中国学生的核心素养是在国家的教育目标和教育理念指导下建立起来的学生必须达到的能力素养，倡导核心素养导向的学科教学，是体现学科课程价值的要求。“学科核心素养”是具有学科特点的关键成就，是学科育人价值的集中体现，是我国建立教育质量标准的基础与核心。

具体到物理核心素养，是指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发展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征的品质。学生在经历物理学习后，应该具有科学的思维习惯、掌握科学探究的方法，形成正确的物理观念并养成科学的态度与责任。从初中学生能力发展需要及学习进阶角度考虑，初中物理核心素养由“概括理解”“实验探究”“实践运用”和“求实创新”四个方面的核心要素构成。

一、初中物理核心素养内涵阐释

1.概括理解

“概括”是物理基本的思维方式。为了探索和揭示复杂的物理事物的本质规律，必须根据所研究的对象和问题的特点，从我们所研究问题的角度出发，撇开问题中个别的、非本质的因素，在观察的基础上，抽出主要的、本质的因素加以考察研究，并把一类物理事物共同的、本质的属性联合起来，从而建立起一个轮廓清晰、主题突出、易于研究的新形象、新过程或者形成新的概念。

“概括”依赖于知识储备，知识是思维的基础，没有认知经验，思维就难以很好地发挥作用。如没有物态变化的知识，就不可能想到用“加热冷却”的方法，提高酒精的纯度。但知识经验的积累对思维能力所起的作用并不全是积极的，如果一味僵死地储存知识，过分地依赖知识，则又会限制思维能力的发展。如大量的、唯一标准答案试题的机械式训练就会造成思维过程单一和过度统一，形成思维定势。物理模型的稍许变化，学生就会就无所适从，最终影响创造力的发挥。因此，学生在积累物理知识的过程中，教师应注重他们思维的灵活性、敏捷性、批判性、独创性等思维品质的培养。

“理解”是对物理核心概念和基本规律有正确认知的基础上知道合理转化。具体指对初中物理“物质”、“运动和相互作用”、“能量”三大模块中的核心概念和基本规律有正确的认识并形成知识网络，能够运用各种不同的方式来恰当呈现知识的本质特征，包括解释物理现象和实现物理计算。

学生对物理知识的学习是用科学概念置换前概念，或填补学习前空白概念的过程。教师不仅要注重学生对物理概念规律的理解，而且要重视学生在概念规律的理解时，潜移默化、润物细无声地对学生渗透初步的物质观、运动观、相互作用观、能量观等物理观念的教育。由于年龄和初中物理教材的特点，初中学生不可能形成稳定、深刻的物理观念，但并不等于初中物理教学不能对物理概念规律进行提炼和升华。如初中学生不知道电磁运动、微观粒子运动、牛顿第二定律、动量定理等，对热运动也知之甚少，但不影响他们在学习力与运动后，知道运动是有规律可循的，并在头脑中提炼为“物体受力与其运动状态对应关系”的基本认识。而这种基本认识，正是学生初步形成的运动观念，是解释物理现象的基础。若有一天学生在某公共场合看到“真人悬空”的街头艺术（如图所示），学生可能不知道创作者是通过怎样的办法使人悬挂在空中，但一定知道此人处于静止状态，受到的力一定是平衡力。至于是什么力与重力平衡，即使这位学生想不到，但他形成的初步运动观念也会使其不会相信“此人可能具有特殊功能”或其他带有宗教色彩的反科学的宣传。

“概括理解”是学生在进行物理知识学习的过程中表现出的能力，包括“观察与建模”、“概括与推理”和“辨析与梳理”等能力。

2.实验探究

“实验探究”是学生通过实验进行观察、分析、研究得出结论，形成科学观念的一种实践性认知活动。

“实验”是根据研究目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素，利用一些专门的技术及仪器设备，人为地变革、控制或模拟研究对象，使某些现象或规律发生或再现，从而去认识自然现象、物质性质和物理规律。可分为实验观察（如《走进分子世界》中观察“酒精与水混合”的实验）、操作型实验（如用刻度尺测量长度）和测量型实验（如测量固体和液体的密度）三种类型。

