心理学，人民教育出版社,1995年11月版。并且后来大量研究证明 Piaget & Inhelder,1969, The Psychology of the Child. New York: Basic Books. Good, 1977,How Children Learn Science, New York: MacMillan. Lawson,1985, A review of research on formal reasoning and science teaching. Journal of Research in Science Teaching. 22 ,pp.569-618.：学生达到形式运算阶段的年龄并不象Piaget认为的那么早，大多数9年级的学生多属于具体运算思维或正从具体运算思维向形式运算思维过渡，这样，物理课程中技能和知识内容的选择顺序就应该考虑这种发展性层级，特别是在课程的开始和结束部分 Baker,D. & Pibum,M., 1991,Process skills acquisition, cognitive growth, and attitude change of ninth grade students in a scientific literacy course, Journal of Research in Science Teaching. 28(5)pp.423-436.。认知能力的发展并非是线性的。有研究发现 Yong-Ju Kwon, Anton E. Lawson, (2000). Linking Brain Growth With the Development of scientific Reasoning Ability and conceptual change during Adolescence. Journal of Research in Science Teaching. 37(1)pp.44-62.，“大脑前额叶”的发育成熟与学生的“假设演绎推理能力”和“概念转变的能力”之间有显著的相关性。大脑前额叶的发育在13-14岁（大约在初中二，三年级）呈现出暂时的高原期（即发育的相对停滞甚至有所下降的时期）和其后15-16岁的飞速发展期。经过这样的发展，到高中阶段，学生的抑制能力、计划能力、分离能力、科学推理能力、概念转变能力都有显著提高。全国青少年心理研究协作组对我国二十三省市的数万名在校青少年的思维发展进行了研究，该研究全国青少年心理研究协作组，我国在校青少年思维发展研究，心理学报,1985年第3期结果显示，在校青少年思维发展的年龄特点的总趋势是：形式逻辑思维在初一开始发展，高二趋基本成熟。抓住这个关键期，就能促进思维能力的发展。所以，对于刚开始学习物理的初中学生来说，虽然抽象逻辑思维在个体的智力发展中开始占优势，但在很大程度上，这时的逻辑思维还需要经验支持，因此最好从学生身边的现象引入概念，逐步让学生理解和应用科学概念。鉴于此，初中的物理课程，应在小学开展的一些基于现象的探究活动的基础上，开展教师指导程度不同的具有一定的认知能力要求的探究活动，这有助于逐步促进学生认知能力和科学探究能力的进一步发展。而在高中阶段，学生就可以进行独立的探究活动，可以进行自主的研究性学习了。二 情感因素对物理学习的影响从后儿童期（6-13岁）过渡到青年期（13-20岁）的中学生，自身的独立意识开始觉醒，喜欢按自己的意识办事，不愿意接受别人的摆布李亚，2001，http:/www.learningchina.com/management/mgcontent.asp?key=sMB004。处于青年初期的初中学生又具有自我意识强而不稳的特点，虽然独立欲望增强，对事物能做出自己的判断和见解，但对自我的认识和评价过高或过低，常被一些矛盾所困扰，同时兴趣爱好日益广泛，求知欲与好奇心强烈，对学习和科技活动有极大的兴趣和爱好。这时候，影响学生物理学科或其它理科的学习的因素主要有：自我概念、成就动机、直觉能力、兴趣态度、对学科的先验态度、价值观念以及父母的态度等。目前研究最多的是对学科学习的态度、兴趣和动机对学习效果的影响。有研究指出 Ajzen, I., & Fishbein, M.(1980). Understanding attitudes and predicting social behavior. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.，社会影响和个人态度是决定个人行为的两大因素，如果对科学缺乏个人兴趣，再加上周围缺乏兴趣的同伴们的影响，这种态度会得到进一步的强化。有研究者 Eichinger,J.(1992).College Science Majors Perceptions of Secondary School Science: An Exploratory Investigation. Journal of Educational Psychology. 29(6) pp.601-610.