中学物理教学的目的和要求

第一章中学物理教学的目的和要求

任何一项工作都要有明确的目的和任务，否则工作将是盲目的。同样，从事物理教学工作，首先应该明确它的目的、要求，它既是物理教学的出发点，又是物理教学的归宿。这章我们就讨论一下中学物理教学的目的和要求。主要内容有：

§1.1、中学物理教学的目的和任务

§1.2、物理课程与课程标准

§1.3、物理教材

§1.1、中学物理教学的目的和任务

一、中学物理教学的目的和任务的确定不是任意的，是有一定依据的，其依据主要是三方面：（一）中学教育的性质和任务（社会需求、人的发展要求的反映）

首先，它必须服从于中学教育的性质和任务，因为局部的、下位的目的任务的确定应该服从上位的、整体的性质和任务。中学教育的性质和任务概括地讲：

性质：基础教育，不是升学教育，不是选拔教育，也不是职业教育；

目的：学生的全面发展，提高全民族的文化素质，是“素质教育”。

这里的“素质”主要包括：

“思想道德素质”：爱国、集体主义、公共道德、诚实、有责任感；

“科学文化素质”：有知识、智能发展好、学会探究、科学态度、科学精神；

“身体心理素质”：身体健康、心理健康；

“劳动技能素质”：正确的劳动观点、良好的劳动习惯。

根据“素质教育”这个总目标，任何学科的教学目的和任务的确定，都要以“学生的全面发展”，提高人的“素质”为前提。当然，不同的学科有自己的侧重。物理学科教学更多的是侧重于提高学生的“科学文化素养”。

理解这个“前提”很重要，它可以让我们比较全面地理解中学物理教学的目的和任务。比如，这三十多年来，我们对中学物理教学的目的和任务的确定和理解经历了“传授知识发展智力——教给方法学会探究——科学本质科学精神”的发展。就是在这个前提指导下。这三种教学目标不仅说明教学要求的提高和全面，更深层次讲是教学价值取向的不同。

“传授知识，发展智力”的教学目标是“结果”取向的；“教给方法，学会探究”的教学目标是“工具”取向的；“理解科学本质，培养科学精神”的教学目标是“科学文化”取向的。一个人如果有了丰富的科学知识和掌握了一定的科学方法，那么这个人一定是一个很不错的人；是一个理性的人；是一个严谨的逻辑严密的人；一个会探究的人。但是，如果他不了解科学的本质，没有科学精神，那么他很可能是个非常机械的人，只讲理性、迷信权威，不敢质疑，甚至可能会以一种迷信的态度对待科学，养成人云亦云的不良习惯。这是有科学知识，但没有科学文化的表现。

例如：杨振宁先生对中国留学生的评价：普遍讲起来，中国留学生兴趣比较窄，胆子比较小（《读者》2000，18，36），所谓胆子小，是指对权威性的东西不敢挑战，对一些有“正确答案”的观点不敢质疑，生怕自己错。这就是对权威的迷信。而美国学生就不同，他们兴趣比较广泛，想什么，问什么，不怕权威，比较自信。这也反映了对科学的两种不同的态度。

总之，中学物理教学目的任务的确定、理解要以提高人的科学文化素质为前提，而科学文化素质的提高就不仅仅是教给多少知识，它还包括科学方法、科学态度、科学精神等等。

（二）理科学的基本特点

物理教学的主要内容是物理学，所以物理学科的特点应该是确定物理教学目标的依据之一。物理学有那些特点？

1、物理学以实验为基础

从物理学发展来看，物理学中重要的理论的形成、发展都离不开物理实验，新的规律、原理的检验也离不开物理实验。例如

牛顿经典力学：伽利略的斜面实验、落体实验、弟谷开普勒的天文观测；

麦克斯韦电磁场理论：库仑、奥斯特、法拉弟等人实验；

量子力学：黑体辐射、光电效应。

2、物理学有自己独特的研究方式和研究规范

伽利略：观察——假说——推理——验证——理论（修正）

从认识论角度讲，这是“逻辑实证主义”的科学方法论，例如：“惯性”的发现。观察物体运动——提出如果没有磨擦，物体将保持运动假设——推理匀速行驶的船中抛出的物体将落回原地——验证——理论。爱因斯坦曾高度评价：“伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。这种思维模式至今都被科学教育人微言轻培养学生思维能力的典范。然而，随着科学哲学的研究的深入和科学社会学的研究，这种思维模式也受到挑战。

