高中生物理學科核心素養(yǎng)量表編制的深度探索——以力學部分為范例一、緒論1.1研究背景在教育改革持續(xù)深化的當下，高中物理教育愈發(fā)重視學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準（2017年版2020年修訂）》明確將物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任確定為物理學科核心素養(yǎng)的關鍵要素，旨在促使學生通過物理學習，逐步形成適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需求的必備品格與關鍵能力。力學作為高中物理知識體系的基石，占據(jù)著舉足輕重的地位。從學科知識架構(gòu)來看，力學是研究物體機械運動規(guī)律及其相互作用的學科，其基本概念和規(guī)律是后續(xù)學習熱學、電磁學、光學等內(nèi)容的重要基礎。例如，在電磁學中，帶電粒子在電場和磁場中的運動問題，需要運用力學中的牛頓定律、運動學公式等知識進行分析和求解；在熱學中，分子熱運動的相關理論也與力學中的分子動理論緊密相連。從學科歷史發(fā)展角度而言，力學的發(fā)展為整個物理學的進步奠定了堅實基礎，許多重大的物理學理論突破都與力學研究息息相關，如牛頓力學體系的建立，開啟了經(jīng)典物理學的新紀元，對科學技術的發(fā)展和人類對自然界的認識產(chǎn)生了深遠影響。在日常生活和工程技術領域，力學知識更是應用廣泛。從簡單的物體平衡分析，到復雜的航空航天、機械制造等工程問題，都離不開力學原理的支撐。例如，橋梁的設計需要運用力學知識來確保其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；汽車的行駛過程涉及到力學中的動力學、摩擦力等知識；航空航天器的發(fā)射和運行則依賴于牛頓定律、萬有引力定律等力學理論。然而，當前高中物理教學在力學部分的核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面仍存在一些問題。傳統(tǒng)教學往往側(cè)重于知識的傳授，忽視了學生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展，導致學生雖然掌握了一定的力學知識，但在運用知識解決實際問題、進行科學探究和創(chuàng)新思維等方面的能力較為薄弱。在面對實際生活中的力學問題時，許多學生難以將所學知識靈活運用，缺乏解決問題的思路和方法；在實驗探究方面，部分學生只是按照教師的指導進行操作，缺乏自主探究和思考的能力，無法真正理解實驗的原理和意義。因此，編制一套科學合理的高中生物理學科核心素養(yǎng)量表，尤其是針對力學部分，對于準確評估學生的核心素養(yǎng)水平，發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題，進而改進教學方法，提高教學質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。它能夠為教師的教學提供有力的指導，幫助教師有針對性地培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，促進學生的全面發(fā)展，使學生更好地適應未來社會的發(fā)展需求。1.2研究現(xiàn)狀1.2.1核心素養(yǎng)的研究現(xiàn)狀自1997年國際經(jīng)合組織（OECD）率先提出“核心素養(yǎng)”概念以來，這一理念迅速成為全球教育領域的研究熱點。OECD將核心素養(yǎng)界定為“能夠成功地滿足社會和個人在21世紀的重要需求的知識、技能、態(tài)度的集合”，并構(gòu)建了涵蓋互動地使用工具、在異質(zhì)社群中進行互動、自主行動三個維度的核心素養(yǎng)框架，為后續(xù)研究奠定了基礎。歐盟在2006年發(fā)布的《以核心素養(yǎng)促進終身學習》報告中，提出了包括母語、外語、數(shù)學與科學技術素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、學習能力、公民與社會素養(yǎng)、創(chuàng)業(yè)精神以及藝術素養(yǎng)在內(nèi)的八大核心素養(yǎng)體系，強調(diào)核心素養(yǎng)在促進個人終身學習和社會發(fā)展中的重要作用。在國內(nèi)，2014年教育部印發(fā)的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》正式拉開了核心素養(yǎng)研究的序幕。眾多學者圍繞核心素養(yǎng)的內(nèi)涵、體系構(gòu)建及培養(yǎng)路徑展開深入探討。辛濤等學者指出，核心素養(yǎng)是個體在知識、技能、情感態(tài)度價值觀等多方面的綜合表現(xiàn)，是適應未來社會、促進終身學習、實現(xiàn)全面發(fā)展的關鍵要素。林崇德教授牽頭的“中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)”研究成果，確立了以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，包括文化基礎、自主發(fā)展、社會參與三個方面，人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)的總體框架，為我國教育改革提供了重要指導。此后，各學科領域紛紛基于這一總體框架，開展學科核心素養(yǎng)的研究與實踐，力求將核心素養(yǎng)理念融入學科教學，促進學生在學科領域的全面發(fā)展。隨著研究的不斷深入，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)逐漸從理論探討走向?qū)嵺`探索，在課程設計、教學方法改革、評價體系構(gòu)建等方面取得了一系列成果，但在如何精準測評核心素養(yǎng)水平、有效促進核心素養(yǎng)在不同學科和學段的落地等方面，仍有待進一步探索和完善。1.2.2物理核心素養(yǎng)的測評研究現(xiàn)狀物理核心素養(yǎng)的測評研究近年來受到廣泛關注，眾多學者和教育工作者致力于開發(fā)科學有效的測評工具和方法。在測評工具方面，國內(nèi)外研究主要聚焦于構(gòu)建涵蓋物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任等維度的測評量表。美國教育考試服務中心（ETS）開發(fā)的“物理能力測試”（PAT），從概念理解、推理應用、實驗探究等方面對學生的物理能力進行評估，具有較高的信度和效度，為物理核心素養(yǎng)測評提供了有益參考。國內(nèi)學者也在積極探索適合我國國情的測評工具，如郭玉英教授團隊構(gòu)建的“高中生物理學科核心素養(yǎng)測評指標體系”，通過對物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任四個維度進行細化分解，制定了相應的測評指標和評價標準，為高中物理教學提供了重要的評價依據(jù)。在測評方法上，除了傳統(tǒng)的紙筆測試，還引入了實驗操作、項目式學習、表現(xiàn)性評價等多元化的測評方式。實驗操作測評能夠直接考察學生的實驗技能和科學探究能力，通過觀察學生在實驗過程中的操作步驟、數(shù)據(jù)處理、問題解決等表現(xiàn)，對其科學探究素養(yǎng)進行評估；項目式學習和表現(xiàn)性評價則注重學生在真實情境中的綜合表現(xiàn)，通過完成特定的項目任務或解決實際問題，展現(xiàn)學生的物理觀念應用能力、科學思維能力以及科學態(tài)度與責任。然而，當前物理核心素養(yǎng)的測評研究仍存在一些問題與不足。部分測評工具的維度劃分不夠清晰，導致測評結(jié)果的準確性和可靠性受到影響；測評過程中對學生的個性化差異關注不夠，難以全面反映不同學生的核心素養(yǎng)發(fā)展水平；此外，測評結(jié)果在教學改進中的應用還不夠充分，未能有效發(fā)揮測評對教學的反饋和指導作用。因此，進一步完善物理核心素養(yǎng)的測評體系，提高測評的科學性、有效性和針對性，仍是未來研究的重要方向。1.3研究目的和意義1.3.1研究目的本研究旨在編制一套科學、全面、可操作的高中生物理學科核心素養(yǎng)量表，聚焦于力學部分，通過明確各維度的具體指標和評價標準，實現(xiàn)對學生物理學科核心素養(yǎng)水平的精準測評。具體而言，量表將涵蓋物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任四個維度，深入分析學生在力學知識學習過程中，對物理概念、規(guī)律的理解與應用能力，如是否能夠準確運用牛頓定律解決物體的運動問題，是否能從能量觀念的角度分析力學過程中的能量轉(zhuǎn)化；考查學生的科學思維能力，包括模型建構(gòu)、科學推理、科學論證和質(zhì)疑創(chuàng)新等方面，例如能否根據(jù)實際問題構(gòu)建合理的力學模型，如質(zhì)點、輕繩、輕桿等，能否運用邏輯推理判斷物體的受力情況和運動狀態(tài)；關注學生在科學探究方面的表現(xiàn)，包括提出問題、作出假設、設計實驗、獲取證據(jù)、解釋與交流等環(huán)節(jié)，如在探究加速度與力、質(zhì)量的關系實驗中，學生能否獨立設計實驗方案、正確操作實驗儀器、分析實驗數(shù)據(jù)并得出合理結(jié)論；以及評估學生在學習和實踐過程中所展現(xiàn)出的科學態(tài)度與責任，如是否具備嚴謹認真的科學態(tài)度，能否認識到科學技術對社會發(fā)展的影響等。通過該量表的應用，教師能夠深入了解學生在力學部分的核心素養(yǎng)發(fā)展狀況，發(fā)現(xiàn)學生在學習過程中的優(yōu)勢與不足，從而為教學改進提供有針對性的依據(jù)，實現(xiàn)教學質(zhì)量的提升，促進學生物理學科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。1.3.2研究意義本研究具有重要的理論與實踐意義。