石景山區教育委員會學術委員會簡介
石景山區教育委員會學術委員會成立于2018年9月，是石景山區委教工委、教委落實市、區“十三五”時期教育改革和發展規劃的重要舉措，是“形成師德高尚、業務精湛、充滿活力的教育人才保障體系”的區域教師隊伍建設目標的重要手段。
學術委員會目前有正高級和特級教師21人，主要職責是為石景山區教育高端、綠色發展提供專業引領與專業咨詢，為區域教育工作的教育教學改革、學科建設、教育教學評價、教育科研及成果等重要事務提供學術指導與學術評定，對較大型學術活動提出建議并推動與促進各級學術交流。從學術角度對區域教育發展提出可行性意見，為決策提供依據。
此外，每位學術委員會成員，還通過成立特級教師工作室的方式，傳播先進的教育教學理念和方法，以學習為主導，以研究為主體，以工作為主線，選拔、培養青年骨干教師，提升其教育教學、教育研究能力，促進其專業成長，從而形成一個個研修共同體，帶動石景山區教師隊伍的整體提高，進而促進石景山教育高標準、高質量均衡發展。
CONTENTS
目錄
名家視角?
歷史教師必須正確理解學科“必備品格”的內涵? ? ——成學江 .......................................4
教改前沿?
基于核心素養的高三物理教學策略?
? ? ? ? ? ? ?——肖偉華 ......................................16
理論研究?
新知建構能力的建構與測評研究
? ? ? ? ? ? ? ——丁慶紅、李 學、王凌云 ...........29
假設與驗證方法在高中物理教學中實踐的理論研究 ——王岳 ........................................46
教學探索?
“元素觀”指導下的元素化合物教學研究——以“海水資源的開發利用”為例?
? ? ? ? ? ? ? ?——趙妍 ........................................65
例談“關鍵能力”與“核心素養”在物理教學實踐中的統一?
? ? ? ? ? ? ? ?——王岳 ........................................83
學術委員會大事記 （上接封底）...............92
名家視角
歷史教師必須正確理解學科“必備品格”的內涵
成學江 / 北京教育學院石景山分院
為了貫徹全國教育大會“立德樹人”的精神，認真落實學科“核心素養”在學科教學中的指導作用，近期在全國各地上演了一場場精彩的思想交流大劇，碰撞出一簇簇智慧的教育藝術火花。聆聽諸君的高談闊論，筆者既有耳目一新，深受鼓舞之喜，也有誠惶誠恐，膚粟股栗之憂。例如對歷史學科必備品格的育人導向，不同的人就有不同的理解。有的以點代面，解讀偏差，有的劍走偏鋒，近于極端，這些都必須引起高度注意！鑒于以往的經驗教訓，為了在教學實踐中盡量避免走進斷章取義、非此即彼的理解誤區，防止人為割裂本來完整、全面的課程目標的錯誤做法，在理解歷史學科必備品格的育人價值時，筆者認為至少必須兼顧好這樣幾種關系，即：家國情懷與國際視野的關系、傳統文化與外來文化的關系、唯物史觀與多元文明的關系、價值取向與求實精神的關系等。限于篇幅，下文僅就前兩種關系結合自己的教學理解摭談一些想法，以期能夠對我區歷史教師提供些許實踐借鑒。
演變成為運用一種世界開放意識和全球眼光，站在全球和人類的制高點對國際國內問題比較與反思以及在此基礎上所具備的一種態度、觀念和思維方式及行為規則。
? ? ? ?牢記家國情懷與不忘國際視野兩種品格不是相互對立，而是辯證統一的。從學科必備品格的角度看，家國情懷與國際視野是一個整體，他們不是割裂的，不是孤立的，更不是相互排斥的，而是相互融合、相互依存、相互促進的。如果過度地強調家國情懷，不屑放眼世界，就會導致封閉保守，夜郎自大，不利于國家的創新與發展，甚至造成落后挨打局面。當年乾隆帝自豪地認為“天朝物產豐盈，無所不有，原不藉外夷以通有無。” 其結果阻礙了中國社會的進步，使中國逐漸落伍于世界，鴉片戰爭失敗的教訓至今難忘。反之，如果盲目地迷信國際視野，崇尚西方世界，就會失去自我，容易“數典忘祖”，甚至危害國家安全。戈爾巴喬夫“新思維”和“民主化”思想將
《人民日報》評論文章指出：“‘家國情懷’是一個人對自己國家和人民所表現出來的深情大愛，是對國家富強、人民幸福所展現出來的理想追求。它是對自己國家一種高度認同感和歸屬感、責任感和使命感的體現，是一種深層次的文化心理密碼。”千百年來，我們從不缺培養家國情懷的教育素材。無論是 “修身、齊家、治國、平天下”的人文理想，還是 “王師北定中原日，家祭無忘告乃翁”的忠誠執著，抑或是“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的責任擔當，家國情懷從來都不只是攝人心魄的文學作品，更應是你我內心之中的精神歸屬。牢記家國情懷既是歷史學科的必備品格，也是學習和探究歷史的人文追求。
同時，不忘國際視野也是歷史學科的必備品格，是學生學習和探究歷史不可或缺的世界意識。國際視野起初是一個經濟學術語，后來運用到教育領域，則
牢記家國情懷與不忘國際視野
感。”但風物長宜放眼量，我們不能做井底之蛙，目光短淺，也不能孤芳自賞，盲目樂觀。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》明確指出要提高我國教育國際化水平，適應國家經濟社會對外開放的要求，培養大批具有國際視野、通曉國際規則、能夠參與國際事務和國際競爭的國際化人才。作為社會主義建設者和接班人，在牢記家國情懷的同時不忘國際視野，既是一種責任擔當，更是一種品格素養。
社會主義、斯大林、列寧說得一無是處，把西方資本主義世界看成了人間天堂，蘇聯解體的悲劇令人痛心。在菲律賓馬克坦島航海家麥哲倫遇難的地方，有一座紀念碑亭，碑亭正面寫著 “ ……第一次環球航海就這樣完成了。”碑亭的背面，則刻著另一段文字：“拉普拉普……成為擊退歐洲人侵略的第一位菲律賓人。”紀念碑正面的文字是對麥哲倫評價，評價依據是他完成了第一次環球航行，對人類文明做出了貢獻；紀念碑背面的文字是對拉普拉普的評價，評價依據是他領導反侵略斗爭，對祖國對民族做出了貢獻。不難看出碑亭建立者既有家國情懷的品格又不乏國際視野的意識。
? ? ? ?在國際化程度日益加深的背景下，國際視野下的家國情懷是我們的不懈追求，家國情懷下的國際視野是我們的必然關注，在培養學生必備品格的教學實踐中，我們必須牢牢記住家國情懷， “形成對中華民族的認同感和正確的民族觀，具有民族自信心和自豪
敬重傳統文化與尊重外來文化
新修訂的《普通高中歷史課程標準（2017年版）》指出：“了解并認同中華優秀傳統文化、革命文化和社會主義先進文化，認識中華文明的歷史價值和現實意義；了解世界歷史發展的多樣性，理解和尊重世界各國、各民族的文化傳統，形成廣闊的國際視野，樹立正確的文化觀。” 新課程標準這段論述明確
的精華，結合中國實際國情體現了對傳統文化的繼承；習近平新時代中國特色社會主義思想深刻闡釋了馬克思主義中國化的文化內涵，其治國理政思想也是對中國傳統治國安邦、修齊治平思想的超越；“人類命運共同體”理念是對“天下為公”、“世界大同”、“仁者愛人”思想的創新性發展。“親仁善鄰，國之寶也。”中國傳統文化素來重視鄰里間的守望相助、和睦共處，今天傳統的睦鄰觀念上升到政治治理角度，為地區和平安全發展提供中國經驗。我覺得這些闡釋與理解都非常正確。通過學習中華傳統文化，讓學生認識到中國傳統文化的博大精深而產生敬重感，看到中國傳統文化與現代中國千絲萬縷的聯系而產生歷史認同感和歸屬感，看到中國傳統文化與世界發展的聯系而產生自信心，這是培養學生歷史學科必備品格的教學內涵之一。?
