核心概念及其評價初探

楊 君

（北京教育考試院，北京 100083）

《2014年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試北京卷考試說明（理科）》中關(guān)于物理學(xué)科的考核目標指出：物理高考要有利于考生的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展.［1］教育部制定的《普通高中物理課程標準（實驗）》對于課程性質(zhì)的描述中也明確指出：高中物理課程應(yīng)為學(xué)生終身發(fā)展、形成科學(xué)世界觀和科學(xué)價值觀打下基礎(chǔ).［2］可見，如何為學(xué)生的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展服務(wù)是高中物理教學(xué)和考試的重要研究課題.要弄清楚這個問題，首先要弄清楚中學(xué)階段哪些知識和技能是有利于考生的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展的，這些知識和技能在學(xué)生今后的繼續(xù)學(xué)習(xí)及成長中發(fā)揮何種作用.本文將就這一問題進行簡單的探索.

1 “廣博”與“深入”（什么是核心概念）

高中物理所學(xué)內(nèi)容從古代到近代，可以說是點多、面廣、理深.隨著科技的進步與時代的發(fā)展，課程學(xué)時的有限性與學(xué)科知識的快速增長之間的矛盾也日益突出.隨著網(wǎng)絡(luò)的普及以及社會信息化程度的提升，可供教師和學(xué)生使用的教學(xué)資源及習(xí)題資源越來越豐富.教學(xué)資源的快速增長與學(xué)生學(xué)習(xí)時間的有限性之間的矛盾也日漸突出.這也是如今學(xué)生課業(yè)負擔(dān)增加的原因之一.

在20世紀90年代美國基于標準的課程改革中，國家研究理事會研制出了影響深遠的《國家科學(xué)教育標準》，［3］此后，全美各州紛紛基于國家科學(xué)教育標準開發(fā)科學(xué)教育標準和評價系統(tǒng)并予以實施.然而近年來，美國學(xué)生在全國性的或國際性的科學(xué)測試中成績不佳.人們在重新反思美國科學(xué)教育時普遍認為，美國的科學(xué)課程標準要求學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容“廣而不深”，科學(xué)課程、教學(xué)、評價三者“各自為政”是導(dǎo)致當(dāng)今美國科學(xué)教育困境的最為突出的兩個原因.［4］國際比較研究項目也顯示，學(xué)生科學(xué)成就較高的國家將科學(xué)教學(xué)聚焦于較少的主題.［5］為此，經(jīng)過修訂，2012年，美國正式發(fā)布了《K-12科學(xué)教育框架：時間、通用概念、及核心概念》作為全美新一代科學(xué)教育標準的指導(dǎo)性文件.［6］文件的一個重要特點是確定各學(xué)科的核心概念并圍繞核心概念組織課程內(nèi)容.這種方法使修訂后的標準數(shù)量更少、更加簡潔、便于實施.對此，美國科學(xué)教育委員會專家Helen Quinn也持贊同態(tài)度，并認為“學(xué)的少才能學(xué)的深”.［7］

我國學(xué)者張穎之、劉恩山（2010）在梳理國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，將核心概念界定為：“核心概念是位于學(xué)科中心的概念性知識，包括了重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋，這些內(nèi)容能夠展現(xiàn)當(dāng)代學(xué)科圖景，是學(xué)科結(jié)構(gòu)的主干部分”.［8］筆者認為，對于物理學(xué)科，核心概念則包括了重要概念，規(guī)律以及物理學(xué)發(fā)展過程中所形成的基本思想和方法.

2 核心概念對物理學(xué)習(xí)的意義

筆者認為，目前，由于教學(xué)中的追求面面俱到，以及普遍采用的“題海戰(zhàn)術(shù)”，導(dǎo)致學(xué)生在物理學(xué)習(xí)的過程中有以下幾個問題：（1）學(xué)生泛泛了解很多但深入理解很少；（2）學(xué)生“解題”的技能很強但“解決問題”的能力較弱；（3）學(xué)生對某一零散的知識點能做到深入理解靈活運用，但缺乏對學(xué)科總體的認識和把握.