從理論層面來看，目前關于高中物理學科核心素養(yǎng)的研究雖已取得一定成果，但在量表編制方面仍存在一些不足，尤其是針對力學部分的研究還不夠深入和系統(tǒng)。本研究通過構(gòu)建高中生物理力學部分核心素養(yǎng)量表，豐富和完善了物理學科核心素養(yǎng)的評價理論體系，為后續(xù)相關研究提供了新的視角和方法。對核心素養(yǎng)各維度在力學領域的具體表現(xiàn)進行深入剖析，有助于進一步明確物理學科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵和外延，深化對物理教育本質(zhì)的認識，推動物理教育理論的創(chuàng)新發(fā)展。在實踐方面，量表的編制為高中物理教學提供了有力的評價工具。教師可以依據(jù)量表的評價結(jié)果，全面了解學生在力學知識學習中的情況，發(fā)現(xiàn)學生在物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任等方面的發(fā)展水平和存在的問題，從而有針對性地調(diào)整教學策略，優(yōu)化教學內(nèi)容和方法，提高教學的有效性。對于學生而言，量表能夠幫助他們明確自己的學習目標和努力方向，了解自己在核心素養(yǎng)各方面的發(fā)展狀況，促進他們自主學習和自我反思，激發(fā)學習興趣和動力，提高學習效果，實現(xiàn)物理學科核心素養(yǎng)的全面提升。此外，該量表的應用還有助于推動物理教育改革的深入實施，促進教育教學質(zhì)量的整體提高，為培養(yǎng)適應新時代需求的創(chuàng)新型人才奠定堅實基礎。1.3.3本文的創(chuàng)新和特色本研究在量表編制過程中，具有多方面的創(chuàng)新與特色。在量表維度構(gòu)建方面，充分考慮力學知識的特點和學生的認知規(guī)律，將物理學科核心素養(yǎng)的四個維度與力學知識進行深度融合，構(gòu)建了具有針對性的量表維度體系。在科學思維維度中，特別突出力學模型建構(gòu)的考查，針對高中階段常見的力學模型，如連接體模型、傳送帶模型、滑塊-木板模型等，設置了具體的評價指標，以準確評估學生對這些模型的理解和應用能力。在指標選取上，注重指標的可觀測性和可操作性，同時緊密結(jié)合實際生活和生產(chǎn)中的力學問題，使指標更具真實性和實用性。在物理觀念維度，選取如“能否運用力學知識解釋日常生活中常見的力學現(xiàn)象，如汽車剎車時乘客的前傾、跳高運動員起跳時的力與運動關系”等指標，不僅考查學生對力學知識的掌握程度，更關注學生將知識應用于實際的能力。本研究采用了多元化的評價方式，除了傳統(tǒng)的紙筆測試外，還引入了實驗操作評價、項目式學習評價和表現(xiàn)性評價等方式。在實驗操作評價中，詳細觀察學生在力學實驗過程中的操作技能、實驗設計能力、數(shù)據(jù)處理能力以及對實驗結(jié)果的分析和解釋能力；在項目式學習評價中，通過學生完成如“設計并制作一個簡易的力學裝置，使其能夠完成特定的任務，如利用杠桿原理制作一個省力的起重裝置”等項目任務，全面評價學生在知識應用、團隊合作、創(chuàng)新思維等方面的表現(xiàn)；在表現(xiàn)性評價中，設置真實的力學問題情境，如“分析建筑工地上起重機吊運重物時的力學原理和安全注意事項”，讓學生在解決實際問題的過程中展現(xiàn)其核心素養(yǎng)水平。這種多元化的評價方式能夠更全面、客觀地反映學生的物理學科核心素養(yǎng)發(fā)展狀況，為教學改進提供更準確、豐富的信息。二、高中生物理學科核心素養(yǎng)量表的理論框架2.1研究思路與方法本研究旨在構(gòu)建一套全面、科學且具有實際應用價值的高中生物理學科核心素養(yǎng)量表，以力學部分為切入點，深入探究學生在物理學科核心素養(yǎng)方面的發(fā)展水平。研究思路遵循理論與實踐相結(jié)合的原則，從多個維度展開。首先，進行廣泛且深入的文獻研究。全面梳理國內(nèi)外關于核心素養(yǎng)、物理學科核心素養(yǎng)以及相關量表編制的研究成果，深入剖析已有的研究案例，如美國教育考試服務中心（ETS）開發(fā)的“物理能力測試”（PAT）以及國內(nèi)學者構(gòu)建的相關測評指標體系，從中汲取有益的經(jīng)驗和方法，明確研究的方向和重點。通過對大量文獻的綜合分析，了解物理學科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵、構(gòu)成要素以及不同維度的具體表現(xiàn)，為量表的編制奠定堅實的理論基礎。問卷調(diào)查法在本研究中起著關鍵作用。針對高中物理教師和學生設計了兩套問卷。面向教師的問卷旨在了解他們在力學教學過程中對學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的認識、教學方法的應用以及對學生表現(xiàn)的評價等方面的情況。例如，詢問教師在講解牛頓第二定律時，如何引導學生進行科學思維的訓練，是否注重培養(yǎng)學生運用該定律解決實際問題的能力等。面向?qū)W生的問卷則側(cè)重于了解他們在力學學習中的體驗、對物理概念和規(guī)律的理解程度、科學探究能力的發(fā)展以及科學態(tài)度的形成等。比如，設置問題讓學生描述在探究滑動摩擦力與哪些因素有關的實驗過程中，自己遇到的困難以及解決問題的思路。通過大規(guī)模的問卷調(diào)查，收集到豐富的數(shù)據(jù)，運用統(tǒng)計分析方法對數(shù)據(jù)進行深入挖掘，為量表的維度構(gòu)建和指標選取提供實證依據(jù)。專家訪談也是本研究不可或缺的環(huán)節(jié)。邀請物理教育領域的專家、學者以及一線的特級教師參與訪談。這些專家具有深厚的理論功底和豐富的教學實踐經(jīng)驗，他們能夠從專業(yè)的角度對量表的設計提出寶貴的意見和建議。在訪談過程中，與專家們深入探討物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任四個維度在力學部分的具體體現(xiàn)形式，以及如何制定合理的評價標準。例如，請教專家對于如何準確評價學生在分析復雜力學問題時的科學思維能力，是從邏輯推理的嚴密性、模型建構(gòu)的合理性還是其他方面進行考量。通過與專家的反復交流和溝通，不斷優(yōu)化量表的設計，確保量表的科學性和權(quán)威性。文獻研究為量表編制提供了堅實的理論基礎，使研究能夠站在已有研究的肩膀上進行創(chuàng)新；問卷調(diào)查從教師和學生的實際教學與學習體驗出發(fā)，為量表的構(gòu)建提供了豐富的實證數(shù)據(jù)；專家訪談則借助專業(yè)人士的智慧，確保量表的設計符合物理教育的規(guī)律和要求。這三種方法相互補充、相互驗證，共同推動了高中生物理學科核心素養(yǎng)量表的編制工作，使其更具科學性、全面性和實用性。2.2研究樣本的選擇為確保研究結(jié)果的可靠性和普適性，本研究在樣本選擇上遵循隨機性和代表性原則，廣泛選取不同地區(qū)、不同層次學校的高中學生和物理教師作為研究樣本。對于學生樣本，綜合考慮學校的地理位置、辦學水平、師資力量等因素，從城市重點高中、城市普通高中、農(nóng)村高中三類學校中，通過隨機抽樣的方式選取學生。城市重點高中在教學資源、師資配備等方面具有優(yōu)勢，學生的基礎和學習能力相對較強；城市普通高中的學生群體具有一定的普遍性；農(nóng)村高中的學生在學習環(huán)境和資源上與城市學生存在差異，這樣的樣本組合能夠全面反映不同背景下學生的物理學科核心素養(yǎng)發(fā)展情況。共選取了[X]名學生，其中城市重點高中學生[X]名，城市普通高中學生[X]名，農(nóng)村高中學生[X]名。涵蓋高一、高二、高三三個年級，各年級學生數(shù)量大致均衡，以了解不同學習階段學生在力學部分核心素養(yǎng)的發(fā)展特點。物理教師樣本同樣注重代表性。選取了具有不同教齡、職稱和教學經(jīng)驗的教師，包括教齡在5年以下的青年教師、5-15年的中年教師以及15年以上的資深教師。不同教齡的教師在教學理念、教學方法的運用以及對學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的側(cè)重點上可能存在差異。職稱方面，涵蓋了初級教師、中級教師和高級教師，他們在專業(yè)知識水平、教學研究能力等方面各有特點。共選取了[X]名物理教師，其中青年教師[X]名，中年教師[X]名，資深教師[X]名；初級教師[X]名，中級教師[X]名，高級教師[X]名。這些教師來自上述不同類型的學校，確保能夠從多維度收集教師對學生物理學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的看法和經(jīng)驗，為量表的編制提供全面、豐富的信息支持。2.3相關概念的界定2.3.1學科核心素養(yǎng)學科核心素養(yǎng)是學生在接受特定學科教育過程中，逐步形成的具有該學科特點的關鍵能力和必備品格，是知識、技能、情感態(tài)度與價值觀的綜合體現(xiàn)。它并非孤立的知識或技能，而是學生在學科學習中，通過不斷積累和實踐，所形成的能夠適應未來社會發(fā)展和個人終身學習的素養(yǎng)體系。其內(nèi)涵豐富，涵蓋了對學科知識的深度理解、運用學科思維解決問題的能力、對學科的情感態(tài)度以及在學科領域的社會責任等多個層面。學科核心素養(yǎng)具有獨特的特征。它具有綜合性，強調(diào)知識、技能、態(tài)度的有機融合，要求學生不僅要掌握學科的基礎知識和技能，還要具備運用這些知識和技能解決實際問題的能力，以及積極的學習態(tài)度和價值觀。在數(shù)學學科中，學生不僅要掌握數(shù)學公式和運算方法，還要能夠運用數(shù)學思維分析和解決生活中的實際問題，如在建筑設計中運用幾何知識進行空間布局，在經(jīng)濟決策中運用數(shù)據(jù)分析進行風險評估等。學科核心素養(yǎng)具有發(fā)展性，隨著學生學習的深入和生活經(jīng)驗的積累，其核心素養(yǎng)水平會不斷提升。從小學到高中，學生的數(shù)學思維能力從簡單的數(shù)字運算逐步發(fā)展到復雜的邏輯推理和抽象思維，這一過程體現(xiàn)了學科核心素養(yǎng)的動態(tài)發(fā)展。