? ? ? ? 永遠敬重優秀的傳統文化是我們天經地義的本分，同時尊重先進的外來文化又是我們海納百川的品
要求我們在培養學生歷史學科必備格時，既要敬重傳統文化又要尊重外來文化。
? ? ? ?錢穆先生曾說，對本國以往歷史須有“一種溫情與敬意”，如此“國家乃再有向前發展之希望”。千百年來，中華優秀傳統文化培育了一代代華夏兒女和炎黃子孫，也造就一代代文人墨客和政治精英。有人說，在中國革命和建設時期，毛澤東注重用中國傳統文化中的命題解讀馬克思主義，創造性地用“實事求是”來闡釋辯證唯物主義認識論；將“民惟邦本”、“民為貴，社稷次之，君為輕”等中國傳統文化中的民本思想升華為“群眾路線”思想；改革開放以來，我們黨提出的 “和平統一、一國兩制”的偉大構想就是對中國特有的“和、合”傳統思想文化的當代闡發；“依法治國，以德治國”的理念更是將傳統法治思想和德治思想進行現代性轉化；科學發展觀秉承了“天人合一”的傳統文化基因；“全面建成小康社會”的奮斗目標，吸收借鑒傳統文化中“小康”思想
談宋明時期阿拉伯文化的西來，單是下面一例就可以充分印證：鴉片戰爭后，外國傳教士的活動將西方近代醫學傳入中國，在中國開辦醫院、設立診所、翻譯西醫書籍和興辦醫學教育，西方醫學大規模傳入我國，至19世紀末形成了中醫學與西醫學并存的局面，時人稱“西人東漸，余波蕩憾，侵及醫林，此又神農以后四千年來未有之奇變也。” 作為中國傳統文化的中醫學面臨嚴峻挑戰。面對這一巨大挑戰，先進的中國人不是望洋興嘆、妄自菲薄，而是迎難而上，從容應對。他們提出中西匯通的思想。積極吸收西方醫學的優點，借鑒西方醫學彌補不足，開辦中醫學堂培養中醫人才，創辦學會并借鑒西方近代科學研究方法改造傳統醫藥理論和方法，仿效西醫藥物方法改良傳統醫藥，在中醫界興起一股匯通中西醫的潮流。通過上述努力與奮斗，傳統中醫在吸收西方近代醫學新知識新方法的過程中得到發展，煥發出新的生機。這一事實充分說明，在敬重優秀的傳統文化同時，尊重先進
質。傳統文化和外來文化確實存在差異，但兩種文化可以互相借鑒，兩種文化可以互補創新。上個世紀三十年代著名的科學家和教育家浙江大學校長竺可楨先生說“我們應憑借本國的文化基礎，吸收世界文化的精髓，才能培養成有用的人才，同時也必須根據本國的現勢，審查世界的潮流，所養成人才才能合乎今日的需要。”隨著全球化進程的推進，當今世界各國之間的相互聯系不斷加強，相互依賴程度不斷加深，文化發展呈現出多元化的發展現狀，各國間的文化交流、滲透也不斷加強，不可避免地對我們的傳統文化造成巨大沖擊。所以我們不僅要學中華優秀傳統文化，還要睜眼看世界，了解世界上不同民族的歷史文化，取其精華，去其糟粕，從中獲得啟發，為我所用。事實上，在幾千年的歷史流變中，中國傳統文化經歷輝煌、衰敗未曾中斷發展至今，歷史和現實充分證明了中國傳統文化具有開放包容、兼收并蓄、融會貫通的特質。且不說漢唐時期佛教思想的傳入，也不
既是國家意志在教育領域的直接體現，更是當下歷史教育的應然要求。
? ? ? ?需要說明的是，歷史學科必備品格的內涵非常豐富，絕非上述種種所能涵蓋的。正確理解歷史學科必備品格的特質含義，恰當處理歷史學科中品格素養與價值觀念的關系，對于有效形成歷史學科核心素養，順利實施歷史課程改革有著十分重要的意義。我們堅信，隨著人類社會的進步與發展，教育視野的延展與拓寬，教學實踐的推進與展開，將會有更多關于社會責任、國家認同、國際理解和人文底蘊、科學精神、學科特質的觀念與思想充實到歷史學科的必備品格中來，為塑造健全的人格，形成正確的價值觀念，落實立德樹人的根本任務，貢獻才智。
的外來文化，學習外來文化，以開放、包容的態度接納，結合本民族文化進行轉化，為外來文化打上中國烙印，中國文化不僅沒有被削弱反而在吸收借鑒外來文化精華的基礎上增添了更多新的活力，也為世界文明多樣化發展貢獻了中國智慧與力量。
? ? ? ?相信在不久的將來，中國傳統文化一定會徹底揚棄落后和腐朽，同時吸收中國革命文化、社會主義先進文化，吸收外來先進文化，在融合世界優秀文化后，更加展示勃勃生機。在人類新一輪道德價值與文化規范的重構中找到自己的位置，成為中華民族偉大復興和中國和平崛起的強大精神動力。
? ? ? ?在過去的教學研究與教學實踐中，我們要么從政治說教的角度強調正確的價值觀念，要么從現實需求的角度突出各種思維能力，而作為育人價值最本質體現的歷史學科必備品格，卻沒有引起足夠的關注與重視。這次課程改革，把歷史學科必備品格作為歷史學科核心素養下重要的課程目標和價值追求突顯出來，
教改前沿
基于核心素養的高三物理教學策略
肖偉華 / 北京景山學校遠洋分校
2019年10月8日上午，“北京市物理高考研討會”在161中學召開。此次會議的主題是《“基于核心素養的高中物理教學與評價”的實踐·思考》。物理高考命題專家、首都師范大學物理系鄭鵡教授，原北京市物理教研室主任、特級教師陶昌宏，北京市物理教育測量系列問題研究核心組的正高級教師團隊，北京市物理特級教師陶昌宏工作站的學員，首都師范大學物理系的研究生，以及來自北京市各區的教研員、一線教師，共計300多人參加了會議。
研討會分析了16年來北京自主命題的物理高考試題，總結出了北京物理高考特色：注重考查學生獲取物理知識過程中的科學思維、探究能力；關注學生的物理學科核心素養的發展。研討會提出了核心素養背景下高三物理教學策略：老師要轉變教學觀念，要以提升學生物理核心素養為目標， 通過回歸教材、回歸課堂、回歸物理本源，指導學生學會學習、自主發展，做到教、學、考和諧統一。
理教學本質和目標的不斷探索和發展的歷程，三維目標不是終極目標，是核心素養形成的要素和路徑。
? ? ? ? 自2004年起，北京高考物理開始實行自主命題。2007年，北京市實施高中物理新課程。2010年，高考首次以新課程命題。2013年，開始新一輪的高考命題改革。在此期間，北京高考命題經歷從全國卷到北京卷的順利過渡、北京物理試卷逐步形成特點、適應新課程的高考改革、從2013年至今的高考命題改革新思路四個階段。
? ? ? ?北京高考單獨命題了16年，按照命題專家的說法，經歷了兩個抗戰的時間。命題者對北京高考的命題初衷對所有的物理教師應該有很大啟發。命題專家張老師說：“我們從來沒有想過要考學生，我們想的是，如何引導學生學習物理”，鄭教授則說：“高考指揮棒”這個說法本身不正確，高考不能指揮教學，而是對教學結果進行評價。教育部制定教育目標，教師實施教學活動，高考則是評價教學的結果是否達成
2017年，北京市正式進入新一輪課改。本次課改，高中物理課程標準進行了重新修訂，其中最大的亮點就是提出了物理核心素養。
所謂物理核心素養是指學生在接受物理教育的過程逐步形成的適應個人終身發展與社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的、帶有物理學科特點的品質。包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任四個方面。
