核心概念及其評價初探

楊 君

（北京教育考試院，北京 100083）

《2014年普通高等學校招生全國統一考試北京卷考試說明（理科）》中關于物理學科的考核目標指出：物理高考要有利于考生的繼續學習和終身發展.［1］教育部制定的《普通高中物理課程標準（實驗）》對于課程性質的描述中也明確指出：高中物理課程應為學生終身發展、形成科學世界觀和科學價值觀打下基礎.［2］可見，如何為學生的繼續學習和終身發展服務是高中物理教學和考試的重要研究課題.要弄清楚這個問題，首先要弄清楚中學階段哪些知識和技能是有利于考生的繼續學習和終身發展的，這些知識和技能在學生今后的繼續學習及成長中發揮何種作用.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）

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

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《國家科學教育標準》，［3］此后，全美各州紛紛基于國家科學教育標準開發科學教育標準和評價系統并予以實施.然而近年來，美國學生在全國性的或國際性的科學測試中成績不佳.人們在重新反思美國科學教育時普遍認為，美國的科學課程標準要求學生學習的內容“廣而不深”，科學課程、教學、評價三者“各自為政”是導致當今美國科學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，學生科學成就較高的國家將科學教學聚焦于較少的主題.［5］為此，經過修訂，2012年，美國正式發布了《K-12科學教育框架：時間、通用概念、及核心概念》作為全美新一代科學教育標準的指導性文件.［6］文件的一個重要特點是確定各學科的核心概念并圍繞核心概念組織課程內容.這種方法使修訂后的標準數量更少、更加簡潔、便于實施.對此，美國科學教育委員會專家Helen Quinn也持贊同態度，并認為“學的少才能學的深”.［7］

我國學者張穎之、劉恩山（2010）在梳理國內外相關文獻的基礎上，將核心概念界定為：“核心概念是位于學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，這些內容能夠展現當代學科圖景，是學科結構的主干部分”.［8］筆者認為，對于物理學科，核心概念則包括了重要概念，規律以及物理學發展過程中所形成的基本思想和方法.

2 核心概念對物理學習的意義

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

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

（1）對核心概念的深入理解能促使學生超越對零散知識的記憶，做到對知識的深層理解，為學生以后的繼續學習和終身發展打下基礎.核心概念的學習和理解貫穿于學科課程學習的始終，對核心概念的扎實且深入的理解為學生的進一步學習能打下堅實的基礎.如能量轉化及守恒的思想貫穿整個物理學學習的始終，對這一思想的理解和領悟，不僅有益于高中階段的學習，對大學及以后的物理學習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科知識的遷移.物理學的研究對象涵蓋廣泛的自然現象，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，能夠解釋大量的現象和事實，因此核心概念的深入理解有利于學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生形成良好、科學的知識結構.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領域的事實和公式的羅列，而是圍繞核心概念組織和構成的具有高度概括性和抽象性的知識網絡.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，核心概念對于學生形成科學的知識結構并將其應用于問題的解決有重要的意義.

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

3 北京卷物理試題在核心概念考查中的探索

作為高等教育學校招生入學考試的高考，其首要目標即有利于高等學校選拔新生.［10］作為為國家培養高素質人才的高校，對學生素質的重要要求就是具備有繼續學習的能力以及進一步從事科學研究的學科素養.

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，北京高考適應高考改革的形勢及基礎教育發展的實際，穩中求進，進中求變，逐步探索和加強對核心概念的考查，經過多年實踐和經驗總結，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內涵，淡化考查學生單純的記憶及熟練程度.

以加速度為例，作為學生在高中物理三年物理學習開始階段的重要概念，不僅是聯系運動學和力學的紐帶，是動力學的核心概念，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習.在近年的北京高考理綜卷中多次出現有關加速度的試題，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題則將電學中的電流概念擴展到環形電流，深入考查了學生對電流概念中的“定向移動”的理解，對概念的考查兼顧其外延的廣度和內涵的深度.［11］

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

以光電效應原理為例，2013年北京高考理綜卷第20題即是對這一知識點的考查.題目以傳統光電效應為背景，介紹了多光子觀點效應，以此為素材考查了考生對光電效應原理的本質內涵的理解.可以看出，本題的求解需要的是學生對光電效應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題關于電磁感應定律的考查亦是如此.

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

以統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，側重不同.2013年的第24題立意宏大，視野開闊，分別考查了力學和電磁學的主干知識，但均基于宏觀與微觀的聯系這一主題思想.需要學生從學科整體的層面上思考問題；2014年的第24題則以導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涵，從能量轉化、宏觀導體棒運動及微觀電子運動等各方面考查宏觀與微觀的聯系.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.呈現出來的試題熟悉親切，但卻需要學生對學科知識有深入的理解且學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，力求取材于學生熟悉的情境進行考查，不單純追求情境的復雜，同時對能力的考查重點放在對概念的深入理解上，而不是復雜的應用.通過核心概念的考查，一方面能引導中學教學摒棄“題海”，回歸物理本源，另一方面也能真正讓學生在學習物理的過程中，滋養能力，提高素養.

當然，核心概念的教學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.如何將中學物理階段的核心概念做全面科學的梳理，同時力求將課程、教學與評價三者結合做出科學的評價系統將是以后繼續努力的方向.

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.美國國家科學教育標準［M］.北京：科學技術文獻出版社，1999.

4 韋斯林，賈遠娥.學習進階：促進課程、教學與評價的一致性［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中的地位和作用——從記憶事實向理解概念的轉變 ［J］.教育學報，2010（6）：57－61.

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

10 約翰·D·布蘭思福特.程可拉，孫亞玲，王旭卿譯.人是如何學習的——大腦、心理、經驗及學校［M］.上海：華東師范大學出版社，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.