學科核心素養(yǎng)還具有情境性，它需要在具體的情境中得以體現(xiàn)和發(fā)展，學生通過解決真實情境中的問題，不斷深化對學科知識的理解和應用，提升自身的核心素養(yǎng)。在物理學科中，學生通過參與實驗探究，解決實驗過程中出現(xiàn)的問題，如電路故障排查、實驗數(shù)據(jù)異常分析等，來培養(yǎng)科學探究和科學思維能力。在學科教育中，學科核心素養(yǎng)發(fā)揮著至關重要的作用。它是學科教育目標的核心指向，引導著教學內(nèi)容的選擇和教學方法的設計。教師在教學過程中，應以培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)為出發(fā)點，精心設計教學活動，選擇具有代表性的教學內(nèi)容，采用多樣化的教學方法，如探究式教學、項目式學習等，激發(fā)學生的學習興趣和主動性，促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。學科核心素養(yǎng)是評價學生學習成果的重要依據(jù)，通過對學生在學科核心素養(yǎng)各方面表現(xiàn)的評估，能夠全面、準確地了解學生的學習情況，為教學改進提供有力的支持。在語文教學中，通過對學生閱讀理解、寫作表達、文學鑒賞等方面能力的評價，判斷學生語文學科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平，進而調(diào)整教學策略，提高教學質(zhì)量。學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有助于學生實現(xiàn)知識的遷移和應用，使學生能夠?qū)⑺鶎W的學科知識運用到不同的情境中，解決各種實際問題，為學生的未來發(fā)展奠定堅實的基礎。2.3.2物理學科核心素養(yǎng)物理學科核心素養(yǎng)是學生在物理學習過程中形成的，具有物理學科特性的關鍵能力和必備品格，是學科核心素養(yǎng)在物理學科領域的具體體現(xiàn)。它由物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任四個要素構(gòu)成，這四個要素相互關聯(lián)、相互促進，共同構(gòu)成了一個有機的整體。物理觀念是從物理學視角對物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認識，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華。物質(zhì)觀念使學生理解物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，認識到物質(zhì)的多樣性和統(tǒng)一性；運動觀念幫助學生掌握物體的運動形式和規(guī)律，能夠運用運動學公式描述物體的運動狀態(tài)；相互作用觀念讓學生明白物體之間的相互作用是導致物體運動狀態(tài)變化的原因，如牛頓第二定律揭示了力與物體加速度之間的關系；能量觀念則使學生認識到能量的多種形式及其相互轉(zhuǎn)化，在力學中，動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化是常見的能量變化形式，如自由落體運動中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。物理觀念是學生理解和解釋自然現(xiàn)象、解決實際問題的基礎，它能夠幫助學生構(gòu)建系統(tǒng)的物理知識體系，從物理的角度看待世界?？茖W思維是從物理學視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關系的認識方式，是基于經(jīng)驗事實建構(gòu)物理模型的抽象概括過程。模型建構(gòu)是科學思維的重要體現(xiàn)，學生通過構(gòu)建質(zhì)點、理想氣體、點電荷等物理模型，忽略次要因素，突出主要問題，簡化對復雜物理現(xiàn)象的研究。在研究天體運動時，將行星看作質(zhì)點，忽略其形狀和大小，從而運用萬有引力定律進行計算?？茖W推理包括歸納推理、演繹推理等，學生通過對物理現(xiàn)象的觀察和分析，歸納總結(jié)出物理規(guī)律，再運用這些規(guī)律進行演繹推理，解決具體的物理問題。在探究電阻定律的實驗中，通過對不同材料、長度、橫截面積的電阻絲進行實驗測量，歸納出電阻與這些因素之間的關系，然后運用電阻定律計算實際電路中的電阻值。科學論證要求學生能夠運用科學證據(jù)支持自己的觀點，對物理問題進行合理的解釋和論證；質(zhì)疑創(chuàng)新則鼓勵學生敢于對現(xiàn)有理論和觀點提出質(zhì)疑，勇于探索新的物理現(xiàn)象和規(guī)律，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力?？茖W探究是指基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力。問題是科學探究的起點，學生通過觀察生活中的物理現(xiàn)象或?qū)嶒炛械漠惓Ｇ闆r，提出具有探究價值的問題，如在探究摩擦力的實驗中，發(fā)現(xiàn)不同材質(zhì)的物體在相同表面上的摩擦力不同，從而提出“摩擦力的大小與哪些因素有關”的問題。猜想和假設是對問題答案的初步推測，為實驗設計提供方向；設計實驗與制訂方案需要學生綜合考慮實驗目的、實驗原理、實驗器材等因素，制定出合理的實驗步驟；獲取和處理信息要求學生能夠正確操作實驗儀器，收集實驗數(shù)據(jù)，并運用數(shù)學方法對數(shù)據(jù)進行分析和處理；基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋是科學探究的核心環(huán)節(jié)，學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，得出科學結(jié)論，并對結(jié)論進行合理的解釋；交流、評估、反思則有助于學生分享探究成果，發(fā)現(xiàn)自身不足，不斷改進探究方法和過程。科學態(tài)度與責任是指在認識科學本質(zhì)，認識科學、技術、社會、環(huán)境關系的基礎上，逐漸形成的探索自然的內(nèi)在動力，嚴謹認真、實事求是和持之以恒的科學態(tài)度，以及遵守道德規(guī)范，保護環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責任感。科學態(tài)度要求學生在物理學習和研究中，尊重事實，不弄虛作假，對待實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果嚴謹認真。在進行物理實驗時，如實記錄實驗數(shù)據(jù)，不隨意篡改數(shù)據(jù)以迎合預期結(jié)果?？茖W責任使學生認識到科學技術對社會發(fā)展的影響，關注科學技術在實際應用中的倫理道德問題，樹立正確的價值觀。在學習核能相關知識時，學生要認識到核能的開發(fā)和利用既帶來了能源的變革，也存在核安全風險，從而培養(yǎng)對能源問題的責任感和對環(huán)境保護的意識。物理觀念為科學思維、科學探究提供知識基礎；科學思維是科學探究的核心，指導著探究過程的進行，同時也有助于物理觀念的深化和拓展；科學探究是培養(yǎng)物理觀念、發(fā)展科學思維的重要途徑；科學態(tài)度與責任貫穿于物理學習和研究的始終，為其他三個要素的發(fā)展提供保障。這四個要素相互依存、相互促進，共同促進學生物理學科核心素養(yǎng)的全面提升。2.4物理學科核心素養(yǎng)測量的理論框架2.4.1物理核心素測量的一級指標物理學科核心素養(yǎng)測量的一級指標確定為物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任，這一確定具有堅實的理論基礎和實踐依據(jù)。從理論層面來看，這些一級指標與《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求高度契合。課程標準明確指出，物理學科核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，其中物理觀念是對物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認識，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華；科學思維是從物理學視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關系的認識方式；科學探究是基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力；科學態(tài)度與責任是在認識科學本質(zhì)，認識科學、技術、社會、環(huán)境關系的基礎上，逐漸形成的探索自然的內(nèi)在動力，嚴謹認真、實事求是和持之以恒的科學態(tài)度，以及遵守道德規(guī)范，保護環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責任感。這些闡述為一級指標的確定提供了明確的指導方向。在實踐方面，眾多教育研究和教學實踐表明，這四個維度能夠全面涵蓋學生在物理學習過程中所應培養(yǎng)的關鍵能力和必備品格。物理觀念的培養(yǎng)有助于學生構(gòu)建系統(tǒng)的物理知識體系，從物理的角度理解和解釋自然現(xiàn)象，解決實際問題；科學思維的發(fā)展能夠提升學生的邏輯推理、創(chuàng)新思維和問題解決能力，使其能夠在復雜的物理情境中準確分析和解決問題；科學探究能力的提升可以讓學生親身體驗科學研究的過程，培養(yǎng)其觀察、實驗、分析和歸納等能力，提高學生的實踐動手能力和科學素養(yǎng)；科學態(tài)度與責任的養(yǎng)成則能夠引導學生樹立正確的科學價值觀，培養(yǎng)其嚴謹認真的科學態(tài)度和社會責任感，使其在未來的學習和工作中能夠正確對待科學研究和科學成果的應用。將這四個維度作為一級指標，能夠為物理學科核心素養(yǎng)的測量提供全面、系統(tǒng)的框架，準確反映學生的核心素養(yǎng)發(fā)展水平。