將物理核心素養作為基礎教育階段物理課程的總目標，充分體現了物理學科的核心價值。
一、物理核心素養
二、課程目標的歷史沿革與北京物理高考
從上世紀60年代開始，我國物理課程目標分別經歷了四個階段的變化，分別是20世紀60年代的雙基、20世紀80年代的能力、21世紀初的三維目標，到現階段的核心素養。從雙基到能力到三維目標再到核心素養，揭示了我國在發展過程中，物理教育工作者對物
素養的概念，核心素養背景下，大家都在積極探索核心素養背景下物理課堂教學策略。北京市教研員張玉峰提出了“基于課前學習診斷的教學整合策略”，“基于核心素養的高中物理教學與評價實踐研究”課題組則提出了以下的教學策略：
教學目標。今后的教學，教師要走到高考的前面，去等待高考，而不是在后面追。命題專家對高考的解讀對我們正確理解高考，正確實施教學活動有很大的指導意義。
三、基于核心素養背景下高三物理教學
指導北京物理新課程的教學理論是由陶昌宏提出的物理教學基本特征理論，即：以創設問題情境為切入點，以觀察實驗（事實）為依據，以培養學生的思維能力維核心，以提升學生科學探究能力為重點。
這個理論只有四句話，簡潔明了，但是抓住了物理教學的特征和本質，指導了北京新課程實施過程中十幾年的教學實踐。
（一）物理教學特征理論
（二）核心素養背景下的教學策略
北京的新一輪課程改革進入第三年，明年將第一次參加新高考。這一輪課改的最大亮點是提出了核心
即在課堂教學中，通過引導學生對真實的問題開展研究，這是一個學習的過程，通過學習獲得知識，把獲得的知識再應用于實際，解決真實的問題，這個過程是知識應用的過程，在這個過程培養學生的創新能力。
新的教學模型指明了了核心素養背景下的教學方向：
引導學生閱讀課本就是回歸教材的一種方式。課本不僅是知識的載體，更是原理和方法的載體。許多題目都能在書上找到原型。從這些年的高考試題來看，一些所謂的難題，在讀課本的學生看來，其實并沒有那么難，而不讀課本的學生，一到這些涉及實際的問題就往往含糊不清。讀課本是回歸的一種方式，教學中要引導學生養成研讀課本的習慣。
讀課本需要理解和思考，讀課本也是課后反思、深入思考和感悟的過程。一些重點的原理，書上的例題，要引導學生反復讀，提出問題引導學生讀，也可以讓學生讀后提出問題。一個真正有水平的老師，是引導學生在看似沒有問題的地方發現問題，并提出問題。引導學生閱讀教材，并進行反思感悟，比多做幾道題要重要得多。
回歸本源
高考命題專家張老師在談到高三物理教學的時候說：“十幾年的高考，我們絕沒有說要怎么考學
回歸教材
實際的教學過程中，脫離教材的現象非常普遍，特別是高三物理教學，更多的是以習題訓練為主。如果我們仔細研究高考題，就會發現，高考題明確引導教學要回歸課程，回歸教材。下表是王運淼對近六年的高考題中原型的出處所做的研究，可以看到原型題來自課本的比例達到78%以上。
么？全物理教育專家陶昌宏說：“以自己對物理的熱愛，讓學生愛上你，并因此愛上你所教的學科，是老師的智慧”。這句話明確的告訴我們，首先，教師要熱愛物理，其次，要讓學生愛上物理，培養學生對物理的興趣，樹立學生探索自然奧秘的志向，這是物理教師要做的事。美國一個大學教授曾經說：“對學生來說，最重要的好奇心和質疑的精神”。物理教學要培養學生的好奇心，要讓學生敢于質疑，善于質疑。
生”。他接著說：“作為物理教師，一定要想清楚兩個問題：第一，什么是物理？第二，如何讓學生學好物理？”張老師的這兩個問題，實際上涉及物理與教學的本源問題。
什么是物理？用一句話說，物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。
物理學是一門自然科學，注重于研究物質、能量、空間、時間，尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關系。可以這么說，物理學是關于大自然規律的知識;或者更廣義地說，物理學探索分析大自然所發生的現象，以了解其規則。作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律。物理學是當今最精密的一門自然科學學科。
物理是關于大自然奧秘的學科，這是物理的本質，認識到這個本質，我們的教學就是要引導學生觀察大自然、研究大自然的規律。物理教學的本源是什
高考物理命題負責人鄭教授說：“十幾年北京物理高考試題命制，我們一直試圖引導老師在教學中重視回歸教材，回歸物理本質，引導物理教學重視對物理核心素養的培養”。如果我們認真研究北京近六年來的高考試題，就能發現這種趨勢。所以在高三物理教學中，重視對高考真題的研究非常重要，研究真題本后透露出來的命題人的真實意圖，對我們高三物理教學有很非常重要的指導意義。而這個意圖就是高三物理教學不要脫離物理本質進行教學，不要把物理教學變成“物理題”教學。
聯系實際呢？只要老師認識到聯系實際的重要性，是完全可以的。
聯系生活實際，突出美育和勞動教育
課堂是學生在虛擬的生活情境中體驗生活、反思生活和模擬生活的特殊活動。我們教給學生的知識，不是“死”的知識，而是要用這些知識在生活和生產中解決實際問題，因此，課堂教學必須聯系實際，從實際中提出問題，引導學生對問題進行研究，找出其中的規律，得出結論，并應用于實際中去。如果課堂教學中只是把書中的結論，當做“知識”來傳授，學生只能是被動的接受了一些“死”的知識，這樣的教學活動我們稱之為“灌輸式”或“填鴨式”的教育。這是應試教育的一種典型的教學方式。
如何聯系實際呢？一方面，可以帶領學生參與實際的活動，比如參觀、體驗實際的生產和生活，比如參觀首鋼園區、參與體驗冰雪運動、游樂園體驗相關的運動項目等等；另一方面，可以通過給學生提供相關的資料，介紹人們的生活、生產實際和研究活動，引導學生從中提出研究的問題。高三的物理課能不能
石景山教育大會提出教育要“五育并舉”。物理應該是最能體現“五育并舉”理念的學科。我們可以讓學生參與實際的勞動實踐，既能使學生的身心得到鍛煉，也能培養學生的勞動觀念；我們可以引導學生觀察現象之美，培養學生的審美能力；可以通過介紹科學家的研究過程和成果，滲透科學態度和科學精神，還可以讓學生開展實際的研究，培養學生的研究能力和思維能力，發展學生智力。
在高考試題中，我們同樣可以看到這種方向性的引導，北京獨立命題的這些年，試題中有大量的與生活和生產相聯系的題目，而且這種趨勢越來越明顯，注重在真實情境中突出考查學生對物理核心概念的理解程度，考查學生的模型建構、科學推理和論證、實驗探究等方面的能力。我們能看到北京物理高考命題走過了一條從“知識立意”到“能力立意”再到“價
值立意”的命題路徑。這種命題取向無疑對我們的教學有很好的導向作用。
