核心概念及其评价初探

杨 君

（北京教育考试院，北京 100083）

《2014年普通高等学校招生全国统一考试北京卷考试说明（理科）》中关于物理学科的考核目标指出：物理高考要有利于考生的继续学习和终身发展.［1］教育部制定的《普通高中物理课程标准（实验）》对于课程性质的描述中也明确指出：高中物理课程应为学生终身发展、形成科学世界观和科学价值观打下基础.［2］可见，如何为学生的继续学习和终身发展服务是高中物理教学和考试的重要研究课题.要弄清楚这个问题，首先要弄清楚中学阶段哪些知识和技能是有利于考生的继续学习和终身发展的，这些知识和技能在学生今后的继续学习及成长中发挥何种作用.本文将就这一问题进行简单的探索.

1 “广博”与“深入”（什么是核心概念）

高中物理所学内容从古代到近代，可以说是点多、面广、理深.随着科技的进步与时代的发展，课程学时的有限性与学科知识的快速增长之间的矛盾也日益突出.随着网络的普及以及社会信息化程度的提升，可供教师和学生使用的教学资源及习题资源越来越丰富.教学资源的快速增长与学生学习时间的有限性之间的矛盾也日渐突出.这也是如今学生课业负担增加的原因之一.

在20世纪90年代美国基于标准的课程改革中，国家研究理事会研制出了影响深远的《国家科学教育标准》，［3］此后，全美各州纷纷基于国家科学教育标准开发科学教育标准和评价系统并予以实施.然而近年来，美国学生在全国性的或国际性的科学测试中成绩不佳.人们在重新反思美国科学教育时普遍认为，美国的科学课程标准要求学生学习的内容“广而不深”，科学课程、教学、评价三者“各自为政”是导致当今美国科学教育困境的最为突出的两个原因.［4］国际比较研究项目也显示，学生科学成就较高的国家将科学教学聚焦于较少的主题.［5］为此，经过修订，2012年，美国正式发布了《K-12科学教育框架：时间、通用概念、及核心概念》作为全美新一代科学教育标准的指导性文件.［6］文件的一个重要特点是确定各学科的核心概念并围绕核心概念组织课程内容.这种方法使修订后的标准数量更少、更加简洁、便于实施.对此，美国科学教育委员会专家Helen Quinn也持赞同态度，并认为“学的少才能学的深”.［7］

我国学者张颖之、刘恩山（2010）在梳理国内外相关文献的基础上，将核心概念界定为：“核心概念是位于学科中心的概念性知识，包括了重要概念、原理、理论等的基本理解和解释，这些内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分”.［8］笔者认为，对于物理学科，核心概念则包括了重要概念，规律以及物理学发展过程中所形成的基本思想和方法.

2 核心概念对物理学习的意义

笔者认为，目前，由于教学中的追求面面俱到，以及普遍采用的“题海战术”，导致学生在物理学习的过程中有以下几个问题：（1）学生泛泛了解很多但深入理解很少；（2）学生“解题”的技能很强但“解决问题”的能力较弱；（3）学生对某一零散的知识点能做到深入理解灵活运用，但缺乏对学科总体的认识和把握.

核心概念作为位于学科中心位置的概念性知识，对广泛的自然事物和现象具有解释力，具有很高的抽象和概括程度，能组织整合本学科的许多关键概念、原理及思想方法.具体来说，对于核心概念的深入理解、掌握，对于物理学习的重要意义主要体现在以下几点.［9］

（1）对核心概念的深入理解能促使学生超越对零散知识的记忆，做到对知识的深层理解，为学生以后的继续学习和终身发展打下基础.核心概念的学习和理解贯穿于学科课程学习的始终，对核心概念的扎实且深入的理解为学生的进一步学习能打下坚实的基础.如能量转化及守恒的思想贯穿整个物理学学习的始终，对这一思想的理解和领悟，不仅有益于高中阶段的学习，对大学及以后的物理学习和对自然的认知都大有益处.

（2）对核心概念的深入理解有利于学科知识的迁移.物理学的研究对象涵盖广泛的自然现象，从微观到宏观，从低速到高速.而核心概念因其具有高度的抽象性和概括性，能够解释大量的现象和事实，因此核心概念的深入理解有利于学生解决新情境中的新问题.

（3）对核心概念的深入理解有利于学生形成良好、科学的知识结构.基于专家和普通人的知识组织方式的研究表明：［10］专家的知识并不是对相关领域的事实和公式的罗列，而是围绕核心概念组织和构成的具有高度概括性和抽象性的知识网络.这种知识组织方式深刻影响了专家对问题的表征和理解.因此，核心概念对于学生形成科学的知识结构并将其应用于问题的解决有重要的意义.