2.4.2物理核心素養(yǎng)測量的二級指標為了更細致、準確地測量學生的物理學科核心素養(yǎng)，在一級指標的基礎上，進一步構(gòu)建了二級指標。對于物理觀念這一一級指標，將其細分為物質(zhì)觀念、運動觀念、相互作用觀念和能量觀念。物質(zhì)觀念涉及學生對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等方面的認識，例如學生是否理解物質(zhì)是由分子、原子等微觀粒子構(gòu)成，以及不同物質(zhì)的特性和相互轉(zhuǎn)化關系；運動觀念關注學生對物體運動形式、運動規(guī)律的掌握，包括直線運動、曲線運動等各種運動形式的特點和描述方法，以及運動學公式的應用；相互作用觀念側(cè)重于學生對物體之間相互作用力的理解，如重力、彈力、摩擦力等常見力的產(chǎn)生條件、大小和方向的判斷，以及力的合成與分解等知識；能量觀念則強調(diào)學生對能量的各種形式、能量守恒定律以及能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程的認識，在力學中，學生需要理解動能、勢能的概念和計算方法，以及在物體運動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況?？茖W思維的二級指標包括模型建構(gòu)、科學推理、科學論證和質(zhì)疑創(chuàng)新。模型建構(gòu)能力體現(xiàn)學生根據(jù)實際問題構(gòu)建物理模型的能力，如在力學中構(gòu)建質(zhì)點模型，忽略物體的形狀和大小，將其簡化為有質(zhì)量的點，以便于分析物體的運動和受力情況；科學推理涵蓋歸納推理和演繹推理，學生通過對大量物理現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)的觀察分析，歸納總結(jié)出物理規(guī)律，再運用這些規(guī)律進行演繹推理，解決具體的物理問題；科學論證要求學生能夠運用科學證據(jù)支持自己的觀點，對物理問題進行合理的論證和解釋，在分析力學問題時，學生需要通過實驗數(shù)據(jù)、理論推導等方式來證明自己的觀點；質(zhì)疑創(chuàng)新鼓勵學生敢于對已有的物理理論和觀點提出質(zhì)疑，勇于探索新的物理現(xiàn)象和規(guī)律，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，例如對傳統(tǒng)力學理論的某些假設提出疑問，并嘗試通過實驗或理論研究來驗證自己的想法?？茖W探究的二級指標包括問題、證據(jù)、解釋和交流。問題維度考查學生發(fā)現(xiàn)物理問題、提出可探究問題的能力，在日常生活或?qū)嶒炛校瑢W生能否敏銳地捕捉到物理現(xiàn)象背后的問題，并提出具有研究價值的問題；證據(jù)維度關注學生獲取、處理和分析證據(jù)的能力，包括實驗數(shù)據(jù)的收集、測量工具的正確使用以及數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析等；解釋維度要求學生能夠基于證據(jù)對物理問題進行合理的解釋和說明，得出科學的結(jié)論；交流維度則強調(diào)學生與他人分享探究成果、交流探究過程和心得的能力，通過交流，學生可以拓寬思維，發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，進一步完善探究結(jié)果?？茖W態(tài)度與責任的二級指標包括科學本質(zhì)、科學態(tài)度和社會責任?？茖W本質(zhì)維度幫助學生認識科學研究的本質(zhì)特征，如科學的可證偽性、科學理論的發(fā)展性等；科學態(tài)度維度注重培養(yǎng)學生嚴謹認真、實事求是、持之以恒的科學態(tài)度，在物理學習和實驗中，學生是否嚴格遵守實驗操作規(guī)程，如實記錄實驗數(shù)據(jù)；社會責任維度引導學生關注科學技術對社會、環(huán)境的影響，樹立正確的價值觀，認識到自己在科學研究和應用中的責任，在學習力學知識時，學生應思考力學原理在工程建設、交通運輸?shù)阮I域的應用，以及可能帶來的環(huán)境和社會問題。這些二級指標的構(gòu)建，使物理學科核心素養(yǎng)的測量更加細化和全面，能夠更準確地反映學生在各個維度上的發(fā)展水平，為教學改進和學生的個性化發(fā)展提供更具針對性的指導。2.4.3物理觀念三級指標的確定在物理觀念的二級指標基礎上，結(jié)合力學知識，進一步確定了三級指標。在物質(zhì)觀念方面，三級指標包括對物質(zhì)基本構(gòu)成的理解，如學生是否掌握分子動理論的基本內(nèi)容，知道物質(zhì)是由大量分子組成，分子在永不停息地做無規(guī)則運動，分子間存在相互作用力；對常見物質(zhì)物理性質(zhì)的認識，了解不同材料的密度、硬度、彈性等性質(zhì)，以及這些性質(zhì)在力學問題中的應用，在選擇建筑材料時，需要考慮材料的強度和密度等因素；對微觀粒子與宏觀物體關系的認知，理解微觀粒子的運動和相互作用如何決定宏觀物體的力學性質(zhì)，氣體分子的熱運動決定了氣體的壓強和溫度等宏觀性質(zhì)。運動觀念的三級指標涵蓋對運動描述物理量的掌握，包括位移、速度、加速度等概念的理解和計算，學生應能準確運用這些物理量描述物體的運動狀態(tài)；對不同運動形式特點的認識，如勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、圓周運動等，掌握每種運動形式的運動方程和規(guī)律，能夠分析物體在不同運動形式下的受力情況和運動軌跡；運動的合成與分解的應用能力，學會運用平行四邊形定則將復雜的運動分解為簡單的分運動進行分析，在研究斜拋運動時，將其分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的勻變速直線運動。相互作用觀念的三級指標有對常見力的理解，如重力、彈力、摩擦力的產(chǎn)生條件、大小和方向的判斷，學生要能準確分析物體在不同情境下所受的各種力；力的合成與分解方法的運用，根據(jù)實際問題需要，運用平行四邊形定則或正交分解法對力進行合成與分解，以解決物體的平衡和運動問題；牛頓運動定律的理解與應用，掌握牛頓第一定律、牛頓第二定律和牛頓第三定律的內(nèi)容，能夠運用這些定律分析物體的受力和運動關系，在分析汽車啟動、剎車等問題時，運用牛頓第二定律計算加速度。能量觀念的三級指標包含對功和功率概念的理解，明確功是力與物體在力的方向上發(fā)生位移的乘積，功率是單位時間內(nèi)所做的功，學生應能熟練計算各種力做功的大小和功率；動能、勢能的概念與計算，掌握動能和勢能的定義式，能夠根據(jù)物體的運動狀態(tài)和位置計算動能和勢能的大小，以及在運動過程中它們的相互轉(zhuǎn)化；能量守恒定律在力學中的應用，理解在只有重力或彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變，在分析自由落體運動、豎直上拋運動等過程中，運用能量守恒定律解決問題。2.4.4科學思維三級指標的確定依據(jù)科學思維的內(nèi)涵，在力學部分確定了以下三級指標來體現(xiàn)學生的科學思維能力。模型建構(gòu)方面，三級指標包括對質(zhì)點模型的理解與應用，學生應明白在何種情況下可以將物體看作質(zhì)點，以及如何運用質(zhì)點模型簡化力學問題的分析，在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，可將地球看作質(zhì)點；對剛體模型的認識與運用，了解剛體的概念，即物體在受力時形狀和大小保持不變，掌握剛體在轉(zhuǎn)動問題中的相關規(guī)律和分析方法，在研究定滑輪的轉(zhuǎn)動時，可將定滑輪看作剛體；對常見力學模型的構(gòu)建與應用，如連接體模型、傳送帶模型、滑塊-木板模型等，學生要能夠根據(jù)實際問題構(gòu)建這些模型，并運用相關知識解決問題，在分析連接體的運動時，通過整體法和隔離法對連接體進行受力分析?？茖W推理的三級指標涵蓋歸納推理能力，學生能夠通過對多個具體力學現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)的觀察分析，歸納總結(jié)出一般性的力學規(guī)律，通過多次測量不同物體在斜面上的運動，歸納出物體沿斜面下滑的加速度與斜面傾角、物體質(zhì)量等因素的關系；演繹推理能力，運用已掌握的力學規(guī)律進行邏輯推理，解決具體的力學問題，根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式，推導物體在勻加速直線運動中的位移公式；類比推理能力，將熟悉的力學問題或模型與新的問題進行類比，從而找到解決新問題的思路和方法，在學習電場力做功時，類比重力做功的特點和計算方法來理解電場力做功?？茖W論證的三級指標有基于實驗證據(jù)的論證能力，學生能夠通過設計和實施力學實驗，收集實驗數(shù)據(jù)，并運用這些數(shù)據(jù)對力學問題進行論證，在探究加速度與力、質(zhì)量的關系實驗中，通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，論證加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比；基于理論知識的論證能力，運用已學的力學理論知識，對物理現(xiàn)象和問題進行合理的解釋和論證，在解釋汽車剎車時乘客前傾的現(xiàn)象時，運用牛頓第一定律進行論證；對論證過程的反思與改進能力，學生能夠?qū)ψ约旱恼撟C過程進行反思，檢查論證的邏輯是否嚴密，證據(jù)是否充分，如有不足，能夠及時改進論證過程。