? ? ? ? 總之，高三的教學，不能只是注重知識的梳理、總結和解題訓練，老師要引導學生重讀教材，再一次領會知識的形成過程，知其然并知其所以然，在此基礎上進行知識網絡的建構，形成一幅動態的、有生命力的知識結構網，另一方面，要把知識應用于解決實際的真實問題中去，應用物理概念和規律，對真實問題進行分析和解構，抓住問題的物理本質，建立物理圖景，進一步提煉出物理模型，在這個過程中，深化對所學知識的理解，提升應用能力。如果能夠這樣，學生的解題能力自然得到提高，成績也就自然提高了。
理論研究
新知建構能力的建構與測評研究
丁慶紅 / 北京教育學院石景山分院
李 學 / 北京市第九中學
王凌云 / 北京市京源學校
摘要：本文對中國知網核心期刊有關核心素養診斷測評類文獻進行了梳理和述評，建構了物理學科核心素養之新知建構能力的內涵，研究了測評工具。
關鍵詞：物理學科核心素養；新知建構；能力測評
一、研究背景
《普通高中物理課程標準（2017年版）》提出了高中物理學科核心素養，主要包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個方面。物理學科核心素養是物理學科育人價值的集中體現，是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會需要的關鍵能力與必備品格，是學生科學素養的重要構成。核心素養導向的物理教學，其目的不僅僅在于對物理知識的記憶和再現，更在于對物理知識和方法的應用，最終促進中學生關鍵能力與必備品格的發展。[1]
2017年9月24日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于深化教育體制機制改革的意見》，明確提出“要注重培養支撐終身發展、適應時代要求的關鍵能力。在培養學生基礎知識和基本技能的過程中，強化學生關鍵能力培養”，并進一步指出要培養四種關鍵能力即認知能力、合作能力、創新能力和職業能力。“培養認知能力，引導學生具備獨立思考、邏輯推理、信息加工、學會學習、語言表達和文字寫作的素養， 養成終身學習的意識和能力……培養創新能力， 激發學生好奇心、想象力和創新思維，養成創新人格， 鼓勵學生勇于探索、大膽嘗試、創新創造……”[2] 這四種關鍵能力涵蓋了2017年版普通高中課程課程標準中的各種能力，更具有實踐操作性。
在全面推行學科核心素養教學改革的背景下，如何對學生學科核心素養進行精準診斷與評價是一個迫切需要解決的問題。北京物理學科核心素養診斷測試框架研究團隊初步擬定了物理學科核心素養診斷測試
動對此內容進行研究的中學教師鳳毛麟角，大部分教師處于被動接受狀態。
框架，“新知建構”即為該診斷測試框架的一部分。測試框架對測評工具的內容范圍和認知能力要求等進行表述和界定。
二、研究現狀
對學生學科核心素養的診斷測試是一個嶄新的問題，在中國知網以“核心素養”為主題+“評價”關鍵詞跨庫搜索，搜得核心期刊文獻僅37篇，碩士論文2篇，甄選有效核心期刊文獻僅27篇，發文時間集中在2016-2018年。從文獻的引用量、下載量指標來看，文獻下載量、引用量數量很大，總下載數達到44000，引用量達到了563次，說明文獻具有明顯影響作用和參考價值；從相對數量看，2014年有1篇，2016年有5篇，2017年有12篇，2018年有9篇，說明有越來越多的人開始研究此內容。從作者機構分布來看，師范高校教師有19篇文獻，中學教研室和中學教師共8篇，表明相關內容理論性較強，中學教師理論基礎有待提高，主
國際上的大規模基礎教育評價項目主要有TIMSS、PISA、NAEP，TIMSS與PISA分別是在國際教育成就評估協會IEA 和經濟合作與發展組織OECD兩個國際組織的推動下逐步發展起來的兩個國際教育成就評價項目，是國際上最為活躍和最有影響力的國際教育評估項目。而 NAEP 則是美國國內最權威的中小學學業成就評價體系。TIMSS的理念是評估學生在基本知識和概念方面，與課程框架緊密聯系的數學和科學學科的思維能力。PISA 的理念是評估學生在日常生活情境中處理問題所需要的閱讀、科學和數學素養。NAEP 的理念是了解不同年級學生對不同學科的深入理解情況，以便于最佳配置美國學生所需要的知識、技巧和能力。[3]可能因為近幾年我國一直參與PISA測試，國內針對PISA測評的相關研究文獻更多一些，同樣，PISA測評的科學素養測試框架、評價維度
基本處于空白時期。PISA測評對于本文研究內容可能有客觀的參考價值。可參考理論基本屬于舶來品，如何適合本土國情“落地”，有效地診斷評價學生物理學科核心素養是值得深入研究的問題。下面主要探討物理學科核心素養中新知建構能力的建構與測評。
和評價標準都對于本文內容具有借鑒意義。
? ? ? ? 華東師范大學教授楊向東（2018）在《指向學科核心素養的考試命題》一文中提出了學科核心素養的發展模型，指出：“學生在經歷各種真實情境過程中，學科知識和技能不斷結構化，學科思維方式、探究模式和價值觀念逐漸得以形成，并在應對和解決各種復雜開放的陌生任務時不斷得到整合和運用。當學生能夠整合已有的結構化知識和技能，運用學科思維和觀念開展嚴謹的探究活動，靈活的、創造性地解決或應對各種復雜現實任務或情境時，就表現出了高水平的素養。”實際上，學生在解決“簡單不良結構情境”或“復雜、不良結構情境”問題時，就需要具備較強的新知建構的能力或者說學習能力。
? ? ? ?綜上，對學生學科核心素養進行精準診斷與評價是一個迫切需要解決的問題，但目前參與研究的團隊較多，相關研究尚未產生研究成果，可以參考借鑒的文獻較少，特別是針對物理學科的學科核心素養測評
三、新知建構能力的建構
學科核心素養是在反思學科本質觀的基礎上，對學科育人價值的凝練，是學生在課程學習中形成的，能夠靈活的整合學科觀念、思維方式、探究模式和知識體系，應對和解決各種復雜的、不確定的現實生活情境的綜合性品質。學科核心素養關注的是學科課程學習的“真實性學業成就”。真實性學業成就至少滿足三個特征（楊向東2018）：（1） 能夠創造知識，而不僅是再現他人知識或對他人知識做出反應。
（一）新知建構能力指向學生物理課程學習的真實性學業成就
和改造自己的知識經驗。學習不是知識由教師向學生的傳遞過程，而是學生建構自己的知識的過程，學生不是被動的信息吸收者，相反，他要主動地建構信息的意義，這種建構不可能由其他人代替。這種知識建構過程具有三個重要特征：（1）主動建構性。面對新信息、新概念、新現象或新問題，學生必須充分激活頭腦中的先前知識經驗，通過高層次思維活動，即需要付出高度心理努力的有目的、有意識、連貫性地對知識進行分析、綜合、應用、反思和評價的認知活動。學生要不斷地思考，對各種信息和觀念進行加工轉換，基于新、舊知識進行綜合和概括，解釋有關的現象，形成新的假設和推論，并對自己的想法進行反思性的推敲和檢驗。學生作為學習活動的主人，承擔著學習的責任，需要對學習活動進行積極自主的自我管理和調節。（2）社會互動性。學習是通過對某種社會文化的參與而內化相關的知識和技能、掌握有關的工具的過程，這一過程常常需要通過一個學習共同體