3、以数学为工具的定量科学

一门学科要精确、严密的话，就必须定量研究，是量化是一门学科成熟的标志之一，这样可以避免歧意。

4、物理学是应用十分广泛的基础科学：科学与技术的发展；生产力的解放与发展；社会的发展；生活质量的提高，等等。都离不开物理学发展。赵凯华《物理学照亮世界》北京大学出版社。赵峥《物理学与人类文明十六讲》高等教育出版社

（三）学生身心发展的特点

物理教学的主体是中学生，因此物理教学目的的确定还必须适应中学生的发展特点，包括他们的智力因素与非智力因素的发展情况，其中比较重要的是他们的兴趣、情感、价值观和思维发展特点。

感知：感知觉是一切物理知识源泉；

记忆：机械记忆——意义记忆；

思维发展：经验思维——理论思维；

形象思维——抽象逻辑思维；

兴趣发展特点：直接兴趣——间接兴趣

（四）综上，综合以上三方面的依据，中学物理教学的目的是：教授基础知识及其实际应用，培养学生的（科学探究）能力，激发学习兴趣，树立高尚品德（情感、态度和价值观）。也就是提高中学生的“科学素养”。

（五）关于什么是“科学素养”没有统一的观点

1、美国国际科学素养促进中心主任米勒（https://www.360docs.net/doc/8919128509.html,ler）教授提出了科学素养“三维模型”

（1）对科学技术术语和概念（既科学知识）达到基本了解；

（2）对科学的研究过程和方法（即科学的本质）达到基本了解；

（3）对科学的社会影响达到基本了解；

2、1966年，美国学者Pella等人从1946——1966年间出版的100种报刊文章中提取各种与科学素养有关主题的出现频率，认为一个具有科学素养的人应该了解以下六个方面的内容：

（1）概念性知识——构成科学的概念、概念体系或观念；

（2）科学的理智——科学研究的方法论；

（3）科学的伦理——科学所具有的价值标准，既科学研究中科学家的行为规范；又称科学态度或科学精神；

（4）科学与技术——科学与技术之间的关系及差异；

（5）科学与人文——科学与哲学、文学、艺术、宗教等文化要素的关系；（6）科学与社会——科学与政治、经济、产业等社会诸方面的关系；

3、我国学者从科学与技术、文化、社会关系的视角提出科学素养应包含：（1）从事科学探究活动的能力，如观察、想象、理解、思维、实验、用科学知识解决实际问题能力；

（2）科学观的形成，包括科学的自然观、世界观、价值观和审美观；

（3）科学知识的积累和技能的训练；

（4）科学方法的形成和掌握；

（5）科学认识与实践中形成的科学精神气质，如兴趣、情感、意志、作风等非智力因素；

（6）科学与技术的相互作用；

（7）科学与技术的相互事融合；

（8）科学与社会大自然等的协调；

4、反映到中学物理课程标准中：

（1）知识与技能；

（2）过程与方法；

（3）情感、态度与价值观

二、中学物理教学目的

可概括为：教授基础知识；培养学生能力；激发学习兴趣；培养高尚品德。具体到新的高中物理课程课程标准中，简称为“三维目标”：

（1）知识与技能；

（2）过程与方法；

（3）情感、态度与价值观。

这三个目标目相互支持，构成物理教学的统一整体，构成了高中学生应该具备的“科学素养”