“探究”是在问题驱动下按照科学的规则进行的研究活动，包涵“证伪”、“证实”和“创新发现”。一般由“提出科学问题”“形成猜想和假设”“观察实验现象”“设计实验与制订方案”“进行实验操作”“获取和处理信息”和“基于证据得出结论、作出解释”等环节组成。物理学习中的“探究”有教材内的探究实验（如探究浮力的大小与哪些因素有关）和教材外的探究实验（如探究弦乐器的音调与哪些因素有关）。

“实验探究”既是学生重要的学习内容，又是重要的教学方式。这是因为：观察是学生思维的基础，是思维获得感性认识的重要途径。观察是否正确关系到思维的成果，但要进行全面、准确、深刻的观察，必须要有教师的思维指导，两者相辅相成；实验是培养学生实验操作技能的平台，因为这些实验技能只有通过实验操作训练才能获得；实验探究是使学生形成物理概念、规律的必由之路，可以帮助学生更好的理解物理概念和规律，这是由实验探究本身的特点及其在物理学习中的作用所决定的。如不做探究阻力对物体运动影响的斜面实验，学生又怎能相信物体的运动不需要力来维持；实验探究是学习物理的重要方法，因为物理学是一门实验科学；实验探究对培养学生的创新思维能力有不可替代的作用。实验中蕴藏着十分活跃的因素，随时会出现许多意想不到的问题，这对活化学生学习的知识和训练思维大有益处。综上所述，实验探究是培养学生学科关键能力的有效途径。

“实验探究”是指学生在观察、实验和科学探究过程中表现出的能力，包括“问题与猜想”、“设计与操作”和“证据与论证”等能力。

3.实践应用

“实践应用”是指学生综合运用所学的物理知识解释自然现象、生活现象；解决学习、生活中遇到的实际问题。这些实际问题有些是原始的、真实的问题，如新疆地区加油站为什么是采用质量计价（即元/千克）方式销售汽油，而内地加油站采用的是体积计价（即元/升）方式销售？有些是抽象的物理问题，如小明家中新买的“220V  2000W”空调，能否接到“220V 40A”的电能表上？虽然这些都是实践应用中需要运用物理知识解决的实际问题，但是更有价值的是原始问题、真实问题的解决。这是因为，首先，原始物理问题的内容具有实际意义，能激发学生兴趣和思考解决实际问题的欲望，使他们感受到物理的巨大魅力。其次，在原始问题转化为物理问题的过程中，学生通过独立思考，根据创设的情境，有意识的对生活中的物理现象进行抽象、简化从而能使学生对物理问题有更深刻的了解。再者，学生通过这些实际问题的解答，可以完整地（从原始问题到物理问题，再到物理问题的解决）训练学生思维，体现了“悟物穷理”，有利于学生掌握隐藏在知识背后的物理科学方法和一般的问题解决步骤，可以帮助学生提高问题解决过程中思维能力和思维品质。

“实践应用”侧重的是综合应用物理知识解决实际问题能力的培养。在平时课堂学习中，知识点的教学只能一个一个进行，教学是分开的，有先后主次的。但生活中的实际问题，即使再简单，也可能涉及到多方面的知识，是综合的、多角度、多维度的。因此，一是在学习中不能将知识点割裂开来，应将多个知识点整合成一个体系，形成知识网络。二是要引导学生在解决实际问题时，根据需要将所学知识结合起来分析、综合起来加以运用，变换思维角度，这样才能和实际事物、具体的问题情景相符合，才能正确解决实际问题。

“实践应用”是指在应用物理知识解释自然现象和解决实际问题过程中表现出的能力，包括“分析与解释”、“思想与方法”和“反思与评价”等能力。

4.求实创新

“求实创新”指物理学习要有证据意识，要敢于质疑，要能够合理地进行知识迁移以期有新的思考和发现。

“求实”既要尊重实验事实和自然规律，又要不盲从、不迷信权威，敢于发表自己的见解，勇于放弃或修正自己不正确的观点，秉持实事求是的科学态度，这正是学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格。

