新高考下的-物理学科核心素养.doc

物理学科核心素养
物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的重要构成。物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。
1. 物理观念
“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识；是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。
“物理观念”主要包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等要素。
2. 科学思维
“科学思维”是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判、检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品质。
“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。
3. 科学探究
“科学探究”是指提出科学问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
“科学探究”主要包括问题、证据、解释、交流与合作等要素。
4. 科学态度与责任
“科学态度与责任”是指在认识科学本质，理解科学·技术·社会·环境关系的基础上，逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度和责任感。
“科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、社会责任等要素
附件A 物理核心素养的水平划分

物理观念
水平一
能从物理学的视角解释一些简单的自然现象，具有将物理学与实际相联系的意识。
水平二
形成初步的物理观念，能从物理学的视角解释一些自然现象，能应用所学的物理知识解决简单的实际问题。
水平三
具有物理观念，能从物理学的视角描述和解释自然现象，能应用所学的物理知识解决实际问题。
水平四
具有清晰的物理观念，能从物理学的视角正确描述和解释自然现象，能综合应用所学的物质知识解决实际问题，能指导工作和生活实践。
水平五
具有清晰、系统的物理观念，能从物理学的视角正确描述和解释自然现象，能灵活应用所学的物理知识解决实际问题，能有效指导工作和生活实践。

科学思维
水平一
知道物理学的研究需要建构模型；能对常见的物理现象进行简单分析；知道表达观点需要证据；知道质疑和创新的重要性。
水平二
知道常见的物理模型；能对比较简单的物理现象进行分析和推理，获得结论；能使用简单和直接的证据表达自己的观点；具有质疑和创新的意识。
水平三
能使用简单的物理模型解决问题，能判断现实物体和理想模型的异同；能对常见的物理现象进行分析和推理，获得结论并作出解释；能恰当使用证据表达自己的观点；能从不同角度思考物理问题。
水平四
能根据解决问题的需要建构物理模型；能对综合性物理问题进行分析和推理，获得结论并加以解释；能恰当使用证据证明或质疑物理结论；能采用不同方式分析解决物理问题。
水平五
能根据解决问题的需要建构恰当的物理模型；能在新的情境中对综合性物理问题进行分析和推理，获得正确结论并加以解释；能考虑证据的可靠性，合理使用证据，从多个视角审视检验结论；解决物理问题具有一定的新颖性。

科学探究
水平一
具有初步的问题意识；能在他人指导下使用简单的器材收集数据；能根据数据得到简单的结论；具有与他人交流成果、讨论问题的意识。
水平二
能通过观察物理现象，提出物理问题；能根据已有的科学探究方案，使用基本的器材获得数据；能根据科学探究目的整理数据，得到简单的结论；能撰写简单的报告，陈述科学探究过程和结果。
水平三
能分析观察物理现象，提出可探究的物理问题；能在他人帮助下制订简单的科学探究方案，使用基本的器材，获得数据；能对数据进行整理分析，发现特点，形成结论；能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等陈述科学探究过程和结果。
水平四
能分析相关事实或结论，提出可探究的物理问题，作出初步的猜测与假设；能制订科学探究方案，选用合适的器材，获得数据；能分析数据，发现规律，形成结论，尝试用已有物理知识进行解释；能撰写完整的实验报告，对科学探究过程与结果进行交流和反思。
水平五
能面对真实情境，从不同角度提出并正确表述可探究的物理问题，作出有依据的猜测；能制订科学探究方案，正确使用器材获得数据；能用多种方法对数据进行描述和分析，发现规律，形成结论，用已有物理知识进行解释；能撰写完整规范的科学探究报告，交流、反思科学探究过程与结果。