让理科大学生和没上大学的青年追忆初中和高中时对科学课程的感知、理解，其中有结果表明，学生喜欢的教师人格特征为：热情、知识丰富、友好、富有启发、有趣；喜欢的教学方法为：实验、教师演示、投影、视听材料；不喜欢的方法,但却是回忆最多的是：测验、讲授、教材。尽管大多数学生认识到了科学的重要性，并且在教育过程中对科学教师也获得了高度的敬佩，但学生在课堂上的许多经历并没有培养其科学的兴趣。NAEP研究表明 Yager,R.E. & Krajcik, J.S.(1989),Success of students in a college physics course with and without experiencing a high school course, Journal of research in science teaching, Vol.26.NO.7,pp599-608.，似乎刚开始的初中学生对科学还蛮有兴趣，但随着学习进程的继续，这种兴趣逐渐减弱；许多学生由于无意义的记忆，感觉沉闷乏味，只有极少数学生在课堂上有动手的机会。如果没有象科学家那样实际“去做”的经历，要真正理解科学内容是非常难的。有研究证明 Baldwin,T.O., & Bodeker, R.R.1975.Nonscience student attitudes toward science, physics, and two introductory science courses. Journal of College Science Teaching,4(1),179-182. Feller, W.O., (1972). The change in attitudes toward science upon completion of a one semester general education physical science course at the junior college level(Ph.D. dissertation, University of Northern Colorado).Dissertation Abstract International,33,1038A.，对科学的态度随着科学内容的呈现方式而变化。尽管许多国家都十分强调科学过程和科学探究的重要性 ，但对中学教材中探究活动如何呈现、探究的程度如何还在讨论之中。有研究发现 Pizzini, E., Shepardson, D. & Abell, S. (1991), The inquiry level of junior high activities: implications to science teaching. Journal of Educational Psychology.28(2) pp.111-121，在出版的教材和教学辅助材料中，探究活动的呈现方式大多是结构性的和验证性的，而指导性或开放式的探究活动不多。如果要让学生学习、理解科学的本质，那么开放性的探究是不可缺少的一部分。科学只有与情感相交融，吸引人心，激发想象，才不会象一堆死的无机物质 Cosnpbell, P. (1998). Using stories to enrich the physics curriculum. Physics Education, 33(6), 356-359.第四节 时代发展对基础物理教育的需求一 社会发展新需求随着21世纪的到来，人类社会已跨入了知识经济的时代，科学技术及其教育在社会发展中的地位日益增强。在人类文明的长河中，科学技术发挥了关键性的作用。例如，信息技术的应用，使人类从物质时代向数码时代迈进。当物质世界的一切都能通过智能工具，转化成为一种全新的、非物质的、数字化的编码系列的形态之际，人类生活、生产以及精神发展等都将受到前所未有的巨大冲击。当然数码时代的来临给物理教育带来的冲击也是巨大的、深刻的、全方位的。如，数码时代的来临将导致产业结构变革，而这一变革将使物理知识转化为现实生产力的要求发生变化；数码时代的物理教学方式将发生变化，如出现网络学校、多媒体教学等等：数码时代学习物理的主体（学生）变了，出现了随着计算机以及网络文化长大的新一代；数码时代对全体公民的人文素质与科学素质的要求变了。另外，近年来物理学在航天技术、核技术、激光技术、纳米技术以及超导研究等方面有了突破性的进展，这些进展象信息技术一样皆对社会产生了相当的影响，同时也对基础物理教育提出了新的要求。二 学生发展新需求国际科学教育的发展大体可分为三个阶段。从远古到夸美纽斯、卢梭所处的时代为第一阶段，重在自然事实的教育；从工业革命到20世纪中后叶为第二阶段，重在学科知识的教育；从本世纪80年代开始，进入到第三阶段，即从“掌握科学”到“理解科学”的教育阶段，其基本特征是以教会学生理解科学、善待科学、保持人与自然的和谐共处为主要目的。 “理解科学”代表了新科学教育的理想和目标，它不仅指理解科学知识和科学方法，而且还指理解科学的本质与社会效应。从学生发展看，科学教育的目标应强调对学生科学素养的培养；促进学生有意识地学习科学，理解科学；培养学生适应能力、解决问题能力、运用科学进行决策的能力等等。目前建构主义作为一种新的认知理论已成为国际科学教育改革的主流理论。