“创新”在人类进步过程中的作用极其重要，是人类文明进步的重要推动力量。培养创新人才是国家重大的战略性任务。创新不是凭空臆造，它需要以知识的理解掌握、转化迁移、灵活应用为基础和前提，而这一切都离不开教师的教育和示范。另外，创新的新，对于学生来讲就是第一次。第一次接触到的知识，第一次接触到的观点，第一次接触到的方法等，虽然这些知识、观点、方法等，都是人类已经知晓的，但如果是依靠学生自主认识的，对他们而言，就是一种发现，就是一种创新。由此可见，采用什么方式进行新课教学，让学生自主发现新的知识、观点和方法，对培养学生创新能力是非常重要的。毫无疑问，创新能力是适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力。

“求实创新”是指学生在学习与问题解决中具有质疑和实证、知识迁移的能力，包括“求实与质疑”和“迁移与创新”。

二、初中物理学科核心素养之关键能力研究  

学科核心素养是学生的一种学科内在品质，在应对现实情境问题时表现为解决处理问题的一种能力，我们将其称之为物理学科核心素养之关键能力。学科关键能力是学科特有的，在学科发展过程中经过长期的积淀而形成，支撑学科的过去、现在和未来，学生在经历相应学科学习的过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要必备的能力。

三、初中物理学科关键能力内涵解读

（一）“概括理解”能力内涵解读

“概括理解”侧重于“学习”能力的考察，具体包括“观察与建模”、“概括与推理”、“辨析与梳理”三个方面，是学生在学习物理知识过程中表现出来的能力。

1．观察与建模

“观察与建模”能力是指观察与信息提取能力和构建物理模型的能力，从认知心理学的角度而言，中学生学习物理知识一般需经过以下认知过程：学生通过观察对物理现象形成物理感觉，从中了解到某些属性和特点形成物理知觉，这是感性认识的初级阶段；在物理感知的基础上，有可能建立物理现象之间的联系，形成物理表象，它是物理事实非本质属性与外界的联系，虽具有一定的概括性，但仍属于感性阶段，是事物直观特点的反映，是从具体的物理感知到抽象的物理思维形成物理概念和规律的过渡和桥梁。多数物理概念和物理规律由于其内涵和外延因素的隐蔽性，仅靠物理表象是不能形成的，必须在物理表象的基础上抓住反映物理事实的本质因素，将感性认识上升到理性认识的高度，通过观察、提取有用信息和建立相应的物理模型，从而形成物理概念和规律。

2．概括与推理

“概括与推理”能力是指抽象概括和逻辑推理两种思维能力。抽象是在观察、实验的基础上，对已获得的物理事实进行加工处理而形成的对物理对象、物理现象、物理过程的本质和规律的认识。而概括就是在抽象的基础上，把所有反映物理事物本质的属性结合为一个整体，形成关于事物整体的和一般的认识，进而把这种一般的认识推广到同类事物，把握同类事物的共同性和一般性。抽象性与概括性的统一，是物理抽象思维的一个重要特点，只有通过抽象和概括，才能简化物理对象，形成理想化的过程；在实验和理论分析的基础上得出定量的物理规律。逻辑推理是指运用已有知识或条件，通过符合事物客观规律及发展过程的推出新的知识或判断。推理是客观事物的联系和关系在人们意识中的反映，是人的思维得以展开的手段，也是人们获取知识的重要途径。

3．辨析与梳理

“辨析与梳理”能力是指概念的辨析能力和知识梳理能力。概念的内涵，就是指反映在概念中的对象的本质属性或特有属性，人们常常称之为概念的含义。概念的外延，就是指具有概念所反映的本质属性或特有属性的对象，人们常常称之为概念的适用范围。概念的外延可以是在客观世界中不存在的事物。内涵是概念质的方面，它说明概念反映的对象是什么样的；外延是概念量的方面，它说明概念反映的对象有哪些。概念的内涵和外延相互依存、相互制约。概念的内涵、外延的确定性，是指在一定条件下，概念的涵义和适用范围是确定的，不能任意改变或混淆不清。个体知识结构是人脑认知结构的一部分，其好坏和优劣对该个体的思维形式和方式方法产生决定性影响。个体知识结构的好坏与优劣，与其理解的科学知识结构有关，越好、越优的个体知识结构越接近于科学知识结构。一般来讲，个体知识结构好的思维活动也比较好，个体知识结构不好，那么他的思维活动就会出现问题。因此，在物理知识的学习过程中，学生对零乱的知识，能否形成科学的知识结构网络，对其思维能力起着关键性的作用。