（2）能夠開展嚴謹的探究，深刻理解問題，采用新穎方式整合或重組已有知識，創造新的知識。（3）具有超越評價的審美、實用或個人價值，即對個體和社會都有價值的觀念、方法、方案或產品。新知建構重視不同知識、方法或態度在深層意義上的整合和運用，關注學生在復雜的開放性問題情境中的綜合表現，強調學生在知識應用過程中形成靈活有效的問題解決技能，學會評估學習方案和進程，學會自主學習和終身學習。新知建構能力就是學生創造新的知識的能力，從而靈活應對復雜開放問題情境。
（二）新知建構能力指向學習過程
建構新知建構能力需要反思學習觀，正確理解物理核心素養與物理知識技能之間的關系。學科核心素養所蘊含的學習觀是建構主義和情境認知理論。
學習不簡單是知識由外到內的轉移和傳遞，而是學生主動地建構自己的知識經驗的過程，即通過新經驗與原有知識經驗的雙向的相互作用，來充實、豐富
何通過理解的深化促進知識的靈活遷移應用。根據知識及其應用的復雜多變程度，斯皮羅等把知識分為結構良好領域的知識和結構不良領域的知識。在我們周圍，有些知識領域的問題是比較有規律性和確定的，解決這樣的問題有明確的規則，基本可以直接套用相應的法則或公式，這樣的知識叫做結構良好領域的知識。但是，現實生活中的許多實際問題卻常常不是這樣有規律性和確定的，在解決問題時，不能簡單套用原來的解決方法，面對新問題，需要在原有經驗的基礎上重新做具體分析，建構新的理解方式和解決方案。這就涉及了結構不良領域的知識。結構不良領域有兩個特點：①知識應用的每個實例中，都包含著許多應用廣泛的概念的相互作用(即概念的復雜性)；②同類的各個具體實例中，所涉及的概念及其相互作用的模式有很大差異(即實例間的差異性)。結構不良領域是普遍存在的，可以說，在所有的領域，只要將知識運用到具體情境中去，都有大量的結構不良的特征。據
的合作互動來完成。學習共同體的協商、互動和協作對于知識建構有重要的意義。（3）情境性。知識是生存在具體的、情境性的、可感知的活動之中的。它不是一套獨立于情境的知識符號，不可能脫離活動情境而抽象地存在。它只有通過實際情境中的應用活動才能真正被人所理解。學習應該與情境化的社會實踐活動結合起來。
? ? ? ?學生在經歷各種真實情境過程中，學科知識和技能不斷結構化，學科思維方式、探究模式和價值觀念逐漸得以形成，并在應對和解決各種復雜開放的陌生任務時不斷得到整合和運用。新知建構能力是指在這一過程中，學生能夠整合已有的結構化知識和技能，運用學科思維和觀念開展嚴謹的探究活動，靈活地、創造性地解決或應對各種復雜現實任務或情境而表現出的高水平素養。
（三）新知建構能力生成于認知靈活性理論
斯皮羅等提出了認知靈活性理論，重點解釋了如
感態度與價值觀”維度要求學生“具有敢于堅持真理、勇于創新和實事求是的科學態度和科學精神，具有判斷大眾傳媒有關信息是否科學的意識”[5]。《北京卷考試說明》指出：“探究能力是指通過自主學習和獨立思考，發現、解決新問題的能力……通過閱讀和觀察，獲取新知識、新方法……”[6]可見，信息社會需要學生高水平的信息素養，面對新情境和復雜不良結構問題及開放性問題，需要從信息中獲取新知識，獲得新方法，需要較高層次的探究能力。這就是需要學生新知建構的能力。
信息和知識快速增長的速度超過了人類歷史上的任何一個時期，正如諾貝爾獎獲得者赫伯特·西蒙曾指出，“識知”（knowing）的意義已從能夠記憶和復述信息轉向能夠發現和使用信息。人類的知識急劇增長使教育無法面面俱到，教育的目的是幫助學生發展習得知識所必須的認知（智力）工具和學習策略，使他們能夠富有成效地思考有關歷史、科學技術、社會現象、數學和藝術方面的內容。[7]
此，我們不可能靠將已有知識簡單提取出來去解決實際問題，只能根據具體情境，以原有的知識為基礎，建構用于指導問題解決的圖式。而且，往往不是單以某一個概念原理為基礎，而是要通過多個概念原理以及大量的經驗背景的共同作用而實現。
? ? ? ?新知建構能力就是學生在面對新問題、新情境時，能夠在原有經驗的基礎上重新做具體分析，建構新的理解方式和新的解決方案，建構用于指導問題解決的圖式。
（四）新知建構能力指向學生的信息素養
從信息的角度來看，學習就是獲取信息。當今信息社會，如何應對信息社會的挑戰，是人們面臨的重要問題。如何收集信息、獲取信息、分析加工信息、利用信息解決實際問題就顯得格外重要。《普通高中物理課程標準（實驗）》在“過程與方法”維度要求學生“具有一定的質疑能力，信息收集和處理能力，分析、解決問題能力和交流、合作能力”[4]。在“情
新知建構能力應關注兩個方面，一是知識遷移，二是知識創新。知識遷移是指學生把理解的知識、形成的基本技能遷移到不同的情境中去，促進新知識的學習或解決不同情境中的問題。知識遷移是知識在新情境中的應用。知識創新是指學生能夠生成超越教材規定內容的知識，或者對問題進行推廣與變式得到一個新的問題。“創新”是相對學生而言的，對于他們來說是新知識、新方法。能提出問題，以自我的“發現”得到的知識，就是知識創新。
（五）新知建構能力的內涵與水平表現維度
新知建構能力是指學生在面臨新情境，新問題，復雜不良結構問題或者開放性問題時，需要獲取新知識，創造新知識，或者建構新的理解方式和新的解決方案，從而建構用于指導問題解決的圖式。新知建構能力側重新知獲得的意義建構，而不是通過查找資料直接得到知識。
新知建構能力水平表現為三個維度，由低到高依次是信息選擇與轉換表征、信息整合與新知建構、關聯整合與策略遷移。信息選擇與轉換表征是指學生通過閱讀觀察，能選擇有用的新知識、新方法等信息，并根據需要變換信息的表征方式；信息整合與新知建構是指學生能抽象概括關鍵信息，建立信息與已有知識間的有意義聯系，經過推理論證，得出新知識并反省認知策略；關聯整合與策略遷移是指學生能把新知識與已有知識建立聯系，并把新知識或者新知建構識的策略遷移應用在新的物理情境中。
四、新知建構能力的測評工具研究
教育評價是一種基于證據的推理過程，也就是通過學生在某些評價任務上的表現來推斷他們在某些（心理或教育）建構上的特征或水平。新知建構能力體現了學生物理學科核心素養的高水平，對其測評的難度較大。新課標中物理學科學業質量標準明確了物理學科的育人價值和質量要求，系統闡明了學生在高
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中階段物理學科核心素養發展水平及其表現特征。它將物理學科核心素養視為貫徹基礎教育階段的學生內在品質或特征。像身高、體重刻畫物理屬性的水平一樣，物理學科學業質量標準刻畫了高中階段學生在物理學科核心素養上的水平。設計新知建構能力測評時，要以學業質量標準為依據，確定考試命題的價值方向、理論框架和水平依據。鑒于篇幅，略去測評工具案例。
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假設與驗證方法在高中物理教學中實踐的理論研究