質(zhì)疑創(chuàng)新的三級指標包括對傳統(tǒng)力學觀念的質(zhì)疑意識，學生敢于對一些傳統(tǒng)的力學觀念和理論提出疑問，思考其局限性，對牛頓絕對時空觀提出質(zhì)疑，思考在高速運動和強引力場情況下牛頓力學的適用性；對力學問題的創(chuàng)新解法探索，鼓勵學生嘗試用不同的方法解決力學問題，突破常規(guī)思維，尋找更簡潔、高效的解題思路，在解決力學問題時，嘗試運用圖像法、微元法等創(chuàng)新方法；對新的力學現(xiàn)象和問題的探究興趣，培養(yǎng)學生對生活中出現(xiàn)的新的力學現(xiàn)象和問題的好奇心和探究欲望，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，當觀察到一些特殊的力學現(xiàn)象時，如磁懸浮列車的運行原理，主動探究其中的力學奧秘。2.4.5科學探究三級指標的確定結(jié)合力學實驗和探究活動，確定科學探究的三級指標，以全面考查學生在科學探究方面的能力。在提出問題維度，三級指標包括從日常生活中發(fā)現(xiàn)力學問題的能力，學生能夠敏銳地觀察日常生活中的力學現(xiàn)象，如汽車的行駛、電梯的升降等，從中發(fā)現(xiàn)值得探究的問題，如汽車剎車時為什么會有一段滑行距離；從力學實驗中發(fā)現(xiàn)問題的能力，在進行力學實驗時，學生能夠關注實驗過程中的異常現(xiàn)象或與預期不符的結(jié)果，提出相應的問題，在探究滑動摩擦力的實驗中，發(fā)現(xiàn)實際測量的摩擦力大小與理論計算存在偏差，進而提出問題；提出具有探究價值問題的能力，學生所提出的問題應具有一定的科學性、創(chuàng)新性和可行性，能夠通過實驗或理論研究來解決，如探究在不同表面材質(zhì)和壓力條件下，摩擦力的變化規(guī)律。設計實驗維度的三級指標有實驗原理的理解與運用能力，學生要掌握力學實驗的基本原理，能夠根據(jù)實驗目的選擇合適的實驗原理，在探究加速度與力、質(zhì)量的關系實驗中，理解牛頓第二定律是實驗的原理基礎；實驗器材的選擇與使用能力，根據(jù)實驗要求，學生能夠正確選擇實驗器材，并熟練掌握其使用方法，在測量物體的重力時，選擇合適量程的彈簧測力計，并正確使用它進行測量；實驗步驟的設計與優(yōu)化能力，學生能夠設計出合理、可行的實驗步驟，確保實驗的順利進行，并能夠?qū)嶒灢襟E進行優(yōu)化，提高實驗的準確性和效率，在探究單擺周期與擺長的關系實驗中，合理安排測量擺長和周期的順序，減少實驗誤差。獲取證據(jù)維度的三級指標包括實驗數(shù)據(jù)的準確測量能力，學生能夠正確使用測量工具，按照規(guī)范的操作方法進行實驗數(shù)據(jù)的測量，保證數(shù)據(jù)的準確性，在測量物體的長度、質(zhì)量等物理量時，讀數(shù)準確；數(shù)據(jù)的記錄與整理能力，學生能夠?qū)y量得到的數(shù)據(jù)進行清晰、準確的記錄，并運用合適的方法對數(shù)據(jù)進行整理，如列表、繪制圖表等，以便于后續(xù)的分析，在探究電阻定律的實驗中，將不同長度、橫截面積的電阻絲對應的電阻值記錄下來，并繪制電阻與長度、橫截面積的關系圖；多種證據(jù)的收集與整合能力，除了實驗數(shù)據(jù)外，學生還能夠收集其他相關的證據(jù)，如觀察到的實驗現(xiàn)象、已有的理論知識等，并將這些證據(jù)進行整合，為得出結(jié)論提供更充分的支持，在研究物體的平拋運動時，除了測量平拋物體的水平位移和豎直位移外，還觀察物體的運動軌跡，結(jié)合運動學知識進行分析。分析論證維度的三級指標有數(shù)據(jù)的分析與處理能力，學生能夠運用數(shù)學方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析，如計算平均值、求差值、繪制函數(shù)圖像等，從數(shù)據(jù)中找出規(guī)律，在探究加速度與力的關系實驗中，通過對多組實驗數(shù)據(jù)的分析，繪制加速度與力的關系圖像，得出加速度與力成正比的結(jié)論；基于證據(jù)得出結(jié)論的能力，學生能夠根據(jù)收集到的證據(jù)，運用科學的推理方法，得出合理的結(jié)論，在探究影響滑動摩擦力大小的因素實驗中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象，得出滑動摩擦力大小與壓力和接觸面粗糙程度有關的結(jié)論；對結(jié)論的解釋與拓展能力，學生能夠?qū)Φ贸龅慕Y(jié)論進行合理的解釋，說明其物理意義，并能夠?qū)⒔Y(jié)論進行拓展，應用到其他相關的問題中，在學習了牛頓第二定律后，能夠用它解釋生活中各種物體的運動現(xiàn)象，并進一步分析在不同受力情況下物體的運動狀態(tài)變化。交流合作維度的三級指標包括與小組成員的合作能力，學生在探究活動中能夠與小組成員密切配合，分工協(xié)作，共同完成實驗任務，在進行力學實驗時，有的學生負責操作實驗儀器，有的學生負責記錄數(shù)據(jù)，有的學生負責分析結(jié)果；探究成果的表達與展示能力，學生能夠運用清晰、準確的語言和圖表等方式，將自己的探究成果表達和展示出來，讓他人能夠理解，在撰寫實驗報告時，詳細描述實驗目的、實驗過程、實驗結(jié)果和結(jié)論，并運用圖表進行輔助說明；對他人觀點的傾聽與評價能力，學生能夠認真傾聽他人的觀點和意見，尊重他人的想法，并能夠?qū)λ说挠^點進行客觀的評價，提出自己的看法和建議，在小組討論中，積極參與討論，對其他成員的觀點進行分析和評價。2.4.6科學態(tài)度與責任三級指標的確定從對力學知識的態(tài)度和對科學的責任角度，確定科學態(tài)度與責任的三級指標。在嚴謹態(tài)度方面，三級指標包括對力學實驗數(shù)據(jù)的如實記錄，學生在進行力學實驗時，應尊重實驗事實，不篡改、不偽造實驗數(shù)據(jù)，如實記錄每次測量的結(jié)果，確保數(shù)據(jù)的真實性和可靠性；對力學概念和規(guī)律的準確理解，學生要深入理解力學中的各種概念和規(guī)律，不模糊、不誤解，準確把握其內(nèi)涵和外延，在學習牛頓第二定律時，要理解公式中各個物理量的含義以及它們之間的關系；對力學問題分析的嚴密性，在解決力學問題時，學生要運用嚴謹?shù)倪壿嬎季S，全面考慮各種因素，不遺漏重要條件，對物體的受力分析要做到準確無誤，避免出現(xiàn)錯誤的判斷?？茖W倫理維度的三級指標有對科學研究中道德規(guī)范的遵守，學生在進行力學研究和實驗時，要遵守科學研究的道德規(guī)范，不抄襲他人的研究成果，不進行學術不端行為，尊重他人的知識產(chǎn)權(quán)；對力學知識應用的審慎態(tài)度，學生要認識到力學知識的應用可能會帶來一定的社會和環(huán)境影響，在應用力學知識解決實際問題時，要審慎考慮其后果，選擇合理的方案，在設計建筑結(jié)構(gòu)時，要充分考慮結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，避免因設計不當而造成安全事故；對科學研究中潛在風險的認識，學生要了解力學研究中可能存在的風險，如實驗過程中的安全風險、研究成果應用可能帶來的負面影響等，采取相應的措施進行防范和應對，在進行高壓氣體實驗時，要認識到氣體泄漏可能帶來的危險，做好安全防護措施。社會責任維度的三級指標包含對力學知識在社會發(fā)展中作用的認識，學生要了解力學知識在工程建設、交通運輸、能源開發(fā)等領域的重要作用，認識到力學科學對推動社會進步和發(fā)展的貢獻，在學習力學知識的過程中，思考其在實際生活中的應用價值；對科學技術與社會、環(huán)境關系的理解，學生要理解科學技術的發(fā)展與社會、環(huán)境之間的相互關系，認識到科學技術的應用既可以帶來積極的影響，也可能產(chǎn)生一些負面效應，在學習力學知識時，關注力學技術在應用過程中對環(huán)境的影響，如機械制造過程中的能源消耗和廢棄物排放；對科學技術發(fā)展的責任感，學生要樹立對三、高中生物理核心素養(yǎng)量表項目的編制3.1編制的基本過程3.1.1量表項目編制的基本原則在編制高中生物理學科核心素養(yǎng)量表項目時，嚴格遵循科學性、有效性、可行性、獨立性等基本原則，以確保量表能夠準確、全面地測量學生的物理學科核心素養(yǎng)水平。科學性原則是量表編制的基石，要求量表的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和評價標準都建立在科學的理論基礎之上。量表的指標體系應與物理學科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵和外延相契合，符合物理學的基本原理和學生的認知發(fā)展規(guī)律。在構(gòu)建物理觀念維度的指標時，要依據(jù)物理學中物質(zhì)、運動、相互作用和能量的基本概念和理論，確保學生對這些觀念的理解和應用能夠得到準確評估；在設計科學思維維度的指標時，要遵循科學思維的邏輯和方法，如模型建構(gòu)、科學推理、科學論證等，使學生的科學思維能力能夠在量表中得到充分體現(xiàn)。量表的編制過程應采用科學的方法，如文獻研究、問卷調(diào)查、專家訪談等，確保數(shù)據(jù)的可靠性和結(jié)論的準確性。有效性原則強調(diào)量表能夠準確測量出學生的物理學科核心素養(yǎng)。量表的項目應具有明確的測量目標，能夠有效區(qū)分不同學生在各個核心素養(yǎng)維度上的水平差異。在科學探究維度，設置具體的實驗探究項目，讓學生在實際操作中展示其提出問題、設計實驗、獲取證據(jù)、分析論證等能力，通過對學生在這些項目中的表現(xiàn)進行評估，能夠準確判斷學生的科學探究素養(yǎng)水平。量表的內(nèi)容應緊密圍繞物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，避免出現(xiàn)無關或冗余的項目，確保每個項目都能為測量學生的核心素養(yǎng)提供有價值的信息?？尚行栽瓌t關注量表在實際應用中的可操作性。量表的項目應簡潔明了，易于學生理解和回答；評價標準應客觀、明確，便于教師進行評分。在設計量表項目時，要充分考慮學生的實際能力和教學實際情況，避免設置過于復雜或難以實施的項目。在實驗操作評價項目中，要確保實驗器材的準備和實驗步驟的實施在學校實驗室的條件下能夠順利進行；在評分標準的制定上，要采用具體、可量化的指標，減少主觀因素的影響，使教師能夠根據(jù)學生的實際表現(xiàn)準確給出分數(shù)。獨立性原則要求量表中的各個項目之間相互獨立，避免出現(xiàn)內(nèi)容重復或相互干擾的情況。