（二）“实验探究”能力内涵解读

“实验探究”侧重于“实验”能力的考察，具体包括“问题与猜想”、“设计与操作”、“证据与论证”三个方面，是学生在实验探究过程中表现出来的能力。

1．问题与猜想

“问题与猜想”是指提出问题和猜想的能力。提出问题能力，是指结合具体物理情境提出物理问题。主要包括：能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题；能书面或口头表述发现的问题；能提炼出适合中学生探究的科学问题；能在科学探究的基础上提出更加深入的科学问题。

俗话说：“学起于思，思源于疑。”没有疑问就没有思维，积极的思维往往是由疑问开始的。物理学研究与创新的起点不是已有的问题，而是从现象和事实中提出新的问题，这是科学研究的最重要一环。一旦学生提出了某个问题，就成了“问题意识”，产生了解决它的欲望，就能够更敏锐地感受和觉察与该问题有关的信息，提高对无关信息的抗干扰能力。问题使人的注意力具有明显的指向性与选择性，对持续进行有目标的探究活动具有显著的激励、导向功能。

猜想假设能力，是指结合具体物理情境提出猜想或假设。主要包括：能对问题的可能答案提出猜想；能对探究的方向和可能出现的结果进行假设；能根据猜想的事实基础，注重猜想与假设的合理性；能根据经验和已有知识，注重猜想与假设的科学性。

猜想与假设，都是在观察和体验的基础上，根据科学原理和科学事实进行理性思维的加工以后，对未知的自然现象及其规律所作的假定性解释和说明。猜想与假设的重要性首先在于它是科学结论的先导，猜想与假设能帮助探究者明确探究的内容和方向，为实验设计、收集信息、分析和解释数据等探究过程提供了一个大致的框架，指导探究活动沿预定目标展开，避免探究的盲目性。如果猜想与假设一旦能得到实验结果的支持，它就可能发展成为科学结论。因此教师要有意识的培养学生进行科学合理的猜想，让学生经历猜想与假设的过程，并据此制定探究计划或设计实验，完成探究活动。

2．设计与操作

“设计与操作”是指设计实验和实验操作技能。设计实验是指能依据物理原理，应用科学方法设计实验。主要包括：能根据探究目的和已有条件，设计实验过程步骤；能知晓需要观察哪些实验现象、记录哪些实验数据；能合理选择实验所需要的器材；能尝试考虑影响问题的主要因素，有贯彻落实科学方法的意识，如控制变量；能合理描述实验现象、绘制实验数据记录表格；能根据实验所遇到的生成性问题，即时合理调整实验方案。

制订探究计划、设计实验方案，是把探究的猜想与假设落实到具体的操作方案上。探究计划使探究步骤更加有序、探究过程更加科学；如果没有探究计划，没有实验方案，科学探究的操作也就失去了根据。制定计划与设计实验，就是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化。一般做法是先分析该探究要解决哪几个问题，每个问题有哪几种解决方法，根据现有的条件和探究的要求，各应该选择哪种方法为好，然后根据这些被选中方法确定需要什么实验器材，按这些方法的逻辑关系构思出操作步骤。

实验操作技能，是指能正确使用基本的测量工具和实验器材进行实验操作。主要包括：能知晓测量工具的测量功能、测量范围以及分度值；能掌握测量工具的测量规范和操作要领；能准确读取测量数据；能依托观察工具、阅读说明书、实践操作，掌握新工具的测量要领。