王岳 / 北京市九中
摘要：高中物理教學是學生接受物理教育過程中形成終身發展和社會發展需要之必備品格和關鍵能力的重要時期，在教學中進行科學思維、科學探究的教育，幫助學生產生形成面對新情景，解決新問題的能力，是新課程標準下物理核心素養的要求。展現物理學發展的思維過程，幫助學生了解科學發展的一般規律，提高科學素養，是新課程標準的主旨所在。
因此，本文提出了在高中物理教學中提高假說與驗證物理方法教學質量的這個問題，旨在研究培養學生體驗科學探究過程，學習科學探究的相應元認知技能，感受物理學非凡的科學所在；認識物理學對科技進步以及文化、經濟和社會發展的影響；為終身發展，形成科學世界觀和科學價值觀打下基礎。同時，探討在物理教學中實踐從學科教育到科學教育的可行性，為培養學生的終身學習能力打下科學方法的基礎。
關鍵詞：假設與驗證 物理方法 教學實踐 高中物理教學。
一、 問題的提出及研究的意義
從中學生學習的角度看，無論哪門學科，都要掌握這門學科的基本結構。所謂基本結構，就是指這門學科的基礎概念、基本原理和規律以及它們之間的內在邏輯關聯和獲得這一系列內容的基本方法。筆者認為，從對絕大多數學生一生的影響看，在這三部分中，學科的基本方法的價值超過了前兩者。因為，科學方法較知識類內容更能遷移于學生處理將來遇到的問題，而且物理學的科學方法還極富于創造性。
從培養人才的角度看，對方法的學習有利于創新人才的培養。因為它可以使人們掌握正確的思想方法學習方法，甚至工作方法。對于中學生來說，在學習階段能夠較早的接觸和學習科學方法，能夠為培養終身學習的能力打下堅實的基礎。
對于物理學科而言，物理學方法擔負著發現、建
立、檢驗、運用和發展物理規律的職能。正如黑格爾所說：手段是比一個有限的目標更高的東西。例如伽利略所發現的自由落體規律，雖然已經過去數百年，雖然已經變成物理知識中的滄海一粟，但是他研究問題所創造的一套科學方法，為我們所繼承發揚，創造出了更大的財富[張憲魁王欣主編《物理學方法論》陜西人民教育出版社 1992]。
（一）問題的提出
（二）教學現狀分析
在目前的教學實踐中，物理學習方法的教學內容和物理知識的教學內容相比存在以下不足，主要原因為客觀上，物理學習方法具有以下特點：
1.滲透性。教材的結構是以知識內容的體系來編寫的，而物理方法則是滲透在知識的表述中。盡管新課標、新教材中已注意了這一點，在某些章節中單獨設置了方法的單元，然而師生往往重視知識的獲取，忽略了方法所能帶來的積極影響。
2.階段性。縱觀高中教材，學生通過知識的學習，來領會物理方法。不同的知識對應著不同的方法，知識是有層次的，物理方法也是分層次的，是由表入深的，關于方法的學習是具有階段性的。
3.靈活性。即使對于同一課題，也不是只有唯一的方法，而且還有選擇哪種方法最為合適的問題。
在目前的物理教學常態課堂中，新課程推動的課堂教學改革效果不明顯，具體表現在：一方面，老師們依然關注于具體的物理解題方法，用以提高學生的學習成績，并且歸納出從審題到解題的固定模式，強化學生的模仿能力。從效果上看，這樣做在短期內，對學習成績的提高有一定的作用，但是缺乏長久的生命力。學生學到的還是“標”，而不是“本”。而物理這一學科的科學方法，無論是物理學特有的思維方法，還是物理學的研究方法，都是物理學科之“本”的重要內容。另一方面的現實情況是，物理方法的教學形式化，只在公開課、教學大賽、撰寫論文等時呈
現。其“形式化”主要表現在教學設計中，各種教學方法不做甄別的羅列，短短的一節課能用到好多種方法。令人擔憂的是教師們對什么是、哪些是物理學方法都沒有弄清楚。例如，我們常見的“綜合啟發式”、“實驗探究法”等，這都不是真正的物理方法，而是實現目標的具體方式或者說是實現教學目標的手段。
? ? ? ? 更加令筆者擔憂的是，現在流行“翻轉課堂”，在物理概念、規律的教學中，學生自己預習，上課老師答疑，然后就是課堂檢測。這樣表面上提高了課堂效率，發揮了學生的主體地位，提高了學習的主動性，以至于把新課上成了復習課、習題課。這是重結果不重過程的翻版，淡化了學生對科學方法的攝取過程，嚴重沖擊了學生的內在學習動機，結果會導致學生體會不到科學學習的樂趣， 找不到學習物理的科學方法。
一方面，《高中物理課程標準》要求我們在教學中滲透科學方法的教育，幫助學生產生形成面對新情景，解決新問題的能力。《新課標》還要求我們展現物理學發展的思維過程，幫助學生了解科學發展的一般規律，提高科學素養。
另一方面，如果研究得出肯定性結論，那么對學生的物理學習能力，對科學方法，對科學素養的提高，從單純的學科教育向科學教育轉變就具有實操性。
最后，我國目前對這一課題的研究還不普遍，相關教學策略、評價策略也還不夠系統，筆者的研究也可以起到拋磚引玉的的作用。
高中物理課程有助于學生體驗科學探究過程，了解科學研究方法，增強創新意識和實踐能力。肩負著提高學生科學素養、全面發展的重任。
在《課程標準》中，反復提到“科學素養”，而本研究所設計的物理方法就包含在科學素養中。
（三）研究的意義
二、 有關“假說與驗證”的理論研究
（1）由于物理科學研究對象的基礎性和廣泛性以及物理學是最早成熟的自然科學學科，它的研究方法也具有一般科學方法論的價值，其應用范圍早已超出了學科本身，對其他學科的研究也有一定的普遍意義。所以，物理學習需要把物理學方法和一般的認識方法從知識學習中抽取出來，進行某種界定，以明確哪些是在物理學習中重點掌握的方法，哪些是在包括物理在內的所有學科學習中共同需要的方法。
科學方法的分類：1.普遍的哲學方法；2.普適的普通邏輯方法；3.具體科學方法；4.解決個別類型問題的算法[閻金鐸主編梁樹森著《物理學習論》p.82 廣西教
（一）理論部分簡介
育出版社 1996]。本文中，筆者所關注的“假設與驗證”方法屬于第三類。
? ? ? ? 中學物理中常見的物理學方法：觀察、實驗，分類與比較，理想化、科學分析與綜合、科學抽象、科學歸納與數理演繹、類比，等效、對稱、數學，質疑與釋疑、假說及驗證等方法。
需要說明的是，以上方法可以大致分為科學觀察與實驗、科學思維與實證兩大類別。而假說與驗證則正具備這兩大類的特征。
? ? ? （2）關于“假說與驗證詳”詳見續佩君所著《物理能力測量研究》[M].南寧:廣西教育出版社,1996。本文只對相關核心概念作出界定。
猜想與科學猜想
猜想是產生于用已有知識不能（難于）解釋所遇問題的情況下，它不對邏輯做過高要求，不知真假的敘述性命題。它是提出假設的基礎。它被暫時建議為真，暫時未被實證或者證偽，而且不要求提出驗證性方
案，因而猜想具有不確定性。提出猜想的過程是直覺為主或多角度發散思考的過程，因而具有多元化的特點。猜想是學生思維發散的最為活躍的階段。
? ? ? ?科學猜想與猜想的差異在于前者重在想而不在于猜，是根據不充分的事實或不嚴格的推理而得出的結論，因而在此階段已經含有了審視、初步選擇與放棄并具有猜測性陳述初步表達。它既有想象、頓悟、直覺等非邏輯因素，也有一定的邏輯性因素，還不能排除在一定程度上運用了科學的方法。