核心概念作為位于學(xué)科中心位置的概念性知識，對廣泛的自然事物和現(xiàn)象具有解釋力，具有很高的抽象和概括程度，能組織整合本學(xué)科的許多關(guān)鍵概念、原理及思想方法.具體來說，對于核心概念的深入理解、掌握，對于物理學(xué)習(xí)的重要意義主要體現(xiàn)在以下幾點.［9］

（1）對核心概念的深入理解能促使學(xué)生超越對零散知識的記憶，做到對知識的深層理解，為學(xué)生以后的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展打下基礎(chǔ).核心概念的學(xué)習(xí)和理解貫穿于學(xué)科課程學(xué)習(xí)的始終，對核心概念的扎實且深入的理解為學(xué)生的進一步學(xué)習(xí)能打下堅實的基礎(chǔ).如能量轉(zhuǎn)化及守恒的思想貫穿整個物理學(xué)學(xué)習(xí)的始終，對這一思想的理解和領(lǐng)悟，不僅有益于高中階段的學(xué)習(xí)，對大學(xué)及以后的物理學(xué)習(xí)和對自然的認知都大有益處.

（2）對核心概念的深入理解有利于學(xué)科知識的遷移.物理學(xué)的研究對象涵蓋廣泛的自然現(xiàn)象，從微觀到宏觀，從低速到高速.而核心概念因其具有高度的抽象性和概括性，能夠解釋大量的現(xiàn)象和事實，因此核心概念的深入理解有利于學(xué)生解決新情境中的新問題.

（3）對核心概念的深入理解有利于學(xué)生形成良好、科學(xué)的知識結(jié)構(gòu).基于專家和普通人的知識組織方式的研究表明：［10］專家的知識并不是對相關(guān)領(lǐng)域的事實和公式的羅列，而是圍繞核心概念組織和構(gòu)成的具有高度概括性和抽象性的知識網(wǎng)絡(luò).這種知識組織方式深刻影響了專家對問題的表征和理解.因此，核心概念對于學(xué)生形成科學(xué)的知識結(jié)構(gòu)并將其應(yīng)用于問題的解決有重要的意義.

回到本文開始提出的問題，什么是對學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展有用的知識和技能.筆者認為，核心概念即為有助于學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展的知識和技能，核心概念的深入理解能為學(xué)生今后探索未知，學(xué)習(xí)新知打下了堅實的基礎(chǔ).

3 北京卷物理試題在核心概念考查中的探索

作為高等教育學(xué)校招生入學(xué)考試的高考，其首要目標即有利于高等學(xué)校選拔新生.［10］作為為國家培養(yǎng)高素質(zhì)人才的高校，對學(xué)生素質(zhì)的重要要求就是具備有繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力以及進一步從事科學(xué)研究的學(xué)科素養(yǎng).

自北京市實施新課程改革以來，北京高考理綜卷始終堅持能力立意，把對能力的考核放在首要位置.近年來，北京高考適應(yīng)高考改革的形勢及基礎(chǔ)教育發(fā)展的實際，穩(wěn)中求進，進中求變，逐步探索和加強對核心概念的考查，經(jīng)過多年實踐和經(jīng)驗總結(jié)，已形成了自己獨有的特色.

（1）對于物理概念的考查，力求深入到概念的本質(zhì)內(nèi)涵，淡化考查學(xué)生單純的記憶及熟練程度.

以加速度為例，作為學(xué)生在高中物理三年物理學(xué)習(xí)開始階段的重要概念，不僅是聯(lián)系運動學(xué)和力學(xué)的紐帶，是動力學(xué)的核心概念，也是貫穿整個高中階段的一個重要概念.對加速度的理解直接影響高中階段的物理學(xué)習(xí).在近年的北京高考理綜卷中多次出現(xiàn)有關(guān)加速度的試題，如2011年的第18題，2012年的第23題，2014年的第18題.這3道試題分別以“蹦極”，“電梯”以及“手拋物體”這些學(xué)生熟悉的情境為素材，考查了考生對加速度不同層次及維度的理解.2012年的第16題則將電學(xué)中的電流概念擴展到環(huán)形電流，深入考查了學(xué)生對電流概念中的“定向移動”的理解，對概念的考查兼顧其外延的廣度和內(nèi)涵的深度.［11］

（2）對于物理規(guī)律的考查，強調(diào)物理規(guī)律的深層理解和靈活廣泛的運用，淡化對物理規(guī)律的簡單套用.