每個項目應只測量一個特定的核心素養(yǎng)維度或指標，確保測量結(jié)果的準確性和有效性。在科學思維維度中，模型建構(gòu)、科學推理、科學論證和質(zhì)疑創(chuàng)新等項目應分別獨立設計，避免一個項目同時考查多個思維能力，從而使學生在每個項目中的表現(xiàn)能夠準確反映其在相應思維能力方面的水平。3.1.2量表編制的基本流程量表編制是一個系統(tǒng)而嚴謹?shù)倪^程，主要包括理論框架構(gòu)建、項目編寫、測試與修改、確定最終量表等步驟。在理論框架構(gòu)建階段，通過深入研究《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》以及相關的教育教學理論，明確物理學科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵、構(gòu)成要素和水平劃分標準。結(jié)合力學部分的知識特點和學生的認知規(guī)律，確定量表的一級指標（物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任）、二級指標和三級指標，構(gòu)建起全面、系統(tǒng)的量表理論框架，為后續(xù)的項目編制提供指導。項目編寫階段，依據(jù)理論框架，組織物理教育專家、一線教師和教育測量專家共同編寫量表項目。針對每個指標，設計具有代表性和針對性的題目，涵蓋選擇題、填空題、簡答題、實驗題、論述題等多種題型，以全面考查學生在不同方面的核心素養(yǎng)表現(xiàn)。在物理觀念維度，編寫一些能夠考查學生對力學基本概念和規(guī)律理解的題目，如“請簡述牛頓第二定律的內(nèi)容，并舉例說明其在生活中的應用”；在科學思維維度，設置一些需要學生運用模型建構(gòu)、科學推理等思維方法解決的問題，如“在研究汽車在水平路面上的加速運動時，可將汽車簡化為什么模型？請運用相關知識分析汽車加速的原因”。編寫過程中，充分考慮題目的難度、區(qū)分度和趣味性，確保題目既能夠準確測量學生的核心素養(yǎng)水平，又能夠激發(fā)學生的答題興趣。完成項目編寫后，進行小范圍初測。選取部分具有代表性的學生進行測試，收集學生的答題數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行初步分析，了解學生在各個項目上的表現(xiàn)情況，發(fā)現(xiàn)題目中存在的問題，如表述不清、難度過高或過低等。根據(jù)初測結(jié)果，組織專家和教師對題目進行修改和完善，調(diào)整題目的表述方式、難度和分值，使其更加符合測量要求。經(jīng)過小范圍初測和修改后，進行大規(guī)模初測。擴大測試樣本，選取不同地區(qū)、不同層次學校的學生進行測試，運用統(tǒng)計學方法對初測數(shù)據(jù)進行深入分析，包括項目的難度、區(qū)分度、信度和效度等指標的計算和分析。根據(jù)分析結(jié)果，進一步篩選和修改項目，刪除難度過大或過小、區(qū)分度不高的題目，優(yōu)化項目的質(zhì)量，確保量表的可靠性和有效性。在初測結(jié)果分析中，若發(fā)現(xiàn)某個項目的難度值過高，大部分學生都無法正確回答，說明該項目可能超出了學生的能力范圍，需要對其進行修改或刪除；若某個項目的區(qū)分度較低，無法有效區(qū)分不同水平的學生，也需要對該項目進行調(diào)整。初測完成后，制定得分等級（常模參照）。根據(jù)初測數(shù)據(jù)的分布情況，運用統(tǒng)計學方法確定不同得分區(qū)間所對應的核心素養(yǎng)水平等級，如優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格等，為后續(xù)的評價提供標準。為了進一步檢驗量表的穩(wěn)定性和可靠性，進行量表重測。選取與初測不同的學生樣本進行重測，再次分析量表各項目的難度、區(qū)分度、信度和效度等指標。若重測結(jié)果與初測結(jié)果基本一致，說明量表具有較好的穩(wěn)定性和可靠性；若存在較大差異，則需要對量表進行進一步的修改和完善。在重測過程中，要注意控制測試條件的一致性，確保重測結(jié)果的準確性。通過多次測試和修改，最終確定量表。經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢驗和評估，確保量表在內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、信度和效度等方面都達到較高的標準，能夠準確、有效地測量高中學生在力學部分的物理學科核心素養(yǎng)水平，為物理教學和評價提供科學、可靠的工具。3.2量表具體項目的初步編制3.2.1量表項目結(jié)構(gòu)的初步設置量表在題型設計上，充分考慮了對學生多方面能力的考查，涵蓋了選擇題、填空題、簡答題、實驗題和論述題。選擇題設置了15道，每道2分，主要考查學生對力學基本概念和規(guī)律的理解與記憶，如“下列關于力的說法中，正確的是（）”，通過不同選項的設置，檢測學生對力的性質(zhì)、作用效果等知識的掌握情況；填空題設置了5道，每道3分，著重考查學生對物理量的計算和公式的應用，如“一個質(zhì)量為2kg的物體，在水平拉力F=10N的作用下，在光滑水平面上做勻加速直線運動，其加速度大小為______m/s2”；簡答題設置了3道，每道5分，要求學生運用物理知識對具體問題進行分析和解釋，如“請簡述牛頓第一定律的內(nèi)容，并說明其在生活中的應用”；實驗題設置了2道，每道10分，旨在考查學生的實驗操作能力、實驗設計能力以及對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力，如“設計一個實驗，探究加速度與力、質(zhì)量的關系，要求寫出實驗原理、實驗器材、實驗步驟和數(shù)據(jù)處理方法”；論述題設置了1道，15分，主要考查學生的綜合運用能力和邏輯思維能力，讓學生對某個力學問題進行深入的探討和分析，如“結(jié)合實際生活，論述力學知識在交通運輸中的應用及其重要性”。量表的項目編排遵循由易到難、由淺入深的原則。選擇題和填空題放在前面，這些題目相對較為基礎，能夠幫助學生快速進入答題狀態(tài)，同時也能對學生的基礎知識掌握情況進行初步檢測。簡答題和實驗題隨后，它們對學生的分析能力、實踐能力和創(chuàng)新能力提出了更高的要求。論述題則安排在最后，需要學生綜合運用所學知識，進行深入的思考和闡述，以全面考查學生的核心素養(yǎng)水平。在每個題型內(nèi)部，也按照知識點的難易程度和邏輯順序進行編排，使學生能夠逐步深入地思考和作答，更好地展示自己的能力。3.2.2量表評分標準設置量表采用5級評分制，分別對應不同的得分范圍和能力水平描述。5分代表學生在該項目上表現(xiàn)卓越，完全達到或超出了相應的核心素養(yǎng)要求。在物理觀念維度，學生能夠準確、深入地理解相關物理概念和規(guī)律，如在回答“簡述動能定理的內(nèi)容，并舉例說明其在生活中的應用”這一問題時，學生不僅能夠清晰闡述動能定理的公式和含義，還能詳細列舉多個生活實例，如汽車加速過程中發(fā)動機做功與動能增加的關系、運動員跳遠時起跳瞬間動能的轉(zhuǎn)化等，并對每個實例進行深入分析，展現(xiàn)出對知識的深刻理解和靈活運用能力。在科學思維維度，學生能夠熟練運用各種科學思維方法，如在解決力學問題時，能夠迅速準確地構(gòu)建合理的物理模型，運用科學推理得出正確結(jié)論，并對論證過程進行嚴謹?shù)年U述，邏輯嚴密，條理清晰。在科學探究維度，學生在實驗探究過程中表現(xiàn)出色，能夠獨立提出有價值的問題，設計出科學合理的實驗方案，熟練操作實驗儀器，準確獲取實驗數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行深入分析，得出可靠結(jié)論，同時能夠?qū)嶒炦^程和結(jié)果進行全面、深入的反思和交流。在科學態(tài)度與責任維度，學生展現(xiàn)出高度的科學精神和社會責任感，對待實驗數(shù)據(jù)嚴謹認真，尊重科學事實，積極關注科學技術對社會和環(huán)境的影響，并能提出合理的建議。4分表示學生表現(xiàn)良好，基本達到核心素養(yǎng)要求，存在一些小的不足。在物理觀念方面，學生對物理概念和規(guī)律的理解較為準確，但在應用時可能存在一些細節(jié)上的偏差，如在舉例說明牛頓第三定律時，能夠正確闡述定律內(nèi)容，但所舉例子不夠典型或分析不夠深入。在科學思維方面，學生能夠運用常見的科學思維方法解決問題，但在思維的靈活性和創(chuàng)新性上稍顯不足，如在構(gòu)建物理模型時，可能只能想到常規(guī)的模型，而對于一些需要創(chuàng)新思維的問題，不能迅速找到解決方案。在科學探究方面，學生能夠完成實驗探究的基本步驟，但在實驗設計的創(chuàng)新性和數(shù)據(jù)處理的準確性上還有提升空間，如實驗方案可能缺乏獨特的設計思路，數(shù)據(jù)處理時可能出現(xiàn)一些小的計算錯誤。在科學態(tài)度與責任方面，學生具備基本的科學態(tài)度，但在對科學技術的社會影響關注程度上還有待提高，如能夠認識到科學研究需要嚴謹?shù)膽B(tài)度，但對于科學技術在實際應用中可能帶來的負面影響認識不夠深刻。3分意味著學生表現(xiàn)中等，部分達到核心素養(yǎng)要求，存在一定的知識或能力缺陷。在物理觀念維度，學生對一些基本的物理概念和規(guī)律有一定的了解，但理解不夠深入，存在一些模糊之處，如對功和功率的概念理解不夠清晰，在計算時容易混淆。在科學思維維度，學生能夠進行簡單的科學推理，但在復雜問題的分析和解決上存在困難，如在處理多物體、多過程的力學問題時，不能正確運用整體法和隔離法進行受力分析。在科學探究維度，學生能夠在教師的指導下完成實驗操作，但在提出問題、設計實驗方案和分析論證等方面能力較弱，如提出的問題缺乏針對性，實驗方案設計不合理，對實驗結(jié)果的分析不夠全面。在科學態(tài)度與責任方面，學生的科學態(tài)度不夠穩(wěn)定，有時會出現(xiàn)敷衍了事的情況，對科學技術的社會責任認識不足，如在實驗過程中可能會隨意記錄數(shù)據(jù)，對科學技術在社會發(fā)展中的作用缺乏深入思考。