? ? ? ? ?假設
? ? ? ?假設是根據產生的科學猜想，找出最可幾的猜想，并將其用簡單、明確（有力求精確的意識）的語言做出清晰、確切的表述性命題。它是假說的基礎。
假設是對猜想的獨立審視，有了根據邏輯意識的細化、揚棄，并在此基礎上做出的選擇，被認為是優先予以驗證的的猜想。
? ? ? ?物理學中，假設通常都須要通過實踐（驗）檢
驗，假設的檢驗結果有兩種可能：一是支持假設，即成立；二是否定假設，即不成立。
? ? ? ? 假說
? ? ? ?假說是對在不同研究對象，同一條件下研究對象都存在同一結論的一組整體性的系統假設命題。
假說的提出需要依據一定的科學知識和邏輯，用相關的科學術語做出多個必要的假設，并將其進行有機綜合，形成一個確切的完整表述。但其中“多個”假設，又必須是把一個中心假設或幾個平行假設組成一個能對整體現象做出圓滿解釋的最簡潔組合。
? ? ? ? 筆者根據科學假說的提出過程，把假說及驗證擴展為猜想、假設、假說、驗證四個層次。鑒于現在高中學生的水平，還難于接觸假說，因此筆者將只闡述猜想、假設與驗證它們三者之間的關系，提出課堂操作的方法并在實踐中選擇合適的課題，將此方法用于物理教學，進而考察這些操作方法對提高學生掌握假
設與驗證物理方法的有效性。需要說明，與本課題對假說的概念界定相比，此處提出的高中生學習“假說－驗證”的假說層次，強調了由猜想到假說的學習階段性，保留了假說對問題解釋的完備性，減弱了對最可幾的審視和判斷，但增加了對物理因果性的描述。增加的理由是考慮到中學生對物理概念規律的成立條件和適用范圍還很缺乏靈敏度。
? ? ? ?本實驗中我們把“猜想－驗證”與“假設－驗證”作為層次一和層次二。
? ? ?（3）確定假說與驗證教學質量的評價指標
為評價《假設與驗證方法在高中物理教學中的實踐研究》的目標是否實現，需要將目標細化。根據有關概念和學生此次知識學習的實際可能，研究將評價指標分為兩級；一級指標三項，二級指標共15項（見表1）。
表1 《假設與驗證方法在高中物理教學中的實踐研究》評價指標
（4）編制前后測問卷
為對學生在經歷實驗教學研究前后的變化差異，按照表1中的評價指標編制了兩份等價的《假設與驗證方法在高中物理教學中的實踐研究》的調查問卷，隨機分為前測與后測問卷，并給予相應的評分標準。
（二）實踐部分設想
通過前測選取同一年級的兩個平行班作為實驗班和對照班，開展實驗研究，取得后測數據，并對實驗結果進行評價，初步得出實驗所采取的處理是否有效的結論。
1.實驗設計
本研究的實驗部分采取等組前后測設計，其基本模式為：
RG1: O1 X O2
RG2: O3 － O4
其中X表示采用實驗處理，－表示不進行實驗處理，Oi表示實施的測量性質。實際測量中，采用O1 =O3O2＝O4命題方式，再分析實驗組與對照組的差異顯著性。
2.對實驗班擬采用的實驗處理
本研究中對實驗班所采用的實驗處理分為課上與
課下兩部分，其主體內容和程序如下。
? ? ? ? a.動員（前期做動員，明確自己的身份；要求學生以研究的態度參與實驗；中間不斷提醒保持研究的態度；包括讓對照班的同學也認識到自己是實驗研究的成員）
? ? ? ? b.用學史中的事例向實驗班的學生講解假說的三個層次；
? ? ? ? c.在物理課堂教學中利用合適的機會引導學生體驗與實踐；
? ? ? ? d.指導學生的課外實踐
? ? ? ? e．將“高中提高假說與驗證的教學實踐研究”的動員貫穿實驗研究始終
? ? ? ?學生不但是實驗對象，更是實驗的參與者，是實驗質量的決定者。將這一認識落實在實驗研究中，第一就是不能只有教師自己改，而讓學生處于不知實驗、不知原因、不知如何做的被動的朦朧狀態；第二
就是讓學生明確了解實驗要求的是怎么樣的學習過程，以及為什么經歷這樣一個過程；第三就是實驗研究中教師的行為要始終圍繞提高假設與驗證學習質量的研究，而不能停止于動員之后。
? ? ? ?注意隨機抓出在教學中的某一環節、某一片段中出現的學生對該研究的靈光閃現或者個案，激發學生從認識到欣賞，直至主動參與的升華。
? ? ? ?爭取多數學生經過一學期的嘗試，初步認識該物理方法的內涵，有了主動嘗試的意識，注意尋找發現基于經過自己頭腦獨立思考，完成猜想、假設與驗證的知識獲取過程，進而理解物理的學科特點與學習方法的學生，并加以鼓勵與表揚，使他們在科學學習的路上勇往直前。
? ? ? ? f.精心組織教學，推進提高假說與驗證學習質量的研究。
? ? ? ? g．對照班擬采取的實驗措施
在對照班同樣開展實驗動員，講解本實驗研究的意義與方法，動員學生以科學的態度對待本次實驗，并保證實驗結束后會將實驗中對實驗班采用的教學方法用到對照班，使參與實驗的對照班的同學獲得同樣的教育。
在此基礎上，控制對照班保持原有的教學方法，即與實驗班教學內容、課時相同，但不去凸顯物理知識得出過程中的假說與驗證方法，也不要求學生進行相應的實踐。
以上就是筆者的淺言拙見，通過理論學習與教學實踐研究，探索通過假說與驗證的物理方法提高教學質量的途徑，形成較系統的物理教學策略及較實用的評價策略。
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教學探索
“元素觀”指導下的元素化合物教學研究
——以“海水資源的開發利用”為例
趙研 / 首都師范大學附屬蘋果園中學
摘要：元素化合物知識是認識化學物質，解決化學問題的必備知識。一直以來元素化合物的單元教學是以知識的系統性和完備性為教學目標的，然而實際的教學效果并不理想。學生知識結構零散，不會應用知識解決問題。為此本研究提出了應用元素觀解決物質間轉化問題的教學設計，目的在于通過觀念建構實現知識的結構化和功能化，進而提高學生解決問題的能力。
本文以“海水資源的開發利用”教學為例，分析了“元素觀”在核心內容、學生特征、實驗設計等方面的指導作用、建構和發展價值，并提出了促進元素觀發展的教學策略，以期逐漸形成使學生終身受益的化學思想觀念和具有化學特點的認識論和方法論。
關鍵詞：元素觀 海水資源 物質轉化觀念教學
普通高中化學課程標準（2017版）課程理念明確指出：以培養化學學科核心素養為主旨，重視開展“素養為本”的教學和評價，倡導真實問題情境的創
設，開展以化學實驗為主的多種探究活動，結合人類探索物質及其變化的歷史與化學學科的發展趨勢，引導學生進一步學習化學的基本原理和方法，形成化學學科的核心觀念。元素觀是化學學科核心觀念之一，筆者嘗試用 “元素觀”來指導元素化合物的教學，幫助學生對物質的認識由無序的事實感知和記憶層面進入有序研究深層思維層面。本文以“海水資源的開發利用”教學為例進行探討。
一、核心內容及教學價值