科学态度与责任
水平一
对自然界有好奇心，认识到物理是对自然现象的一种描述与解释；知道学习物理需要实事求是，有与他人合作的意愿；认识到科学•技术•社会•环境存在相互联系。
水平二
认识到物理研究是人类有意识的探究过程；有学习和研究物理的动机，能与他人合作，具有实事求是的态度；认识到物理研究与应用会涉及伦理道德问题，理解科学•技术•社会•环境的关系。
水平三
认识到任何物理研究成果都应接受实践的检验；有较强的学习和研究物理的动机，尊重他人，具有合作精神，坚持实事求是；认识到物理研究与应用应考虑伦理道德的要求，认识到人类在保护环境和促进可持续发展方面的责任。
水平四
认识到物理研究是一项创造性的工作，需要想象力和逻辑思维能力；有学习和研究物理的内在动机，坚持实事求是，具有合作精神；能依据普遍接受的伦理道德规范认识和评价物理研究与应用，热爱自然，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。
水平五
认识到物理学是不断发展的，具有相对持久性及普适性，但同时也存在局限性，是人类认识自然的方式之一；有较强的学习和研究物理的内在动机，能主动与他人合作，自觉抵制违反实事求是的现象；在进行物理研究和应用物理成果时，能自觉遵守普遍接受的伦理道德规范，养成保护环境、节约资源、促进可持续发展的良好习惯。

课程目标
在义务教育的基础上，高中物理教学应进一步促进学生物理核心素养的养成和发展。学生通过高中物理课程的学习，能掌握终身发展和应对社会挑战必备的基本知识和技能，形成基本的物理观念，了解物理概念、规律等在生产生活中的应用，关注科学技术的发展现状和趋势；经历科学探究的过程，掌握科学探究和科学思维的方法，发展科学探究能力、自主学习能力、实践能力和创新能力，以及利用科学术语与他人沟通交流合作的能力；保持学习和研究物理的内在动机，形成尊重事实、敢于质疑、善于反思、勇于创新的科学态度；理解科学的本质，遵守科学伦理和道德规范，理解科学·技术·社会·环境的关系，具有保护环境、推动社会可持续发展的责任感。
通过高中阶段的学习，学生应：
1.形成经典物理的物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念等，能用其解释自然现象和解决实际问题；初步形成现代物理的物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念等，并能用这些观念描述自然界的图景。
2.具有建构理想模型的意识和能力；能正确运用科学思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论，并能解释自然现象和解决实际问题；具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力，能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测；具有批判性思维的意识，能基于证据大胆质疑，从不同角度思考问题，追求科技创新。
3.具有科学探究意识，能在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设；具有设计探究方案和获取证据的能力，能正确实施探究方案，使用科技手段和方法收集信息；具有分析论证的能力，会使用不同方法和手段分析、处理信息，描述、解释探究结果和变化趋势；具有交流与合作的意愿与能力，能准确表述、评估和反思探究过程与结果。
4.能正确认识科学的本质；具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是，不迷信权威；在进行物理研究和物理成果应用时，能遵循普遍接受的道德规范，理解科学·技术·社会·环境的关系，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。

试题案例
10
15
20
25
30
5
0
10
15
20
25
30
5

图b
图a
例1：研究“蹦极”运动时，在运动员身上装好传感器，用此测量他在不同时刻下落的高度及速度。如图a所示，运动员及所携带的全部设备的总质量为60 kg，弹性绳原长为10m。运动员从蹦极台自由下落，根据传感器测到的数据，得到如图b所示的速度－位移图像。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
（1）运动员下落过程中在什么位置动能最大？该位置受力有什么特点？
（2）运动员下落速度最大时和落到最低点时，绳的弹性势能分别为多大?
【考核目标】本题第（1）问主要考查核心素养中“物理观念”的运动观念和“科学思维”中的证据意识。学生要能从图表中获取信息，利用所获取的信息来解决问题。第（2）问主要考查核心素养中“科学思维”的模型构建和科学推理能力。学生要能根据问题情境运用能量观念建构物理模型，通过科学推理解决问题。
【任务描述】本题情境联系了生活中的“蹦极”现象，学生需运用运动与相互作用观念和能量观念对物理过程进行分析，建构模型。当蹦极者从平台下落时，由于不计空气阻力，可视为做自由落体运动。当弹性绳刚好伸直，绳刚开始对蹦极者施加拉力作用，绳的拉力随绳伸长长度的增加而增大。开始，绳的拉力小于蹦极者的重力，蹦极者继续做加速运动；当绳伸长到一定程度，拉力等于重力时,蹦极者所受合外力为零；当拉力大于重力时，蹦极者开始做减速运动，直到最低点速度为零。因此，当绳的拉力等于重力时，蹦极者的运动速度最大，动能最大；当蹦极者位于最低点时，速度为零，动能为零，此时绳的弹性势能最大。整个下落过程中可认为机械能守恒。
【评价方案制订】第（1）问考生要能从图表中准确获取数据，得出动能最大的结论，就可得到此问的满分；若考生会看图，但计算有误；或知道看图，但有错误，则只能得部分分数。第（2）问考生能在建模的基础上正确应用机械能守恒定律分析、解决问题，并且答案正确，就可得此问满分；若有些考生思路正确、方法正确，计算方程正确，但结果有误则只能得部分分数。