要正确地使用实验仪器，就要了解仪器的使用要求和操作要领，并把基本规范落实到实验操作行动中去。实验操作过程中，对于遇到的各种生成性问题，要努力运用自己所学的知识进行分析，并及时排除故障。除了需要正确地动手操作实验仪器之外，还要正确地观察、读取仪器示数。当然，实验操作过程中，应高度重视实验安全，既要爱护实验器材，更要保障实验者的人身安全。

3．证据与论证

“证据与论证”是指获取证据和分析论证的能力。获取证据是指能对收集的信息（数据）进行处理以获得证据。主要包括：能通过公共信息资源有目的地收集证据。能有目的地观察实验现象、读取实验数据并准确描述记录。在物理实验过后，能处理观察到的实验现象以及测量到的实验数据，对收集到的数据进行筛选和分析，涉及对收集的信息进行归类及比较，对收集的信息进行描点与绘图，对关键信息有较高的关注度获得分析、论证所需要的证据。

与其他认知方式不同的是，科学是以实验证据为基础来解释客观世界的运行机制，并在证据的基础上形成科学解释。证据是可以被质疑和进一步调查研究的，所以科学解释也是不断发展变化的。在课堂探究活动中，应该丰富学生通过客观、可信的方式获取证据的行为。

分析论证是指能根据证据对猜想与假设做出判断，解决提出的问题并得到实验结论。主要包括：能根据数据判断假设与猜想的正误；能根据数据进行简单的因果推理；能根据数据归纳科学规律；能分析异常数据背后的成因。

实验数据并不等于探究结论，实验数据是对实验事实的客观记录，探究的结论是在数据的基础上，通过分析论证所得出的具有普遍意义的规律。学习者需要整理证据，对现象、数据、信息等各种证据进行分析，应用科学的思维和方法，通过分析和归纳，找出规律，从而得出结论。

（三）“实践应用”能力内涵解读

“实践应用”侧重于“应用”能力的考察，具体包括“分析与解释”、“思想与方法”、“反思与评价”三个方面，是学生应用所学的物理知识，解决学习、生活中各种具体任务所表现出来的能力。

1．分析与解释

 “分析与解释”能力是指分析问题和解释现象的能力。“分析”是把一件事情、一种现象或一个概念分解成较简单的组成部分，通过思维将对象各个部分、方面、层次、因素等分别加以认识的方法。分析过程的实质是从整体走向部分，从复杂走向简单，以便找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系。“解释”是在阅读、观察的基础上进行思考，把握影响物理过程的主要因素，构建恰当的物理模型，合理地说明事物变化的原因，事物之间的联系或事物的发展规律，从而对物理现象做出正确解释。

2．思想与方法

“思想与方法”能力是指思想方法和数学方法的应用能力。学生在解决具体的问题过程中，需要应用如控制变量法、转换法、理想实验法、构建模型法、图形图像法等思想和方法，这些思想和方法是对具体的措施、技能的本质的认知，是解决物理问题、明确思路的重要保障，是获取物理知识，解决物理问题的研究方法和数学工具。

3．反思与评价

“反思与评价”能力从思维角度上讲，是指对自己或他人的思维结果进行检讨性的再思考的行为能力。学生在解决具体问题的过程中，能从科学性、合理性等方面对自己的思路、方法和结果进行全面的分析和判断；同时能对他人在解决问题过程中的思路、方法和结果等进行全面、客观的评价。反思是评价的基础，是能力增长的动力。经历同样的学习过程，勤于反思、勇于反思、善于反思的学生收获更多，更易于走向成功。

（四）“求实创新”能力内涵解读

“求实创新”侧重于“创新”能力的考察。具体包括“求实与质疑”“迁移与创新”两个方面，是学生在学习、应用物理知识的过程中，应具备的科学态度和发现新知识、新方法和新结论的能力。

1．求实与质疑

“求实与质疑”是指学生应具备实证意识和质疑精神。实证产生于培根的经验哲学和牛顿、伽利略的自然科学研究，是指从大量的经验事实中通过科学归纳，总结出具有普遍意义的结论或规律，然后通过科学的逻辑演绎方法推导出某些结论或规律，再将这些结论或规律拿回到现实中进行检验的研究方法。实证意识是科学探究或生活中以事实为依据的意识和思想，既是思想文化的一种形式也是科学方法论的重要内容。科学研究的目的是为了描述世界和解释世界，而描述世界和解释世界的途径便是观察和实验。科学的本质是实证的，任何科学研究过程、解释和结论都是要以事实作为依据，经得起反复论证。以实证为基础，运用数据分析和逻辑推理，公开研究结果，接受质疑，不断更新和深入，正是科学研究的特点。