2分表明學生表現(xiàn)較差，僅達到部分基本要求，存在較大的知識和能力差距。在物理觀念方面，學生對大部分物理概念和規(guī)律的理解存在錯誤或嚴重不足，如對牛頓運動定律的理解只停留在表面，無法運用其解決實際問題。在科學思維方面，學生缺乏科學思維方法的運用能力，在面對物理問題時，思維混亂，無法找到解題思路，如在分析物體的運動狀態(tài)時，不能正確判斷物體的受力情況。在科學探究維度，學生在實驗探究的各個環(huán)節(jié)都存在較大問題，如不能提出有效的問題，實驗操作不規(guī)范，無法正確獲取和處理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果的解釋也不合理。在科學態(tài)度與責任方面，學生缺乏基本的科學態(tài)度，對科學研究不認真，不重視科學技術的社會責任，如在實驗中故意篡改數(shù)據(jù)，對科學技術對環(huán)境和社會的影響漠不關心。1分代表學生表現(xiàn)極差，幾乎未達到任何核心素養(yǎng)要求。在物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任等各個維度，學生都存在嚴重的不足，對力學知識幾乎沒有掌握，無法進行任何有效的思考和探究，缺乏基本的科學素養(yǎng)和責任感。3.2.3量表的小范圍初測調(diào)整在量表初步編制完成后，選取了[X]名具有代表性的學生進行小范圍初測。這些學生來自不同層次的學校，包括重點高中、普通高中和職業(yè)高中，涵蓋了高一、高二、高三三個年級，以確保能夠全面收集不同學生群體對量表項目的反饋。初測結(jié)束后，采用問卷調(diào)查和訪談的方式收集學生和教師的意見。向?qū)W生發(fā)放問卷，詢問他們對量表題目的理解程度、難度感受、題目類型是否合適等問題，如“你覺得本次測試中哪些題目比較難理解？”“你認為哪種題型最能考查你的物理能力？”；同時與教師進行訪談，了解他們對量表內(nèi)容、評分標準的看法，以及在教學過程中對學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的側(cè)重點與量表的契合度，如“您認為量表中的哪些題目能夠有效考查學生的科學思維能力？”“您覺得目前的評分標準是否能夠準確反映學生的核心素養(yǎng)水平？”。根據(jù)反饋意見，對量表項目進行了多方面的調(diào)整。對于表述不清的題目，重新組織語言，使其更加簡潔明了。一道關于“描述物體在非勻變速直線運動中的平均速度與瞬時速度關系”的題目，學生普遍反映理解困難，經(jīng)過修改，將其表述為“在物體做非勻變速直線運動時，平均速度與瞬時速度在數(shù)值和物理意義上有怎樣的區(qū)別和聯(lián)系，請舉例說明”，使題目表達更加清晰準確，便于學生理解。對于難度過高或過低的題目，進行了適當?shù)男薷幕蛱鎿Q。有一道考查復雜連接體受力分析的題目，難度過大，大部分學生無法正確解答，將其替換為一道難度適中的題目，考查學生對基本連接體模型的理解和應用，如“如圖所示，兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體用輕繩連接，在水平拉力F的作用下沿光滑水平面加速運動，求兩物體之間輕繩的拉力大小”。對于部分選項具有明顯誤導性或不合理的選擇題，對選項進行了優(yōu)化，提高了題目的質(zhì)量和區(qū)分度。通過小范圍初測和調(diào)整，量表項目在內(nèi)容、表述、難度等方面更加合理，為后續(xù)的大規(guī)模初測奠定了良好的基礎。3.3量表的初測3.3.1初測樣本為了確保量表初測結(jié)果的可靠性和代表性，本研究采用分層抽樣的方法選取初測樣本。根據(jù)學校類型、年級和性別等因素進行分層，從不同層次的學校中抽取學生參與初測。學校類型方面，涵蓋了城市重點高中、城市普通高中和農(nóng)村高中。城市重點高中教學資源豐富，師資力量雄厚，學生的學習基礎和學習能力相對較強；城市普通高中學生群體具有一定的普遍性；農(nóng)村高中在教學資源和學生學習環(huán)境上與城市學校存在差異。通過選取不同類型學校的學生，能夠全面反映不同教育背景下學生的物理學科核心素養(yǎng)水平。年級分層包括高一、高二和高三三個年級。不同年級的學生在物理知識的學習進度和掌握程度上存在差異，對物理學科核心素養(yǎng)的發(fā)展也處于不同階段。高一年級學生剛接觸高中物理，正處于適應高中物理學習節(jié)奏和構(gòu)建物理知識體系的階段；高二年級學生已經(jīng)學習了一定的物理知識，開始深入理解物理概念和規(guī)律，科學思維和科學探究能力逐步發(fā)展；高三年級學生則處于知識的綜合運用和復習階段，對物理學科核心素養(yǎng)的要求更高。性別分層確保了樣本中男女生比例的均衡。由于男女生在學習方式、思維特點等方面可能存在差異，均衡的性別比例有助于全面了解不同性別學生在物理學科核心素養(yǎng)上的表現(xiàn)。最終，共選取了[X]名學生作為初測樣本，其中城市重點高中學生[X]名，城市普通高中學生[X]名，農(nóng)村高中學生[X]名；高一年級學生[X]名，高二年級學生[X]名，高三年級學生[X]名；男生[X]名，女生[X]名。這樣的樣本分布具有廣泛的代表性，能夠為量表的初測提供豐富、全面的數(shù)據(jù)支持，從而更準確地評估量表的質(zhì)量和有效性。3.3.2初測方法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計本研究采用問卷調(diào)查法進行初測，以確保數(shù)據(jù)收集的全面性和客觀性。問卷發(fā)放過程中，嚴格遵循標準化程序，由經(jīng)過培訓的調(diào)查人員向?qū)W生詳細說明測試的目的、要求和注意事項，確保學生理解測試內(nèi)容，避免因誤解而影響答題結(jié)果。調(diào)查人員在現(xiàn)場進行監(jiān)督，維持測試秩序，保證學生獨立完成答題，避免作弊等行為的發(fā)生，以獲取真實可靠的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集完成后，運用SPSS26.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)錄入和統(tǒng)計分析。在數(shù)據(jù)錄入階段，仔細核對每一份問卷的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性，避免錄入錯誤對后續(xù)分析結(jié)果產(chǎn)生影響。對于缺失值和異常值，采用合理的處理方法進行處理，如根據(jù)數(shù)據(jù)的分布情況和統(tǒng)計學原理進行插補或剔除。在統(tǒng)計分析過程中，運用描述性統(tǒng)計分析方法計算量表各項目的均值、標準差等統(tǒng)計量，以了解學生在各個項目上的答題情況，初步掌握學生的整體水平和離散程度。通過計算均值，可以了解學生在某一項目上的平均得分，反映學生對該項目所考查知識或能力的總體掌握程度；標準差則能夠反映學生得分的離散程度，標準差越大，說明學生之間的差異越大，反之則說明學生之間的差異較小。運用相關分析方法探討量表各維度之間的相關性，了解不同核心素養(yǎng)維度之間的內(nèi)在聯(lián)系。通過相關分析，可以判斷物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任等維度之間是否存在相互影響、相互促進的關系，為進一步深入分析學生的核心素養(yǎng)發(fā)展提供依據(jù)。3.3.3初測結(jié)果分析對初測數(shù)據(jù)進行了全面深入的分析，主要包括難度、區(qū)分度、信度和效度分析，以綜合評估量表的質(zhì)量。難度分析結(jié)果顯示，量表整體難度適中，平均難度值為[X]，符合預期設定范圍。在物理觀念維度，各項目難度分布較為合理，大部分項目難度值在[X]-[X]之間，既考查了學生對基本物理概念和規(guī)律的記憶，如“牛頓第二定律的表達式是什么”，難度值為[X]，大部分學生能夠正確回答；也設置了一些難度較高的題目，考查學生對物理觀念的深入理解和應用，如“請運用能量守恒定律分析汽車在剎車過程中的能量轉(zhuǎn)化情況”，難度值為[X]，只有部分對知識掌握較好的學生能夠準確回答，這有助于區(qū)分不同水平的學生。區(qū)分度分析表明，量表具有良好的區(qū)分能力，能夠有效鑒別不同水平的學生。各維度的區(qū)分度值均在[X]以上，其中科學思維維度的區(qū)分度最高，達到了[X]。在科學思維維度的題目中，如“在研究平拋運動時，如何構(gòu)建物理模型來分析物體的運動軌跡，請闡述你的思路”，區(qū)分度為[X]。高水平學生能夠清晰地闡述構(gòu)建平拋運動模型的方法和思路，如將物體看作質(zhì)點，忽略空氣阻力，將運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動等；而低水平學生則無法準確構(gòu)建模型，回答存在較多錯誤或不完整，通過該題能夠明顯區(qū)分出不同水平學生的科學思維能力。信度分析采用Cronbach'sα系數(shù)法，結(jié)果顯示量表的總體信度系數(shù)為[X]，各維度的信度系數(shù)也均在[X]以上，表明量表具有較高的內(nèi)部一致性和穩(wěn)定性，測量結(jié)果可靠。物理觀念維度的信度系數(shù)為[X]，科學思維維度的信度系數(shù)為[X]，科學探究維度的信度系數(shù)為[X]，科學態(tài)度與責任維度的信度系數(shù)為[X]，這說明量表在各個維度上的測量結(jié)果都較為穩(wěn)定，能夠準確反映學生在相應維度上的核心素養(yǎng)水平。效度分析從內(nèi)容效度和結(jié)構(gòu)效度兩方面進行。內(nèi)容效度通過專家評定法進行驗證，邀請了物理教育領域的專家、一線物理教師和教育測量專家對量表的內(nèi)容進行審核，專家們一致認為量表內(nèi)容全面、準確，能夠涵蓋物理學科核心素養(yǎng)的各個方面，與課程標準的要求高度契合，具有較高的內(nèi)容效度。結(jié)構(gòu)效度采用因子分析方法進行檢驗，結(jié)果表明量表的因子結(jié)構(gòu)與理論預期相符，各維度的因子載荷均在[X]以上，說明量表能夠有效測量學生的物理學科核心素養(yǎng)，具有良好的結(jié)構(gòu)效度。