A
内阻可忽略的低压电源
电流表
灯泡
可变电阻器
电键
密封盒
图a

例2：老师给小明一个密封盒，其表面有一灯泡与一可变电阻器。为了探究密封盒里灯泡和可变电阻是如何连接的，小明首先连接了一个如图a所示的电路，他将可变电阻器的电阻R减小，并将变化结果记录在表中。
数据： 电源电压=3V
R的初始值=15Ω 安培表的初始读数=2.6A
R的最终值=5Ω 安培表的最终读数=3.0A
观察结果：灯泡的亮度保持不变

（1）请判断盒中的可变电阻和灯泡是如何连接的，并说明理由；
（2）利用表中的数据，求灯泡的电阻值；
（3）老师问小明：“如果把可变电阻器调到零值，会有什么事情发生？”小明回答说：“灯泡会烧毁。” 他的回答是否正确，请阐述理由；
（4）将两个1.5V 的电池串联来代替低压电源，进行同样的实验。发现当 R 减小时，灯泡的亮度会发生变化，请解释这一现象。
【考核目标】本题主要考核学生的物理核心素养关于“科学探究”及“物理观念”等维度的水平，尤其考核关于“科学探究”中关于“证据”和“解释”要素的水平以及电路中相关概念的理解。
【任务描述】试题要求学生能在简单熟悉的科学情境中，根据试题提供的信息，应用相关概念和规律，对出现的电路现象做出科学解释。根据题意，因为在电阻箱阻值变化的过程中，小灯泡的亮度始终不变，所以学生可推理得到小灯泡两端电压不变的结论，由此可知可变电阻和小灯泡是并联。考生再根据欧姆定律以及电路分析等知识可解释相关现象并解决问题。
【评价方案制订】学生能根据欧姆定律，电路中电流、电压变化的关系正确进行推理，计算结果正确，解释合理，得满分；若计算有误，或不能正确分析原因、解释现象，则得部分分数。

例3：虽然能量是守恒的，但我们却要面对“能源危机”，请利用物理术语对此进行解释。为了解决能源危机，目前在发展核能发电与水力发电等相关产业，请分别讨论核能发电和水力发电的优点和缺点。
【考核目标】本题主要考核学生物理核心素养中关于“科学态度与责任”这个维度的水平，尤其考核“科学态度”“STSE”等要素的水平。
【任务描述】试题要求考生能根据普通接受的伦理道德规范认识和评价物理研究与应用。考生要能理解“能量守恒”和“能源危机”的概念，并能利用能量守恒的概念和规律来分析和解释“能源危机”。在此基础上，试题明确指明了核能和水力发电是当前解决能源危机的方式，要求考生讨论两种发电方式的优点和缺点，体现出考生对环境保护、节约能源的社会责任感。
【评价方案制订】考生如果能有依据地分析能源危机，合理列出核能发电与水力发电的优缺点可得满分；若回答过于简单或过于偏激或缺少依据或有误则的部分分数。

12