一、物理学科能力内涵

物理学科能力包含的内容比较多，学生只有具备优秀的物理学科能力，才能够对所学到的物理知识有较为透彻的理解和认知，在学到知识的同时提升实际应用能力。物理学科能力主要包含以下九个方面：

（一）理解能力

理解能力主要指的是理解物理的规律与概念的实际、确切含义，理解物理规律的应用条件和在简单情况下的运用；能巩固清晰地认识规律与概念的表达形式，如数学表述与文字表述等；能够鉴别关于规律与概念似是而非的说法；理解相关物理知识之间的联系与区别。

（二）推理能力

能够依据已有的物理知识与物理条件、事实，对物理问题实行逻辑论证与推理，得出正确的结论或正确的判断，这样才能够把推理过程正确地表述出来。

（三）分析综合能力

能够独立地对待所遇到的物理问题并且实行具体的研究与分析，明白其中的物理状态、物理情境、物理过程，找出其中起到重要作用的条件以及有关因素；能够把一个较为复杂的问题分解为多个简单的问题，找出问题之间的联系；能够提出解决问题的具体实施办法，引用物理知识综合解决所遇到的问题。

（四）应用数学处理物理问题的能力

物理解题过程中不缺乏对数学知识的应用，学生要善于依据具体的物理问题列出关于物理之间的关系式，实行求解与推导，并且依据结果得出相应的物理结论；必要的时候需要应用函数图形、几何图形实行分析与表达。

（五）实验能力

能够独立完成教学中需要操作的实验，明确具体的实验目的，理解实验方法与原理，并且善于控制实验的条件，会正确使用实验仪器，会分析、观察实验现象，会处理、记录实验数据，并且得出正确的结论，对结论展开评价与分析；能够发现问题、分析问题，并且制定解决问题的最佳方案；运用已经学到的物理理论、实验仪器、实验方法去处理相应的问题，包括简单的设计性物理实验。

（六）物理提问、推理能力

在新课程标准下，教师要不断地创新教学模式与理念，把物理课堂的主导权交给学生，引导学生自主地发现问题、分析问题、解决问题。其中，培养学生优秀的物理提问、推理能力是非常重要的，教师要引导学生能够大胆地把自己不懂的问题提出来，并且具备较为清晰的物理推理思路，从而对所学到的物理知识有较为透彻的理解和认知。

（七）物理问题表征能力

问题表征是指能够在脑海中对某一个问题实行理解、记载、表达的形式。在解决问题过程中，首先要记忆性地去搜集问题所涉及的目标、条件、对象，建立起科学、合适的问题表征，其中包括问题的初始状态、目标状态、改变问题状态等。教师要培养学生优秀的表象表征、语言表征能力，从而以此来影响物理问题解决的难易程度。

（八）物理猜想与假设能力

教师不仅仅要传授给学生理论知识，更重要的是要引导学生找到适合自己的解题方法与技巧，从而通过自己的努力去解决问题，拥有较强的物理学科素养，从而在物理课堂教学中培养学生优秀的物理猜想能力与假设能力。教师要以讨论、激疑、启发等形式来引导学生产生强烈的辩论，激发其智慧的火花，让学生具备较强的发散性思维能力与逻辑性思维能力，启迪学生的物理直觉猜想，提升学生学习物理的自信心。

（九）物理建模能力

模型在物理教学中占据着重要的地位，在物理知识体系中，物理建模方法与思想贯穿整个教学活动，物理模型可以作为解决问题的切入点，有效的物理模型在整个物理教学中起到一个职称作用，具备物理建模能力是帮助学生构建物理学体系最有效、最直接的方法。同时，物理模型的构建在理论联系实际中起到了良好的桥梁、纽带作用。

以上方面的物理学科能力都是相互有联系的，着重对某一种能力开展考察的时候需要不同程度地考察与之相关的能力。同时，在运用某种能力解决、处理具体问题的过程中也要善于发现问题、分析问题。

二、物理学科能力培养的目标定位

在以往的物理教学过程中，学生学习物理大多是依靠死记硬背一些定理、定律来解决遇到的物理问题，缺乏相应的动手实验能力，学生通过物理课程学习，根本无法灵活地、具备创造性地解决实际生活中存在的物理问题。

在推进新课程标准课程的改革过程中，在促进素质教育全方面改革的背景下，新的物理课程目标务必要强调物理学科能力的培养。中学物理教学活动，有步骤、有计划、循序渐进地发展学生获取物理信息、加工物理信息、存储物理信息、应用物理信息的能力，而且随着物理学科学习过程的深入而不断地加强，这是学生在中学以至终生获取信息、加工信息、存储信息、应用信息解决新的问题的必要内在基础与条件。(www.daowen.com)