3.3.4初測量表的修改根據(jù)初測結(jié)果，對量表項目進行了細致的修改，以進一步優(yōu)化量表質(zhì)量。對于難度過高或過低的項目，采取了相應的調(diào)整措施。刪除了一些難度過高，學生得分率極低的項目，如一道關于“運用拉格朗日方程求解復雜力學系統(tǒng)運動狀態(tài)”的題目，難度值高達[X]，只有極少數(shù)學生能夠回答正確，該題目超出了高中學生的知識范圍和能力水平，與量表的測量目標不符，因此將其刪除；對于難度過低，學生得分率過高的項目，如“力的單位是什么”，難度值僅為[X]，幾乎所有學生都能正確回答，無法區(qū)分學生的水平差異，對這類題目進行了替換或修改，增加了題目的難度和綜合性，如改為“請舉例說明力的作用效果，并分析其背后的物理原理”，以更好地考查學生對力的概念的理解和應用能力。對區(qū)分度較低的項目進行了重點審查和修改。通過分析發(fā)現(xiàn)，一些項目雖然在理論上能夠考查學生的核心素養(yǎng)，但在實際測試中區(qū)分度不高，無法有效鑒別學生的水平差異。一道關于“簡單機械的工作原理”的選擇題，區(qū)分度僅為[X]，經(jīng)過深入分析，發(fā)現(xiàn)是選項設置不夠合理，存在明顯的干擾項，導致學生容易誤選。針對這一問題，對選項進行了重新設計，使其更加具有迷惑性和區(qū)分度，同時對題目表述進行了優(yōu)化，使其更加清晰準確，以提高該項目的區(qū)分能力。在修改過程中，充分參考了專家的意見和建議，確保修改后的項目符合物理學科核心素養(yǎng)的測量要求。邀請物理教育專家和一線教師對修改后的項目進行再次審核，專家們從學科知識、教學實際和學生認知水平等多個角度進行評估，提出了一些寶貴的意見和建議，如進一步優(yōu)化題目表述，使其更加貼近學生的生活實際；增加一些開放性問題，以考查學生的創(chuàng)新思維和綜合應用能力等。根據(jù)專家的建議，對項目進行了進一步的完善，使量表在內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和難度等方面更加科學合理，能夠更準確地測量學生的物理學科核心素養(yǎng)水平。3.3.5得分等級(常模參照)的制定為了更直觀地解釋量表得分，本研究制定了基于常模參照的得分等級。通過對初測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，依據(jù)數(shù)據(jù)的分布情況和統(tǒng)計學原理，將得分劃分為五個等級：優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。具體劃分標準如下：得分在[X]-[X]之間的學生被評定為優(yōu)秀等級，這部分學生在物理學科核心素養(yǎng)的各個維度上都表現(xiàn)出色，對力學知識的理解深入，能夠熟練運用物理觀念解決實際問題，具備較強的科學思維和科學探究能力，同時展現(xiàn)出嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和高度的社會責任感。在回答物理觀念維度的問題時，能夠準確闡述物理概念和規(guī)律，并結(jié)合實際生活中的力學現(xiàn)象進行深入分析；在科學思維維度，能夠迅速準確地構(gòu)建物理模型，運用科學推理和論證方法解決復雜的力學問題；在科學探究維度，能夠獨立提出有價值的問題，設計合理的實驗方案，并對實驗結(jié)果進行深入分析和總結(jié)；在科學態(tài)度與責任維度，對待學習認真負責，積極關注科學技術對社會和環(huán)境的影響。得分在[X]-[X]之間的學生評定為良好等級，這些學生對力學知識有較好的掌握，能夠較好地運用物理觀念，科學思維和科學探究能力也有一定的發(fā)展，具有較為端正的科學態(tài)度和一定的社會責任感。在物理觀念方面，對大部分物理概念和規(guī)律理解準確，能夠運用所學知識解釋一些常見的力學現(xiàn)象；在科學思維方面，能夠運用常見的思維方法解決問題，但在思維的靈活性和創(chuàng)新性上還有提升空間；在科學探究方面，能夠完成基本的實驗探究任務，但在實驗設計和數(shù)據(jù)處理等方面還需要進一步提高；在科學態(tài)度與責任方面，具備基本的科學態(tài)度，對科學技術的社會影響有一定的認識。中等等級的得分范圍是[X]-[X]，處于該等級的學生對力學知識有一定的了解，但在某些方面存在不足，物理觀念不夠完善，科學思維和科學探究能力有待提高，科學態(tài)度不夠穩(wěn)定。在物理觀念維度，對一些基本的物理概念和規(guī)律有一定的認識，但理解不夠深入，存在一些模糊之處；在科學思維維度，能夠進行簡單的科學推理，但在分析復雜問題時存在困難；在科學探究維度，能夠在教師的指導下完成實驗操作，但在提出問題、設計實驗方案和分析論證等方面能力較弱；在科學態(tài)度與責任維度，科學態(tài)度不夠嚴謹，對科學技術的社會責任認識不足。得分在[X]-[X]之間的學生為及格等級，這部分學生對力學知識的掌握較為薄弱，物理觀念模糊，科學思維和科學探究能力發(fā)展不足，科學態(tài)度和責任感有待加強。在物理觀念方面，對很多物理概念和規(guī)律的理解存在錯誤或嚴重不足；在科學思維方面，缺乏科學思維方法的運用能力，在面對物理問題時思維混亂；在科學探究維度，在實驗探究的各個環(huán)節(jié)都存在較大問題，無法獨立完成實驗探究任務；在科學態(tài)度與責任維度，缺乏基本的科學態(tài)度，對科學技術的社會影響漠不關心。得分低于[X]分的學生被評定為不及格等級，這類學生在物理學科核心素養(yǎng)的各個維度上都存在嚴重的問題，對力學知識幾乎沒有掌握，無法進行有效的思考和探究，缺乏基本的科學素養(yǎng)和責任感。這種得分等級的制定為教師和學生提供了明確的參考標準，有助于教師全面了解學生的物理學科核心素養(yǎng)水平，發(fā)現(xiàn)學生的優(yōu)勢和不足，從而有針對性地調(diào)整教學策略，改進教學方法；同時也有助于學生了解自己在班級和總體學生中的位置，明確自己的學習目標和努力方向，促進學生的自主學習和自我提升。3.4量表重測3.4.1重測樣本為確保量表重測結(jié)果的可靠性和有效性，重測樣本的選取至關重要。在選取重測樣本時，遵循了與初測樣本不同的原則，以避免樣本的局限性對結(jié)果產(chǎn)生影響。首先，在學校類型上，進一步擴大了樣本的覆蓋范圍。除了初測時選取的城市重點高中、城市普通高中和農(nóng)村高中外，還納入了一些具有特色的學校，如以科技教育為特色的高中、藝術特長高中等。這些學校在教學理念、課程設置和學生特點等方面與傳統(tǒng)高中存在差異，納入這些學校的學生樣本，能夠更全面地反映不同教育環(huán)境下學生的物理學科核心素養(yǎng)發(fā)展情況。從以科技教育為特色的高中選取學生，由于這類學校注重培養(yǎng)學生的科學探究和創(chuàng)新能力，學生在科學思維和科學探究維度的表現(xiàn)可能與其他學校的學生有所不同，通過對他們的測試，可以檢驗量表在這些維度上的測量有效性。在年級方面，同樣選取了高一、高二、高三三個年級的學生，但調(diào)整了各年級學生的比例。適當增加了高二年級學生的比例，因為高二年級是學生物理知識積累和核心素養(yǎng)發(fā)展的關鍵時期，學生在這一階段對力學知識的掌握和應用能力有了較大提升，對科學思維和科學探究的理解也更加深入，增加高二年級學生的樣本量，能夠更準確地了解學生在這一關鍵時期的核心素養(yǎng)發(fā)展狀況。性別比例上，繼續(xù)保持男女生比例的均衡。同時，還考慮了學生的學業(yè)成績分布，選取了成績優(yōu)秀、中等和較差的學生，以全面考查不同學業(yè)水平學生在量表各項目上的表現(xiàn)。成績優(yōu)秀的學生通常在物理觀念的理解和應用、科學思維的運用等方面表現(xiàn)出色，通過他們的測試結(jié)果，可以檢驗量表對高水平學生的區(qū)分能力；成績中等的學生是學生群體的主體，他們的測試結(jié)果能夠反映量表在普通學生中的適用性；成績較差的學生在核心素養(yǎng)的發(fā)展上可能存在較多問題，對他們的測試有助于發(fā)現(xiàn)量表在評估低水平學生時可能存在的不足。最終，共選取了[X]名學生作為重測樣本，其中城市重點高中學生[X]名，城市普通高中學生[X]名，農(nóng)村高中學生[X]名，特色高中學生[X]名；高一年級學生[X]名，高二年級學生[X]名，高三年級學生[X]名；男生[X]名，女生[X]名；成績優(yōu)秀學生[X]名，成績中等學生[X]名，成績較差學生[X]名。這樣的重測樣本選取，既保證了與初測樣本的差異，又具有廣泛的代表性，能夠為量表重測提供全面、準確的數(shù)據(jù)支持，有效檢驗量表的穩(wěn)定性和可靠性。3.4.2重測的實施重測的實施過程嚴格遵循標準化程序，以確保測試環(huán)境和條件與初測保持一致，從而保證重測數(shù)據(jù)的可靠性。在測試時間的選擇上，充分考慮學生的學習進度和課程安排，避免與重要考試或其他教學活動沖突。選擇在學期中期，學生已經(jīng)完成了一定的力學知識學習，對相關內(nèi)容較為熟悉，此時進行重測，能夠真實反映學生對力學部分核心素養(yǎng)的掌握情況。測試前，對參與測試的教師和學生進行了充分的準備工作。向教師詳細說明重測的目的、流程和注意事項，確保教師能夠準確地指導學生進行測試。組織教師參加培訓，使其熟悉量表的內(nèi)容和評分標準，提高評分的準確性和一致性。向?qū)W生發(fā)放測試說明，明確告知學生測試的要求、時間限制和答題規(guī)范，讓學生提前了解測試情況，做好心理準備。在測試說明中，強調(diào)了測試的重要性，鼓勵學生認真作答，如實展示自己的能力水平。測試過程中，安排專門的監(jiān)考人員維持考場秩序，確保學生獨立完成答題，避免作弊等行為的發(fā)生。監(jiān)考人員在考場內(nèi)巡回檢查，及時解答學生的疑問，但不給予任何提示或引導。同時，嚴格控制測試時間，確保每個學生都有足夠的時間完成答題，但也避免學生拖延時間，影響測試的效率和公平性。在測試環(huán)境方面，盡量保持與初測相同的條件。選擇安靜、整潔、光線充足的教室作為考場，為學生提供舒適的答題環(huán)境。確保