回到本文开始提出的问题，什么是对学生继续学习和终身发展有用的知识和技能.笔者认为，核心概念即为有助于学生继续学习和终身发展的知识和技能，核心概念的深入理解能为学生今后探索未知，学习新知打下了坚实的基础.

3 北京卷物理试题在核心概念考查中的探索

作为高等教育学校招生入学考试的高考，其首要目标即有利于高等学校选拔新生.［10］作为为国家培养高素质人才的高校，对学生素质的重要要求就是具备有继续学习的能力以及进一步从事科学研究的学科素养.

自北京市实施新课程改革以来，北京高考理综卷始终坚持能力立意，把对能力的考核放在首要位置.近年来，北京高考适应高考改革的形势及基础教育发展的实际，稳中求进，进中求变，逐步探索和加强对核心概念的考查，经过多年实践和经验总结，已形成了自己独有的特色.

（1）对于物理概念的考查，力求深入到概念的本质内涵，淡化考查学生单纯的记忆及熟练程度.

以加速度为例，作为学生在高中物理三年物理学习开始阶段的重要概念，不仅是联系运动学和力学的纽带，是动力学的核心概念，也是贯穿整个高中阶段的一个重要概念.对加速度的理解直接影响高中阶段的物理学习.在近年的北京高考理综卷中多次出现有关加速度的试题，如2011年的第18题，2012年的第23题，2014年的第18题.这3道试题分别以“蹦极”，“电梯”以及“手抛物体”这些学生熟悉的情境为素材，考查了考生对加速度不同层次及维度的理解.2012年的第16题则将电学中的电流概念扩展到环形电流，深入考查了学生对电流概念中的“定向移动”的理解，对概念的考查兼顾其外延的广度和内涵的深度.［11］

（2）对于物理规律的考查，强调物理规律的深层理解和灵活广泛的运用，淡化对物理规律的简单套用.

以光电效应原理为例，2013年北京高考理综卷第20题即是对这一知识点的考查.题目以传统光电效应为背景，介绍了多光子观点效应，以此为素材考查了考生对光电效应原理的本质内涵的理解.可以看出，本题的求解需要的是学生对光电效应原理的深入理解以及获取题干素材所提供的新知识的能力，仅凭对原理的熟练记忆和简单套用无助于问题的解决.2012年第19题关于电磁感应定律的考查亦是如此.

（3）对于物理思想方法的考查，强调对思想方法的领悟，以及从学科整体的层面上把握其内涵并将其在更广泛的领域中运用.

以统计思想以及宏观反映微观、微观解释宏观的思想为例.北京高考理综卷2013年和2014年第24题都是以这一思想的考查为主题，但也各有特色，侧重不同.2013年的第24题立意宏大，视野开阔，分别考查了力学和电磁学的主干知识，但均基于宏观与微观的联系这一主题思想.需要学生从学科整体的层面上思考问题；2014年的第24题则以导线切割磁感线这一简单情境入手，深入挖掘其蕴含的物理内涵，从能量转化、宏观导体棒运动及微观电子运动等各方面考查宏观与微观的联系.可以看出，物理思想方法由于其高度的抽象性和概括性，使得试题素材的选取广泛自由，考查的能力综合深入.呈现出来的试题熟悉亲切，但却需要学生对学科知识有深入的理解且学科全局有总体的宏观认识和把握.

总的来说，北京高考对于核心概念的考查，力求取材于学生熟悉的情境进行考查，不单纯追求情境的复杂，同时对能力的考查重点放在对概念的深入理解上，而不是复杂的应用.通过核心概念的考查，一方面能引导中学教学摒弃“题海”，回归物理本源，另一方面也能真正让学生在学习物理的过程中，滋养能力，提高素养.

当然，核心概念的教学评价是一个宏大的课题，而本文只是对核心概念的评价作初步的探索.如何将中学物理阶段的核心概念做全面科学的梳理，同时力求将课程、教学与评价三者结合做出科学的评价系统将是以后继续努力的方向.

1 北京教育考试院.高考北京卷考试说明（2014版）［S］.北京：开明出版社，2013：222.

2 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）［S］.北京：人民教育出版社，2003.

3 ［美］国家研究理事会著，戢守志等译.美国国家科学教育标准［M］.北京：科学技术文献出版社，1999.

4 韦斯林，贾远娥.学习进阶：促进课程、教学与评价的一致性［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 张颖之，刘恩山.核心概念在理科教学中的地位和作用——从记忆事实向理解概念的转变 ［J］.教育学报，2010（6）：57－61.

9 范增.我国高中物理核心概念及其学习进阶研究［D］.重庆：西南大学，2013.

10 约翰·D·布兰思福特.程可拉，孙亚玲，王旭卿译.人是如何学习的——大脑、心理、经验及学校［M］.上海：华东师范大学出版社，2002.

11 杨君，任涛.北京高考物理试卷部分选择题的分析与思考［J］.物理通报，2014（6）：97－100.