（一）知识与技能：

1、该目标规定了学生通过物理学习，对物理知识和技能的掌握程度，是对学生学习结果的最低要求。“知识与技能”目标有四条：

（1）学习物理学的基础知识，了解物质结构、相互作用和运动的一些基本概念和规律，了解物理学的基本观点和思想。

（2）认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成一些物理实验。

（3）初步了解物理学的发展历程，关注科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对经济、社会发展的影响。

（4）关注物理学与其他学科之间的联系，知道一些与物理学相关的应用领域，能尝试运用有关的物理知识与技能解释一些自然现象和生活中的问题。

可见，物理知识与技能的学习不仅包括概念和规律及其运用、物理实验的技能，还包括（1）“物理学的基本观点和思想”。（经典物理的基本思想是什么？世界由物质组成，物质是可分的；自然界的运行是有规律的，这些规律是可知的；规律是普遍适用的，地面的规律也适用于天体；科学探究是有方法的，观察与实验是证明规律正确性的途径；科学是理性的，它拒绝一切非理性的东西）；（2）物理学发展的历史性知识。（3）科学、技术与社会的关系。

1、能说出加速度的定义。

2、知道加速度是描述什么物理现象的什么物理属性。

3、能解释加速度是如何描述物体速度变化快慢的。

4、对给出的加速度值能解释它的物理意义。

5、知道加速度的国际单位和计算公式。

6、会运用加速度的计算公式预测一段时间后物体的即时速度。

7、能理解加速度定义的方法。

举例：力的合成规律的“知识与技能”教学目标：

1、能说出力合成的“平等四边形法则”的含义；

2、会运用“平等四边形法则”求两个分力的合力；

3、能区分矢量求合与标量求合方法的不同；

4、能理解力的合成规律的探究过程

（二）过程与方法

我们知道，当前是知识经济时代，它有两个特点，一个是知识更新的周期日益加快（80年代美国通过对大学调查发现，大学教育给美国人的知识只占一生所需知识的20%）；另一个是新科学成果转化为生产力的周期缩短（蒸汽机应用周期80年；电动机应用周期65年；晶体管3年；激光几个月）。因此，传统的“幼而学，壮而用”的学习观、教学观已经不适应当今知识社会对教育的需要了，现在提倡的是终生学习，学校教育要培养学生终生学习的能力。这些能力包括：科学探究能力（观察—假设—验证）；思维能力；分析与解决实际问题的能力；创造能力。这些能力是要让学生在经历和体验科学过程中，掌握科学方法才能发展，所以物理课程标准把“过程与方法”作为物理教学中培养学生科学素养的重要内容。

1、“过程与方法”的教学目标具体为：

（1）经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

（2）通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。

（3）能计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，有一定自主学习的能力。

（4）参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。

（5）具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力、分析解决问题能力和交流合作能力。

这五条目标强调了经历探究过程，了解物理学研究方法的意义。

1、经历“力的合成”探究过程，体验探究与发现物理规律的科学过程；

2、尝试从生活中提出物理问题的过程；

3、尝试通过实验、观察、思考提出解决问题的假设和假设验证的过程；

4、领略科学探究过程构成的基本要素，掌握科学探的基本方法；

5、养成与同学合作与交流的习惯，认识交流与合作的重要性

（三）情感、态度与价值观

1、“情感态度与价值观”目标也是物理教学的重要目标，甚至是比知识与技能，过程与方法更重要，因为这个目标的提出不仅要求物理教学在理智上、在认知上让学生接受物理知识和技能；掌握物理方法。而且要求学生在情感、态度和价值观上对物理学有心理上的认同。也就是要形成对物理科学的学习热情、积极主动的学习态度，从而让学生在学习中构成包括情感因素在内的完整的心理结