新课程标准的基本价值取向为：为了每一个学生的发展。新课程不再把知识技能作为凝固起来供人存储与掌握的东西，它合理地承认了知识技能的不稳定性，知识技能的本质在于让人们通过它而实行批判性、创造性思维，并依此来构建新的意义。基于这种新的物理知识观，新课程的目标超越了知识技能的取向，让知识技能的获得过程成了学会与形成正确价值观的过程。所以，新课程物理标准需要把知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观三者真正地统一起来。

在新课程标准下，物理学科能力培养定位在以下三个方面：

（一）知识和技能

学习物理学的基础知识，了解其物质结构、相互作用与运动的一些基本规律与概念；了解物理学的基本思想与观点，认识实验在物理学中的作用与地位；掌握物理实验的一些基本技能，能够操作基本的实验仪器，能够独立完成相应的物理实验；初步了解物理学的发展里程和物理学发展的一些历史背景，关注科学技术的发展趋势与主要成就以及物理学对社会发展、经济的影响；关注物理学和其他学科之间的联系，知道一些和物理学相关的知识领域，能够运用相关的物理知识和技能解释一些生活中的问题与自然现象。

（二）过程和方法

经历了科学探究的过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法来研究物理问题，验证相应的物理规律；通过物理规律与概念的习得过程，了解物理学的研究方法，对物理实验、物理模型、数学工具有较为正确的认知，这在物理发展过程中能够发挥着重要的作用；能够计划并且调控自身的学习过程，通过自身的努力解决学习中遇到的一些物理问题，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身的见解，尝试应用物理原理与探究方法来解决一些与生活和生产相关的实际问题；需要具备一定的质疑能力，处理能力和信息收集、分析并且解决问题能力与交流合作能力。

（三）情感态度和价值观

能够领略自然界的和谐和奇妙，保持求知欲和好奇心，乐于探究自然界的奥秘，能够体验自然规律的喜悦和艰辛，有参与科技活动的热情，把物理知识应用于生产、生活实践的意识，勇于探究日常生活中的物理学原理；具备敢于坚持整理、实事求是、勇于创新的科学精神与科学态度，具有判断大众传媒有关信息是否可靠科学的意识；有主动和他人合作的精神，具有把自己的见解和他人交流的愿望，敢于坚持正确的观点、勇于修正错误，具备较强的团队精神；了解并且体会物理学对社会发展、对经济的贡献，关注并且思考和物理学相关的热点问题，有可持续性发展的意识，能在力所能及的范围内为社会的可持续性发展做出一定的贡献；关心国内外科技发展现状与趋势，有振兴中华的责任感和使命感，有把科学服务于人类的意识。

三、实现物理学科能力培养目标的有效途径

（一）开展研究性学习课程

就学科课程目标来讲，我国显性课程体系在基础知识、基本技能的培养方面获得了较为重要的成就，但是在求知欲、好奇心、审美能力、创新精神、实践能力的培养方面还存在相应的薄弱环节，集中表现为重知识传承而忽略了能力与科学观念的培养，重结论而轻过程，以及过分强调学科体系和独立性而轻视学科间的联系与互相事例等倾向。而且，课程内容尊重物理学科的逻辑体系，重视物理科学知识的教育价值，但对物理知识与学生的经验以及当代社会生活的关联重视不够，存在“难、繁、偏、旧”的现象。

改变或完善现行的中学物理课程体系需要进行一些重大改革，不仅要增加高科技内容或减少一些经典物理的内容，调整原有的课程体系，还要转变学习方式和教学方式。“研究性学习”课程目标与物理学科能力培养目标的定位都是建立在新课程促进素质教育的大背景下，两者是相互联系、相互统一的。研究性学习课程目标定位与物理学科能力培养目标定位的整合，是由其共性目标和个性目标互相渗透形成的一个有机的目标体系。研究性学习和物理学科都有相同的目标定位，主要包括：重视学生获得亲自参与研究探索的积极体验；重视提高发现问题和解决问题的方法和能力；重视培养科学态度和科学道德。研究性学习和物理学科各自侧重达到的目标，主要包括：研究性学习比物理学科更注重指导学生学会分享和合作，学会人际沟通和交流；而物理学科则更侧重于独立思考探究。研究性学习注重激活各科学习中的知识储存，尝试相关知识的综合运用，而物理学科则更注重单一学科内知识的学习积累和掌握运用。研究性学习注重培养学生对科学的探究和对科学研究的向往，而物理学科则更侧重于增加学生解决实际问题的能力，所以两者目标整合就是要把共性目标和个性目标有机地结合起来，形成一个科学与人文相结合、能情意合一的整体教学目标。

研究性学习课程有利于打破严格的、传统的物理学科内容体系，强调物理学科和其他学科的综合性，与实际生活、社会建设相互结合，建立符合学生心理发展与社会需求的物理教育内容体系。充分了解和物理学相关的知识领域，能够尝试运用相关的物理知识和技能解释一些自然现象与生活中的问题。需要综合生活、化学等学科知识来建立完整的物理知识体系，学生在各学科知识学习的基础上自己建立其综合的认识。

