基础性、选择性、时代性
廖伯琴
——普通高中物理新课程解析
【背景】
高中物理学科属于科学学习领域，分选修和必修两部分，共12个模块，其中2个共同必修模块，10个选修模块。共同必修模块为物理1和物理2，选修模块包括选修系列1(包括选修1—1，选修1—2)；选修系列2(包括选修2—1，选修2—2，选修2—3)；选修系列3(包括选修3—1，选修3—2，选修3—3，选修3—4，选修3—5)。修完一个模块可获2学分，需40学时。高中物理课程的必修学分为6，学生学完共同必修模块获4学分，还需在选修1—1、选修2—1或选修3—1中选学一个模块，再获2学分。当学生完成必修学分后，基本达到高中毕业水平，但还可以根据学习兴趣、发展潜能和今后职业需求等继续选学其他模块。无论哪组模块，不仅含有物理学概念、规律和实验，而且含有物理思想和方法，含有物理与社会发展、物理与技术应用、物理与生活等方面的内容。
在新一轮基础教育课程改革中，普通高中物理新课程体现出了注重基础性、体现时代性、反映选择性的特点。
注重基础性，综合体现高中物理课程培养目标
《普通高中物理课程标准》(以下简称《标准》)界定了高中物理课程性质，即“高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养”。提出了“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面的培养目标。强调让学生终身学习发展必备的物理基础知识和技能，学习科学探究方法，提高自主学习能力，注重发展好奇心与求知欲，培养科学态度与科学精神。新课程的基础性主要体现于下列三方面：
强调从生活走进物理，从物理走向社会，注重保护探索兴趣。在《标准》课程目标中强调让学生“领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，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。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”等。在《标准》的内容标准中有“用力的合成与分解分析日常生活中的问题”、“用牛顿运动定律解释生活中的有关问题”、“用动能定理解释生活和生产中的现象”、“分析生活和生产中的离心现象”等条目。这些都强调了从生活走进物理，从物理走向社会，注重保护探索兴趣的课程基本理念。教师教学中应关注学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性，让学生感受到学习物理不仅仅是解题、记忆，而是对大自然运动规律的探索，培养了学生对科学探索的终生志趣、崇高境界。
强调知识的构建过程，注重培养物理实验、科学探究能力。在《标准》课程目标中强调，让学生“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”，“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”，“有一定的自主学习能力。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。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”等。在《标准》的内容标准中有“经历匀变速直线运动的实验研究过程”、“通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律”、“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系”、“通过实验认识超重和失重现象”、“通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系”等条目。这些都强调了对科学探究、物理实验能力的培养。教师在教学过程中应注重探究式教学方式的应用，让学生在探究过程中学习方法、学习知识、获得能力。建议教师进行探究式教学时，尽量以学生常见的生活现象设置问题情景，注重探究问题的内在逻辑联系，以学生的发现为活动中心，逐渐从具体到抽象，尽可能让学生自主解决问题，并且允许他们从错误和失败中学习。在探究式教学中应避免让学生按老师的菜单简单地重复，避免将科学探究活动演化为对科学探究方式的简单记忆或演化为没有目标的盲目活动，避免为了追求结果“圆满”而包办代替，仅让学生进行形式的探究。
强调基础知识的学习，注重物理学核心概念的建立。在《标准》课程目标中强调，让学生“学习终身发展必备的物理基础知识和技能，了解这些知识与技能在生活、生产中的应用”，“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”，“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”等。在《标准》的内容标准中对物理的核心内容作了要求，如物理1、物理2不仅对力学的核心概念皆有要求，而且还有近代物理内容的拓展，至于机械振动、动量等分别出现在选修3—4，选修3—5模块中。教师在教学中，要让学生真正理解物理内容的本质。物理的思想，避免将知识与技能的学习演变为题型练习与解题技能切磋，避免让学生在繁难偏旧的“题海”中耽误时间，湮灭兴趣。
体现时代性，加强物理学与社会发展的联系
高中物理新课程力图反映当代科学技术的重要成果和新的科学思想，关注物理学的技术应用所带来的社会问题，其时代性主要凸显于以下三方面：