构。但是，情感因素的教育是很复杂的，而且是长期的，所以它既是物理教育的重要目标，也是物理教育的难点。

2、“情感态度与价值观”目标共有六条：

（1）能领略自然界的奇妙与和谐，保持好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

（2）有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

（3）具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，具有判断大众传媒有关信息是否科学可靠的意识。

（4）有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

（5）了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。

（6）关心国内外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。

这六条目标分别对学习兴趣、科学精神、科学探究的勇气、合作与交流、科学技术与社会的观念、责任感和使命感的培养提出了具体要求。

举例：力的合成规律的“情感态度与价值观”教学目标

1、在经历“力的合成”探究的过程中，体会科学探索的艰辛与喜悦；

2、养成不怕困难、勇于探索、实事求是的科学态度与科学精神；

3、养成主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望；

在中学物理实际教学过程中，任何一节课、一个单元的教学，都会涉及“三维目标”的实现。所以一般中学物理教学设计在确定教学目标时，这三个方面的教学目标都要制订。

另外，虽然中学物理教学目标可以从三个维度分开陈述，但在实际教学过程中它们是紧密联系在一起的，例如，“质点”本身是一个概念，是“知识与技能”目标，但理解了“质点”概念也就涉及“体会”科学研究中理想化模型的方法；这就涉及“过程与方法”目标。所以“知识与技能”和“过程与方法”目标往往是结合在一起的；再例如，教学目标“收集资料，了解电磁感应定律的发现过程，知道电磁感应定律。列举电磁感应现象在日常生活和生产中的应用。”就是“知识与技能”、“情感态度与价值观”的综合陈述。

§1.2、物理课程与课程标准

一、物理课程

（一）什么是物理课程？教材上的界定是“物理课程是按教学目的（或目标）、要求，以及学生的认识规律，有计划地选取物理科学内容，并将其改造成为学校的一门课程”。这个定义是一种“循环”定义。也许是编者的无奈之举。因为在教育学中“课程”这个概念没有一个统一的为大家公认的定义。例如，《国际教育百科全书》就例举了九种课程的定义（课程论研究二十年 P5）。

例如：（1）课程即教学科目；

（2）课程是学校为学生进行教育而设计和组织的一切活动的总和；

（3）课程是学习者在学校环境中所获得的全部经验。

可见，“课程”概念非常复杂。我们把物理课程狭义地理解为教学科目。

物理课程：物理课程是按教学目的（或目标）、要求，以及学生的认识规律，有计划地选取物理科学内容，并将其改造而成的教学科目。

（二）制订物理课程的基本原则：制订中学物理课程（课程标准的制订，课程内容的选取），不是随意的，而应该根据学校的性质、任务；物理科学的内容、特点、方法；中学生的年龄、心理特征；社会需求以及教学设备条件来进行。因此，物理课程的制订应该遵循以下基本原则：

1、体现物理学的基本内容、思想和方法：物理学是一门实验科学；是一门具有严密逻辑体系的定量科学；是一门带有方法论性质的科学；是应用及其广泛的科学。这些特点对于培养学生的科学观点、科学态度、科学精神都有极为重要的作用。这些都应该在物理课程中有所体现。发挥它的教育功能。

2、符合学校的性质和任务，适应社会的需要：中学教育的性质是素质教育，是基础教育；教育的任务是提高中学生的科学文化素养。这任务是当今社会的需求，也受当今社会的制约。其实社会不仅从它的需要影响学校的课程设置；而且从它所提供的条件制约学校课程的选择。例如，文化大革命期间是不可能学习基础物理内容的；因为那个时代的社会条件不允许学习这些内容。而当今社会没有这些知识就不可能成为合格的现代社会的公民。

3、适合学生身心发展特点，符合大多数学生可接受的限度：中学阶段的学生有自己的身体和心理发展特点，思维、兴趣都有自己的发展特点。因此，课程内容选择的要求、深度、广度和结构必须适合中学生的特点。既不能超出中学生的可以接受的限度；又要能够促进他们的智力、体力和情感的发展。这就是要将课程目标定在“最近发展区”。

