正如OECD教育部长所言，“我们理解的素养包含知识、技能、态度和价值观”。每个国家有每个国家的发展阶段，育人目标也会各具特色。学生发展核心素养，主要指学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。研究学生发展核心素养是落实立德树人根本任务的一项重要举措，也是适应世界教育改革发展趋势、提升我国教育国际竞争力的迫切需要。
美国把其21世纪诸多素养进一步聚焦为“4C核心素养”，即批判性思维能力、沟通能力、创新能力、合作能力。如果把核心素养聚焦为两方面，那就是创新与合作；再次聚焦，“核心素养的心脏”（the heart of key competencies）是反思，反思其实就是对思维不断批判、不断重新认知的过程。美国哲学学会（APA）通过批判性思维的德尔菲报告强调：“批判性思维是有目的的、自我校准的判断。
这种判断表现为解释、分析、评估、推论，以及对判断赖以存在的证据、概念、方法、标准或语境的说明。”与此同时，他们还指出：“批判性思维者习惯上是好奇的，全面掌握信息的，信任理性，心灵开放，灵活，能公正做出评估，诚实面对个人偏见，审慎做出判断，乐于重新思考，清楚争议所在，有序处理复杂问题，勤于寻找相关信息，合理选择标准，专注于调查询证，坚持寻求学科和探究环境所允许的精确结果。”
如果说前者是指个体拥有的批判性思维技能，后者则是指向个体批判性思维的心理倾向。这一批判性思维的概念更加符合之前所述的核心素养内涵。此观点要求摒弃所谓的“批判性思维训练课”的做法，主张批判性思维的培养要以复杂的、灵活多变的真实情境为载体，以不同（学科）课程领域的知识和技能为基础，依托特定领域的具体活动。只有这样，批判性思维的培养才能真正得以实现。正是各种真实的开放性情境激发了学生的好奇心，培养了他们对问题追根究底的探究倾向。
与之对比，我国学生核心素养关注的是必备品格、关键能力和正确价值观，它以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三大方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，具体细化为国家认同、理性思维等18个关键要素。
我国21世纪人才的关键能力也是聚焦于创新能力和批判性思维培养，而必备品格则是坚强的意志力，价值观和健康的体魄是落实核心素养过程中的基础和根本保证。在我国核心素养体系中，与批判性思维结合最紧密的是六大素养之一的“科学精神”。科学精神主要是学生在学习、理解、运用科学知识和技能等方面所形成的价值标准、思维方式和行为表现，具体包括理性思维、批判质疑、勇于探究等基本要点。以“批判质疑”为例，要求学生具有问题意识；能独立思考、独立判断；思维缜密，能多角度、辩证地分析问题，做出选择和决定。这些都是批判性思维的显著特点。
在另一素养“学会学习”中，其中两个要素“乐学善学、勤于反思”也与批判性思维相联系。学生在学习意识形成、学习方式方法选择、学习进程评估调控等方面的综合表现，正是与批判性思维的情感倾向相关联。在“实践创新”素养下的“问题解决”这一要素，也和批判性思维紧密相关。学生在日常活动中适应挑战、解决问题时所形成的实践能力和创新意识正是培育学生批判性思维的目的所在。
物理学科的教学正好提供了良好的教育载体，给学生提供了真实的思维场景和问题情境，在与情境持续互动过程中进行观察、实践、反思和行动，从中创生知识、发展观念，培养了学生诠释、分析、评估和推论的能力。