以光電效應(yīng)原理為例，2013年北京高考理綜卷第20題即是對這一知識點的考查.題目以傳統(tǒng)光電效應(yīng)為背景，介紹了多光子觀點效應(yīng)，以此為素材考查了考生對光電效應(yīng)原理的本質(zhì)內(nèi)涵的理解.可以看出，本題的求解需要的是學(xué)生對光電效應(yīng)原理的深入理解以及獲取題干素材所提供的新知識的能力，僅憑對原理的熟練記憶和簡單套用無助于問題的解決.2012年第19題關(guān)于電磁感應(yīng)定律的考查亦是如此.

（3）對于物理思想方法的考查，強調(diào)對思想方法的領(lǐng)悟，以及從學(xué)科整體的層面上把握其內(nèi)涵并將其在更廣泛的領(lǐng)域中運用.

以統(tǒng)計思想以及宏觀反映微觀、微觀解釋宏觀的思想為例.北京高考理綜卷2013年和2014年第24題都是以這一思想的考查為主題，但也各有特色，側(cè)重不同.2013年的第24題立意宏大，視野開闊，分別考查了力學(xué)和電磁學(xué)的主干知識，但均基于宏觀與微觀的聯(lián)系這一主題思想.需要學(xué)生從學(xué)科整體的層面上思考問題；2014年的第24題則以導(dǎo)線切割磁感線這一簡單情境入手，深入挖掘其蘊含的物理內(nèi)涵，從能量轉(zhuǎn)化、宏觀導(dǎo)體棒運動及微觀電子運動等各方面考查宏觀與微觀的聯(lián)系.可以看出，物理思想方法由于其高度的抽象性和概括性，使得試題素材的選取廣泛自由，考查的能力綜合深入.呈現(xiàn)出來的試題熟悉親切，但卻需要學(xué)生對學(xué)科知識有深入的理解且學(xué)科全局有總體的宏觀認識和把握.

總的來說，北京高考對于核心概念的考查，力求取材于學(xué)生熟悉的情境進行考查，不單純追求情境的復(fù)雜，同時對能力的考查重點放在對概念的深入理解上，而不是復(fù)雜的應(yīng)用.通過核心概念的考查，一方面能引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)摒棄“題海”，回歸物理本源，另一方面也能真正讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中，滋養(yǎng)能力，提高素養(yǎng).

當(dāng)然，核心概念的教學(xué)評價是一個宏大的課題，而本文只是對核心概念的評價作初步的探索.如何將中學(xué)物理階段的核心概念做全面科學(xué)的梳理，同時力求將課程、教學(xué)與評價三者結(jié)合做出科學(xué)的評價系統(tǒng)將是以后繼續(xù)努力的方向.

1 北京教育考試院.高考北京卷考試說明（2014版）［S］.北京：開明出版社，2013：222.

2 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（實驗）［S］.北京：人民教育出版社，2003.

3 ［美］國家研究理事會著，戢守志等譯.美國國家科學(xué)教育標準［M］.北京：科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1999.

4 韋斯林，賈遠娥.學(xué)習(xí)進階：促進課程、教學(xué)與評價的一致性［J］.全球教育展望，2010（9）：24－31.

5 National Science Teacher Association.Core Ideas In Science Education，9/2006［EB/OL］.http：//www.nsta.org/about/olpa/surveys/200609- CoreIdeasIn-ScienceEducation.htin，2009－12－12.

6 National Research Council.A Framework for K－12 Science Education：Practices，Crosscutting Concepts，and Core Ideas［M］.Washington，D.C.：The National Academies Press，2011.

7 Quinn H.A Core Ideas Framework for Standards：the NRC contribution［EB/OL］.http：//www7.nationaIa-cademies.org/bose/Quinn＿Standards＿Presentation-Oct27.pdf，2010－3－19.

8 張穎之，劉恩山.核心概念在理科教學(xué)中的地位和作用——從記憶事實向理解概念的轉(zhuǎn)變 ［J］.教育學(xué)報，2010（6）：57－61.

9 范增.我國高中物理核心概念及其學(xué)習(xí)進階研究［D］.重慶：西南大學(xué)，2013.

10 約翰·D·布蘭思福特.程可拉，孫亞玲，王旭卿譯.人是如何學(xué)習(xí)的——大腦、心理、經(jīng)驗及學(xué)校［M］.上海：華東師范大學(xué)出版社，2002.

11 楊君，任濤.北京高考物理試卷部分選擇題的分析與思考［J］.物理通報，2014（6）：97－100.