4、适应不同地区基础教育发展不平衡的实际情况：我们国家很大，各地区的经济、文化发展很不平衡。因此物理课程实施的条件，如师资水平、实验设备、课程资源都很不相同（周俊敏滕桥中学挂职的体会）。在这种情况下，物理课程的制订既要坚持培养的最基本的统一标准；又要因地制宜，留有余地。当前新课程中的“三级课程管理”就是为了适应不同地区基础教育发展不平衡而进行的教育改革方式。

（三）高中物理课程的基本理念：

1、在课程目标上注重提高全体学生的科学素养

2、在课程结构上重视基础，体现课程的选择性

3、在课程内容上体现时代性、基础性和选择性

4、在课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化

5、在课程评价上强调更新观念，促进学生发展

二、物理课程标准

（一）什么是课程标准？所谓课程标准是国家规定的某一学科的课程性质、课程目标、内容目标、实施建议的教学指导性文件。可以说是这门课程的教学法律。

（二）高中物理课程标准解读

1、高中物理课程的性质：准定向性

我们知道，我国已经实施了九年义务教育，它的教育目的是保证学生将来作为一个公民所必须的最基础的科学素养。因此，义务教育具有典型的基础性和不定向性。而高等专业教育是直接为社会各待业培养不同层次的人才。所以具有明确的定向性。而高中阶段的教育具有准定向性，之所以这么认为，首先，16-18岁的青少年已经形成了初步的能力倾向；具有一定的职业选择能力和条件；或者一定的职业倾向和就业意识。其二，就我国目前的经济和教育发展而言，高中毕业生中大约只有25%的人能升入大学；75%的毕业生将不得不进入社会就业。因此高中物理课程就不能不考虑不同学生的各种需求，况且社会对人才的需求也是多样化、多层次的。不能搞一刀切，一种课程，一种教材。也就是既要考虑最基本的标准，又要考虑不同个性的需求。这才是符合人性化的教育。但是现在过于注重升学教育。

2、高中物理课程目标：知识与技能；过程与方法；情感、态度与价值观。

（1）解读“知识与技能”目标具体化（高中物理课程标准P9）。第一条是知识要求；第二条是实验技能要求；第三、四条是渗透物理科学发展的历史，了解科学·技术·社会（STS）的关系。

（2）解读“过程与方法”目标具体化（高中物理课程标准P9-P10）。第一、二条是学会探究方法的要求，要求将概念、规律的学习作为探究的结果；第三、四条是培养学生自主学习能力的要求；第五条是培养收集信息、处理信息的能力，交流与合作，信息共享的能力。

（3）解读“情感、态度与价值观”目标具体化（高中物理课程标准P10）。第一条是关于学生探索天性的激发与培养；第二条是探究意识与科学实践精神的培养；第三条是关于科学精神和独立判断意识的培养；第四条是合作精神，共享意识，交流能力，团队精神的培养；第五条是学以致用，STS观念，科学理想和对科学的责任感（科学应该服务于人类而不是危害人类）的培养。

高中物理课程的以上三维目标是密切联系的，它们较完整地反映了物理学科的教育价值。“知识与技能”目标反映了物理学的认识价值，因为掌握了“知识与技能”就能认识自然界的各种物理现象，并提示它们的本质。“过程与方法”目标反映了物理学的方法论价值，了解了物理学的过程与方法就学会了探究自然的工具。“情感、态度与价值观”目标反映了物理学的育人价值。教育的最高目标是什么？其一是使每个人都能成为自己，能够达到自我实现的人，体现个人价值，这是对自己；其二是使每个人都成为负责任的人，过负责任的生活，对自己、对家庭、对社会、对民族、对地球都应该认识到自己的责任。这就是要成为有同情心的，有情感的人；要有自己的价值判断。但是，传统的物理教育对第三维的目标是忽视的。突出表现在“重知识轻情感；重教书轻育人”。其实从物理学发展过程来讲，从科学知识发现的过程来看，其中是蕴含着丰富的人文过程的。科学家的情感、偏爱、社会的影响无一例外地包含其中。