建构主义强调学习的自主性、社会性、情境性，由此生发出探究学习和合作学习等现代学习方式。建构式的科学教育更加强调的是探究问题，而不仅仅是了解问题的答案；是批判性思维，而不仅仅是记忆；是在情境中理解，而不仅仅是获得一点信息；是促进学生合作学习、互动和分享思想和信息，而不是无益的竞争 丁邦平“建构主义与面向21世纪的科学教育改革”比较教育研究2001年第1期。为了培养学生的科学素养，国际科学教育倡导“探究学习”和“合作学习”，即从“记忆的理科”转向“探究的理科”，从“单向教学”转向“合作学习”。根据有关调研可知何润伟等，课题“中学物理课程标准研制”的“时代发展对基础物理教育的需求”子课题研究报告，多数中学生希望自己的科学素养能得到培养；能为终身学习打下基础；能发展自己的批判性、创造性思维能力以及科学探索的精神；具有信息的收集传递和处理能力、有效地表达和交流能力以及应变和适应能力等。学生们希望通过学习基础物理课程，学习必备的物理基础知识和掌握公民必备的通用技能；学习并认识物理学的基本思想、观点和方法；关注并科学地判断科技和社会发展中的问题。因此，基础物理课程的设置应该顺应时代的潮流，注重人的发展，满足社会、学科及个人的发展需求。第二章 物理课程标准研制的基本思路第一节 课程基本理念及课程目标一 义务教育阶段物理教育目的定位教育的目的是什么？这个问题自然会引起教育家、教师以及社会有关人士的兴趣，因为他们必须依据广泛的目的来详细制订教学大纲和教学方法。教育是侧重于追求知识掌握及技能的训练？还是以学生利益为中心，更多地考虑学生的发展？或者以社会发展的需求为主，培养适应不同行业需要的公民？实际上应该是这三者的有机结合。基础物理教育的目的是什么呢？是学习尽可能多的物理知识？是掌握尽可能多的实验操作技能？还是解尽可能多的物理题目？尽管这些并不构成基础物理教育的主要的目的，但是当前的应试教育体制却驱使教师、家长、学生等把物理教育的目的主要局限在以上三个方面，而这种偏激教学行为则受制于考上好大学，找份好职业等功利动机。这样的基础物理教育目的定位自然便带来系列弊病。在新一轮的课程改革中，义务教育阶段的物理教育目的是培养全体学生的科学素养。这基础物理教不是面向少数学生的精英教育，而是面向全体学生的大众教育，无论其年龄、性别、民族、文化和社会背景等有什么差异，都应该有机会接受基本的科学素质教育。并且应该是全面的科学教育，使学生在科学知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观等方面得到全面的教育。二 课程基本理念国际国内教育改革的实践，是新的课程理念和思想产生的土壤。在对基础教育进行国际比较的基础上，结合我国课程改革的需要，依据义务教育阶段物理教育的目的定位，形成了物理课程改革的基本理念。理念一：注重全体学生的发展，改变学科本位的观念中华人民共和国教育部，全日制义务教育物理课程标准，北京师范大学出版社，2001.7，第1版，第2页。义务教育阶段的物理目的是培养全体学生的科学素养，而非精英教育，或职业教育，所以该阶段基础物理课程应该满足所有学生发展的需要，提升我国公民的科学素质。同时课程的设置应主要以学生的发展为主，而非学科体系自身的完备。从国际科学教育的改革历程可知，过分强调学科中心或学科本位，将课程设置的重点放在学科的完善上，很容易导致学习内容难、繁、偏、旧等，并且物理教学也容易侧重于知识的灌输，这无疑会影响学生学习物理的兴趣，对物理产生畏难情绪。因此在课程设置时，还将更多地关注学生的发展需求，适应学生的认知特点等。理念二：从生活走向物理，从物理走向社会中华人民共和国教育部，全日制义务教育物理课程标准，北京师范大学出版社，2001.7，第1版，第2页。物理学研究的是自然界最基本的运动规律，而自然界中的物理现象蕴藏着无穷奥秘，认识主体在探索物理现象的过程应充满乐趣，这两方面的客观存在与结合是建构初中物理课程的关键，也是物理课程设计的起点。自然界的神奇现象震撼人心，生活中的物理现象妙趣横生，初中物理课程是学生在综合科学课程的基础上第一次学习物理分科课程，因此，该课程的设置应贴近学生的生活，让学生从身边熟悉的生活现象中去探究并认识物理规律，同时还应将学生认识到的物理知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来，让他们体会到物理在生活与生产中的实际应用。这不仅可以增加学生学习物理的乐趣，而且还将培养学生良好的思维习惯和科学探究的能力。而从书本到书本似的学习，让学生直接、被动地接受前人留下的知识，学生很难意识到学习这些知识的真正的意义所在，他们的学习便不是自己去发现意义，而是老师的灌输。这可能会影响学生终身的探索兴趣，阻碍学生探究能力的形成。理念三：注重科学探究，提倡学习方式多样化中华人民共和国教育部，全日制义务教育物理课程标准，北京师范大学出版社，2001.7，第1版，第2页。成功的科学教育要使学生既能学到科学概念又能发展科学思维能力。科学课堂中有效的学习要依靠多种不同的教学方法。已有证据证明美国家科学基金会教育与人力资源部，中小学教育及校外教育处，罗星凯等翻译，科学探究思想、观点与策略（待出版），探究式学习方法是学习科学的一个强有力的工具，能在课堂上保持学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲。由前面的基础物理教育的目的定位可知，物理学习的主要目的不仅仅是学习物理知识，更重要是让学生通过学习物理知识，学会学习，学会探究，养成正确的价值观。学生在探究性学习中不仅能产生浓厚的学习兴趣，而且还能感受到自己失败与错误，通过纠正错误，逐步走向正确，真正体会到成功的喜悦。意义不能给予，只能发现，富有探索性的物理学习实践是发现物理现象背后意义的关键，亦是物理素养形成的过程。21世纪学生应具备的物理学素养必须通过每个学生自己的发现意义过程来形成。当然，科学探究不是唯一的课堂教学方式，教师可根据具体内容灵活地选用不同的教学方式。理念四：注意学科渗透，关心科技发展中华人民共和国教育部，全日制义务教育物理课程标准，北京师范大学出版社，2001.7，第1版，第3页。在近代科学诞生之前，人们看待周围的事物，多以感性直观的方式认识世界，并由此对认识的对象和知识进行分类。这可以说是人类认识世界的最本质起点。随着认识的深入，在像近代科学诞生那样的特定历史阶段，由于认识发展的需要，愈加深化细分的研究方式成为主流，人类关于周围世界的知识被分成不同的学科。这种人为的划分具有更方便地描述事物不同类别的性质的优点，但也丧失了对于自然界的整体把握。然而，近代科学的进一步发展，特别是本世纪以来的科学进步，逐步揭示物质的不同存在形式和运动形式之间存在着内在的本质联系，发现了原来被分割开的各门学科之间的联系和共性，以及各门学科所共有的最基本、最本质的概念。在这种综合中，自然界的本质进一步得以显示。因此为了培养符合时代发展需要的理想人才，为了使学生全面发展，需要让学生整体地了解科学的发展以及与社会科学的相互渗透等。科学技术的发展为人类带来了福音，但同时也带来了一些负面的影响。传统科学教育中强调科学的万能，神圣以及不可磨灭的功绩。然而，也是由于对科学技术的应用欠缺深思熟虑，我们的星球正面临着像如放射性污染、温室效应、人口膨胀、自然资源枯竭等等问题。面对这些问题，人类开始客观地评价科学和技术的发展，理智地思考科学技术的社会功能，而肩负培养学生科学观的科学教育应注重及时反映科学技术发展状况及其对人类文明的影响，让学生认识科学技术整体的社会功能及必要的社会控制策略。理念五：构建新的评价体系中华人民共和国教育部，全日制义务教育物理课程标准，北京师范大学出版社，2001.7，第1版，第3页。我国以往的评价在评价内容上过多地倚重学科知识，特别是课本上的知识，忽视对解决实际问题的能力、创新能力、实践或动手能力、良好的心理素质与科学精神、积极的学习情绪等方面综合素质的评定；有关评价指标单一，重在评价共性与一般趋势，忽视了个体之间的差异性；而评价主体仍以教师为主，虽然有一些学生自我评价，但总的来说学生还是处于消极的被评价地位；评价结果则过分强调终结性评价结论，而忽视各个时期个体的进步状况，因此不能起到促进发展的作用；评价方式与方法还是注重“量化”，而忽视“质性”评价；评价手段多采用传统的纸笔方式，缺少体现最新评价思想的技术与方法；评价实施过程显得封闭、静态，缺乏灵活性与动态性。因此在新一轮课程改革中，必须构建与新课程改革理念相适应的评价体系，以便实现基础物理课程的课程目标。三 物理课程目标根据义务教育阶段物理教育的目的定位，在物理课程基本理念的基础上，制定了物理课程的三维培养目标：“知识与技能”，“过程与方法”，“情感态度与价值观”。就对科学素质的理解而言，这三个维度的内容囊括了科学素养的基本内涵，并有所深化和发展。另外，就世界科学课程改革的趋势来看，物理课程的培养目标几乎都涵盖了“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面的内容。并且，教育部颁发的基础教育课程改革纲要（试行） 教育部文件，基础教育课程改革纲要（试行），教基200117号明确指出，基础教育课程改革应“强调形成积极主动的学习态度，使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程”；“加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能”；“倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流于合作的能力”。因此，基础物理课程应从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面体现教育功能。在“知识与技能”维度，制定了六条目标中华人民共和国教育部，全日制义务教育物理课程标准，北京师范大学出版社，2001.7，第1版，第6页。第一、二、三条目标是关于对学生掌握物质、运动与相互作用、能量等物理知识的要求，第四条目标是关于渗透STS观念的要求，第五、六条目标则是关于物理技能方面的要求。在“过程与方法”维度，制定了六条目标中华人民共和国教育部，全日制义务教育物理课程标准，北京师范大学出版社，2001.7，第1版，第7页。它们分别是关于在科学探究过程中，对观察能力、提出问题能力、信息收集能力、信息处理能力、