强调学科渗透，关心科技发展。在《标准》课程目标中强调，让学生“了解这些知识与技能在生活、生产中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势”，“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。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”等。在《标准》的内容标准中，如要求学生“了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一”，不仅认识机械能，而且还应认识其他形式的能量，如内能、电磁能、光能、化学能等。能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一，学生应该定位于更上位的层面，从学科融合的角度理解能量守恒规律。再如，在选修模块中涉及传感器、液晶、激光技术、信息技术等与现代生活密切相关的内容。这些都从学科渗透、科技发展方面体现了时代性。在教学过程中，可以通过问题或实例让学生从多个学科领域去认识问题、解决问题，发展科学素养。
注重经典物理与近代物理的融合。共同必修课程物理1、物理2主要涉及力学内容，选修1—1、选修2—1或选修3—1主要涉及电磁学内容，当学生获得6个必修学分后，有相当一部分学生可能不再选修物理。为了使这部分学生不仅了解经典物理的核心内容，而且还知道经典物理的局限性，因此，在物理2中特别设置了一个主题：“经典力学的成就与局限性”，纳入了“初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论对人类认识世界的影响”、“初步了解微观世界中的量子化现象，知道宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人类对于物质世界的认识”两个内容条目。不仅在共同必修中设置了相对论和量子论的内容，而且在选修3—4中还有相对论内容的深入，在选修3—5中有量子论内容的深入。相对论与量子论是以往中学物理涉及不多的内容，由于高考通常不要求，因此多数老师对这些近代物理内容不太关注。相对论与量子论更能反映自然界万事万物的运动规律，教师应深入浅出地讲解这些内容，让学生对近代物理的基本内容有初步了解。
体现情感态度与价值观培养，关注科学·技术·社会观念渗透。在《标准》课程目标中强调让学生“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的意识。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。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。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”。在《标准》的内容标准中有“通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义”等条目，这些内容条目旨在要求学生了解能源与人类生存和社会发展的关系，认识能源危机，关注新能量的开发对人类带来的福利与问题等。不仅知道科学技术造福人类，而且也应了解科技的发展带来了一些社会问题，这是课程时代性的拓展。教师首先应站在更高的层面认识科学·技术·社会，在教学中应该渗透这样的观念，让学生养成环境保护，可持续发展的意识，并让学生身体力行，从每一件小事做起。
反映选择性，为教师教、学生学提供自主空间
高中物理新课程不仅通过多样的选修课程体现选择性，而且在必修课程中也体现出了课程的选择性，其选择性主要体现于以下三方面：
综合不同地区课程资源，考虑农村和城市学生认知特点。在物理1中有内容标准“经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用”，在该内容标准下有样例：“用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动”，这便为教师的教、学生的学提供了自主空间。教师在教学过程中应该结合当地的具体情况开发课程资源，设计一些低成本的物理实验，这一方面可以激发学生兴趣，培养学生动手实践的能力，另一方面也可以让条件差的学校进行科学探究实验。
选修系列的设置满足不同的学习需求。其中选修系列1以物理学的核心内容为载体，侧重物理学与社会的相互作用，强调物理学对人类文明的影响，注重物理学与社会以及人文学科的融合，比如像热学与第一次工业革命、电学与第二次工业革命等主题，以及“熵”、能源、可持续性发展等概念，都更多是从物理学与社会相互作用的层面上来呈现的；选修系列2以物理学的核心内容为载体，侧重从技术角度展示物理学，强调物理学与技术的结合，突出物理学的应用性与实践性，比如像机械、热机、光学仪器、核技术等更多从动手实践、技术应用的角度展示；选修系列3侧重关注物理学的系统性，让学生较全面地学习物理学的基本内容，进一步了解物理学的思想和方法，较深入地认识物理学在技术中的应用以及对经济、社会的影响。教师可以根据学生的学习兴趣、发展潜能以及今后的职业需求，指导学生选课。同时，也通过选课培养学生的人生规划能力。
必修课程中也体现选择性。在高中物理必修课程中，学生学习了物理1、物理2，获得4学分后，必须在选修1—1、选修2—1或选修3—1中选修一个模块再获2学分，完成必修课程的学习。这三个选修模块皆与电磁学有关，但分别体现了选修系列1、选修系列2或选修系列3的特点，学生可以根据自己的学习兴趣、发展潜能或今后的职业需求选学其中一个模块，也为后续模块的选学打下了基础。如选修1—1以电磁学的核心内容为载体，侧重体现了电磁学与技术、社会的相互作用，反映电磁学对人类文明的影响；选修2—1侧重从技术角度展示电磁学，强调电磁学与技术的结合，突出电磁学的应用性与实践性；选修3—1侧重体现电磁学的系统性与基础性，展示电磁学的研究方法等。教师应从提高学生科学素养的高度指导学生选课，不要完全以传统高考和文理分科的模式来看新课程设置。(作者为西南大学物理学院教授，博士生导师，中学物理课程标准组组长。)