3、高中物理课程结构：注重基础性，体现选择性

（1）高中物理课程的“模块”结构解读（高中物理课程标准P6）

（2）高中物理课程的“模块”内容解读（高中物理课程标准P7）

（3）从课程结构看高中物理课程的教育功能：从系统论角度看，结构与功能是一对相互联系的概念，一定的课程结构决定一定的教育功能。从以上课程结构的特点再结合物理课程目标来看，物理课程具有以下三方面的教育功能：

a、物理课程的科学素养培养功能。物理课程的三维目标中包含了物理知识

与技能、物理方法、物理思想、科学态度、情感和价值观，这些都是科学素养所包含的内容，而且也是物理课程内容与结构所要彻的。

b、物理课程的文化教育功能。广义地讲，物理科学是一种文化，它是一种知识；是一种方法；它既有科学性，又有人文性（一个研究领域的科学家群体探索着共同的课题，阅读着共同的文献，就会有着共同的价值判断，共同的科学道德标准，甚至共同的爱好、情感——形成了共同的文化——科学家共同体）；科学还具有社会性，一方面它的发展受社会经济发展的制约，另一方面又促进社会的发展，或者给社会带来负面影响。这些在课程内容与结构中都有反映。

c、物理课程的个性教育功能。个性教育功能体现在物理课程的选择性上，也就是说学生可以根据自己的喜欢、爱好、能力等个性特点来选择学习那些内容，多学还是少选。这有利于学生的个性发展，也体现了物理教育以人为本。

4、实施建议：

（1）教学建议

a、从课程目标的三个维度来设计教学过程

b、提高科学探究的质量，关注科学探究学习目标的达成（自主学习，教学方式多样化的重点体现）

c、使物理贴近学生生活、联系社会实际

d、突出物理学科特点，发挥实验在物理教学中的重要作用

（2）评价建议

a、评价的目的是为了提高学生的科学素养和教师的教学水平；

b、评价的内容要多元，物理课程的评价应从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面关注、评价学生的发展；

c、倡导评价方式的多样化。要对形成性评价和终结性评价予以同等重视，使发展变化过程成为评价的组成部分。

（3）教科书编写建议

a、教科书编写要为全面落实课程目标服务；

b、内容的选择既要落实《课程标准》的要求，又要突出特色；

c、内容的组织与呈现应成为提出问题、分析问题和解决问题的范例，实施探究活动提供指导和帮助

（4）课程资源利用与开发建议

a、重视教科书等文字课程资源的开发与利用；

b、加快多种媒体课程资源的开发与利用；

c、开发实验室的课程资源；

d、社会课程资源的开发和利用。

§1.3、物理教材

一、什么是教材？教材是根据课程标准编写的学生用书，是本学科的科学思想、科学知识、科学方法和科学品德的载体。它具有科学文化的继承和传播的作用。

二、教材编写的原则

（一）科学性与思想性相结合

（二）理论与实际相结合

（三）激发兴趣与启发思考相结合

（四）内容与形式相结合

三、高中物理课程标准关于教科书编写的建议（高中物理课程标准P55）

（一）教科书编写要为全面落实课程目标服务

1.理解科学领域的科目所担负的教育任务

⒉教科书的编写是一种创造过程

⒊倡导科学探究，注重科学探究质量

⒋教科书应为学生的自主发展创造条件

（二）内容的选择

⒈既要落实《课程标准》的要求，又要突出特色

⒉坚持时代性与基础性相结合的原则

⒊教科书的内容应重视科学的发生过程

⒋关注科学探究活动

5．重视发展学生的科学思维能力

⒍优化练习和习题的选择

（三）内容的组织与呈现

⒈教科书应成为提出问题、分析问题和解决问题的范例

⒉为实施探究活动提供指导和帮助

⒊呈现形式要生动活泼

⒋教科书应传递多种有教育价值的信息

（四）突出教科书的特色