质疑指提出疑问，请人解答。质疑精神和问题意识有相通之处，但质疑精神更强调对权威的挑战，对书本、对老师、对标准答案的不盲从。朱熹说得好，“读书始读未知有疑，其次则渐渐有疑，中则节节是疑，过了一番后，疑渐渐解，致融会贯通，都无所疑。” 质疑不仅是辨伪去妄的钥匙，也是创立新学说，启迪新思维的重要手段。爱因斯坦也指出：提出一个问题往往比解决一个问题更为重要。因为解决问题，也许仅是学科上的或实验上的技能而已，而提出新的问题，却需要创造性的想象力，标志着科学的真正进步。

2．迁移与创新

学习迁移指一种学习对另一种学习的影响，它广泛地存在于知识、技能、态度和行为规范的学习中。早在两千多年前，我国伟大的教育家孔子就提出了温故而知新的教育思想。教育心理学对迁移做了如下定义：迁移是指一种学习对另一种学习的影响。按其效果可以分为正迁移（一种学习对另一种学习的促进作用）和负迁移（一种学习对另一种学习的干扰作用）两种类型，一般说到迁移都是指正迁移。知识迁移能力是将所学知识应用到新的情境，解决新问题时所体现出的一种素质和能力，包含对新情境的感知和处理能力、旧知识与新情境的链接能力、对新问题的认知和解决能力等层次。形成知识的广泛迁移能力可以避免对知识的死记硬背，实现知识点之间的贯通理解和转换，有利于认识事件的本质和规律，构建知识结构网络，提高解决问题的灵活性和有效性。

学习迁移是学习者学习新知识的一个必要条件。学习者所要学习的知识浩如烟海，所要掌握的技能也数不胜数，所以要将所有的知识和技能在有限的时间内都学习到，也是不太可能的。故而学习者能否把学到的知识应用到新的学习中或以后的生活和工作中应该是教育要达到的一个目的，即促使学习者学会在不同情境中运用和实现学习迁移。由于迁移是伴随着学习而同时发生的，不存在完全孤立的迁移或学习，因此，学习者先前的经验和自身的学习迁移能力在学习和掌握新的知识和技能中发挥了不可替代的作用。学会迁移是学习者快速学习新知识的一个必要条件。

学习迁移是创新能力形成的重要环节。学习迁移是向能力转化的关键。能力的形成一方面依赖于知识、技能的掌握；另一方面也依赖于所掌握知识和技能的不断概括化、系统化。在知识和技能的掌握过程中，必然存在先前经验对新学习的影响，即存在着迁移。而知识和技能的类化过程只有在学习的迁移中才能实现，因此，学习迁移对于提高解决问题的能力具有促进作用，是迈向创新的重要环节。

当今时代,科技进步日新月异,国际竞争日趋激烈。国与国之间的竞争,归根到底是人才的竞争,是民族创新能力的竞争,而教育是培养人才和增强民族创新能力的基础。创新能力是能够创造出具有社会价值的新理论和新事物的各种心理特点的综合,是指能独创性解决问题的能力。主要包括创造性思维与创造性想象,而以创造性思维为创造性心理的核心。创造性思维是人类思维的综合,是智力发展的高级表现形式。创造性思维是指发明或发现一种新方式用以处理某件事情或表达某种事物的思维过程。它是依据研究对象所提供的各种信息,使人们的认识打破常规、寻求变异、探索多种解决问题新方法或新途径的思维方式。主要表现是求异性和多样性。培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，使其成为创造型的优秀人才，是时代和社会对新时期教育工作提出的更新、更高的要求，是满足知识经济时代对高素质人才需求的重要途径和有效措施。

四、初中物理学科能力表现水平的划分与描述