研究性学习课程让探究式的学习模式不再是少量原则性的教学建议，而是较为具体的教学要求。探究式的学习模式更是一种适合于科学教育的方式，这已经被国内外普遍接受并且积极地提倡。物理学科能力的培养需要学生在探究式学习与实践活动为主的学习方式中潜移默化地形成。例如，三维目标之一“经历科学探究的过程认识科学探究的真实意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证相关的物理规律。通过物理规律与概念的习得过程，了解物理学的研究方法，认识物理模型、物理实验、数学工具在物理学发展过程中的作用”。教师在组织物理教学活动过程中，务必要采用学生实践活动的方式，通过让学生亲自参与、亲身体验逐渐形成科学性探究。

因此，对于研究性学习课程的实施来说，在物理教学中大力推行探究式的学习、增强实践活动的方式可以促进物理学习模式的变革，有效促进学科能力培养目标的实现。

（二）教师素质的提高

1.树立正确的人生观

教师的职责就是教书育人，其中育人比教书更加难得。教师自己首先要具备较强的价值观念与思想观念。正确看待社会中、学校中以及学生家庭中的各种条件，有理性的评价与清晰的认知。能够正确对待工作中的得与失，意识到敬业爱生是一名优秀教师必不可少的。

2.应该具有大的教育观

教师从事的是具备创造性的智力活动，这一活动过程是培养学生能力的土壤。当今的物理教学目的仅仅是建立在让学生作为生命前提，能够适应、生存社会生活和现代科学的发展这一大前提下，物理教学理应体现在科学为大众、科学和社会生活的相互适应。首先，教师要充分意识到学习过程自身是没有别人可以代替的，因为学生为主体理念是个不可动摇的教育信念。任何一种能力培养的过程中，始终应该是最大限度地发挥主体的能动性，才能够发挥最佳的效益。其次，今天的书本知识是前人经验的积累，务必也是落后于当今的时代发展，这是教育的滞后性带来的，不可避免，所以要教会学生“学会学习”。今天的少年是明天社会的栋梁，教师在培养学生的过程中始终关注的不是授予的量的多少，而应该是授之以渔，能够让若干年后的精英们能够汲取当初从教师这里收获的方法与方式，能够为其适应不同的环境、不同的工作，无论存在多高的难度，都能够找到行之有效的学习方法，并且能够自主的发现问题、分析问题、解决问题。另外，21世纪的社会属于信息大爆炸的时代，如此情况下，教师自身要充分意识到：网络的发展让学生和教师拥有同等的资源，所以只有不断地充实汲取新的知识，才能够始终保持“自己有一桶水而能给予学生一桶水”，否则将会被社会淘汰。

3.教师应该具备的素养

教师作为专业技术人才，在某个学科上拥有其他人所不具备的深入知识，而且作为这门学科权威人士，他必须有相当的专业精度。这不仅是指大学四年本科所学内容，还应该能和中学知识实行衔接，理解应该如何深化中学物理知识，了解中学物理知识在现代新科技中的发展和应用。随着时间的迁移，学生的发展也在不断变化。物理学在中学阶段是以线性变化表现出来的，教师应该意识到线性仅仅是非线性的简化与近似，线性化让物理学的规律性更加和谐、对称、简洁。但是非线性才能够让物理学更加奇异、多彩、丰富。不要给学生框死规律、概念，要意识到应该以自己深厚的底蕴去引导他们挖掘更为广阔的物理世界教师需要具备一定的知识广度。教学过程属于教师把其所具有的学科知识转化为学生可以理解的知识的过程。除了专业知识外，特别需要注意的是：现代教育科学和心理科学的知识，熟悉学生学习物理的心理特点和认知规律；要教会学生如何思考因而要学习思维科学；需要学习一点系统科学，它具有方法论性质，其三大原理就是反馈原理、整体原理、有序原理，这对物理教学是很有启发的。而且新课程改革的要求、综合课程的发展也需要教师扩大自身的知识面，注重学习的交叉综合，并且注重文理方面的渗透。

教师还需要具备足够的历史厚度。科学知识属于科学家艰苦探索的结果，物理教师应了解科学发展的历史，了解科学家在探索过程中的所有思想，并能够很好地结合到教材中会产生优秀的教学效果。物理学本身就是一门基础性学科，它体现着自然科学中的许多基本规律，爱因斯坦认为哲学是“全部科学研究之母”，所以物理教师需要不断加强自身的哲学修养，提升自身思想高度对中学物理教学的指导作用。例如，从物理的学习中理解任何事物都具备两面性，作用力和反作用力、辐射和吸收等都反映了哲学中的“对立统一”观点，对培养学生的科学世界观的作用是不容置疑的。