從化學視角看，海水資源主要包括水資源和化學資源。首先從海水中物質的儲量出發，使學生了解其中氯化鈉含量豐富，它是一種廉價易得的物質，也是重要的工業原料。在一定條件下,通過化學反應能直接將氯化鈉轉化為價值更高的產品，如氫氧化鈉、氯氣、氫氣、鈉、碳酸鈉等, 教材中100頁圖8-3列出了海水綜合利用聯合工業體系一例，從圖中看出以海水淡
化為基礎能聯合制備許多物質。教材中又呈現了兩個素材說明海水綜合利用的實例，分別是海水提溴（教材中的思考與討論）和海水提鎂（教材課后習題）。在研究海水中物質轉化過程中闡述濃縮、產品富集、物質循環使用、資源就近利用、節約成本、環境保護等技術思想，使學生更深刻地認科學可以通過技術實現其價值,初步體會科學與技術之間的密切關系。
? ? ? ?從學科知識發展的角度看，首先通過本節的學習有利于學生將前面所學過的知識和技能進行必要的梳理、歸納和拓展，可以進一步鞏固和深化氧化還原反應、離子反應、元素周期律等之前學習的概念原理；其次有助于學生深刻理解：無論金屬元素還是非金屬元素，都存在著自身的系列變化，即由同種元素組成的不同物質間可以相互轉化；第三有助于學生由必修1階段對于含同種元素物質間轉化的研究，過渡到按照預定的方向和目標提取物質、改造物質。
? ? ? ?從學科思想方法發展的角度看，通過經歷基于數
據、現象等實驗事實概括物質性質和反應規律，運用相關理論模型對物質性質、化學反應規律進行說明論證等學習理解活動，形成并發展對物質、反應的核心認識角度，發展運用元素觀認識物質和化學反應的能力，進而能夠運用知識和相應的認識方式解釋、解決實驗室、生產、生活實際中的問題。
? ? ? ?從學科核心素養發展的角度看，海水資源的開發和利用的學習，不只停留在知識層面，更重要的是知識和能力的形成過程，通過創設問題情境，鋪設探究路徑，讓學生在主動的科學探究中掌握研究方法，學會創造，培養并提升“科學探究與創新意識”“科學精神與神會責任”等化學學科核心素養。
? ? ? ?從科學、技術和社會相互作用的角度看，科學研究的目標是探索自然界未知的規律，而技術研究的目標則是對這個世界加以改造,使之更適應人類生產、生活的需要。通過本節的學習有利于學生加深體會化學在綜合利用自然資源中的作用。書本上的化學知識與
實際的化學工藝往往有較大的差距，因此，從技術應用的視角去理解化學知識，才能使化學更好地為人類服務。
于實際的生產生活，初步學會將課本中的知識應用于實踐，為學生進行復習和后續學習提供一定的方法。促使學生改變對物質轉化的固有認識，變單純的記憶為應用規律的理解性記憶，體會學習的規律性、系統性。認識到理論知識對學習元素化合物知識和自然界化合物轉化為單質過程中起到的重要指導作用。
本節課的學習對于學生元素觀的豐富和發展也將成為標志性的節點，學習本節之前，學生對于元素化合物會用從物質類別和化合價兩個維度研究具體物質的性質，學習本節之后，能夠按照預定的方向和目標尋找提取物質或改造物質途徑。
二、學生的認識基礎和“元素觀”的發展分析
學生在學習過食鹽的精制、蒸餾、萃取、分液等基本實驗，已經具備了物質分離的一些基礎知識和實驗技能，同時通過必修1第二章和第三章及必修2第一章的學習，初步建立了從物質類別和化合價兩個角度認識物質性質的方法；另外，氧化還原反應的教學和其他章節的元素化合物教學中，已經有目的讓學生體會了有關氧化還原知識在學習元素化合物知識中的應用，但是并沒有系統化的呈現。
本節課提供了一個理論結合實際的很好的切入點，有助于學生能夠將所學的課本上的理論知識應用
三、促進“元素觀”發展的知識結構圖和主要實驗活動設計
(一)促進“元素觀”發展的知識結構圖
海水中的鎂離子和溴離子，然后用鹽鹵做對比實驗，如下表：
1.運用對比實驗，感受普通海水和濃縮海水離子濃度的不同
通過提供海水中主要物質或元素的含量的相關資料，期望學生關注到海水中水、氯化鈉與鎂離子、溴離子等在含量上的顯著差異。指導學生設計實驗檢驗
(二)促進“元素觀”發展的主要實驗活動設計
表1 普通海水和鹽鹵的鎂離子和溴離子的檢驗
通過這兩組實驗的對比，學生認識到鹽鹵中離子濃度遠高于普通海水，為繼續研究海水提鎂、海水提溴問題埋下了伏筆。同時也初步理解了海水中元素種類很多，富集程度很低這個事實，為繼續研究富集的方法奠定了基礎。
（2）實驗模擬工業生產，理解海水提溴
在討論海水提溴之前，先出示這樣一段資料：海洋中溴的濃度雖然僅僅有0.0067%，但是它的儲量卻占地球上溴的總儲量的99%，因此溴被稱為海洋元素。分析這段資料學生發現了這樣一個事實：海水中
對比分析學生們設計的方案與工業流程的區別，主要在如圖2所示虛線框內。從溴元素變化的角度再分析：Br- Br2（學生設計的方案，一次轉化）， Br- Br2 Br- Br2（工業流程，二次轉化）。隨著認識角度的轉變，可以看出：工業上海水提溴經過二次轉化，主要原因一定是要進一步解決溴元素含量過低的問題。學生們對工業上提取溴的原理分析是否合理呢，按照工業流程設計的實驗裝置圖（如圖3所示），教師在實驗室中用圖4裝置進行模擬。
在交流評價環節，學生會發現這樣的問題：分析上表1所做實驗， CCl4層幾乎無色，沒有出現預期的橙紅色，顯然圖1的提取路線是行不通的。為什么會出現這種現象？既然通實驗初步確定加入氯水后鹽鹵中的Br- 已經轉化為Br2，為什么用CCl4萃取不出來呢？只能從鹽鹵中Br-的濃度上找原因，經過充分的分析論證，學生們普遍認為：雖然用CCl4富集了溴，但是溴的濃度依然太低，還需要進一步富集。教師適時給出工業上空氣吹出法（二氧化硫吸收）提取溴的一種流程（如圖2），指導學生分析工業上的提溴流程與自己設計的提取方案有何不同？再次組織分析論證。
圖1
圖2
圖3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖4
實驗開始前錐形瓶內盛裝200mL鹽鹵，廣口瓶內盛裝30mL二氧化硫的水溶液。經過實驗發現第一次通氯氣錐形瓶內溶液變為淡黃色，停止通氯氣后向裝置
內鼓入空氣，一段時間后錐形瓶內溶液顏色逐漸褪至無色，再向廣口瓶內通入足量的氯氣，無色溶液迅速變為棕紅色。通過模擬實驗更進一步加深了學生對于轉化和富集的認識，同時滲透了在認識流程圖時抓核心元素這種思想方法。
時，需要兼顧課程的要求和學生的實際發展需要。為此，在“海水資源的開發利用”課堂教學內容主線的設計方面，以元素觀為統領來搭建學生知識學習和觀念認識發展的整體框架，把指向主要教學目標和教學重點的能體現元素觀的關鍵性內容具體化為教學任務，以此構建課堂教學內容的主線索，明確教學的核心所在。
四、促進“元素觀”發展的教學策略
從元素的視角認識物質間的轉化，就是要以元素為核心，認識含有同種元素不同物質之間的轉化規律，建立某一元素的不同物質之間的聯系，形成相應的知識結構，這包括兩方面：一是同一元素相同價態不同物質間的轉化；二是同一元素不同價態物質之間的轉化。要從知識教學轉向化學觀念教學，就需要站在學科整體的高度思考具體知識的教學對學科基本問題的滲透與落實，將化學觀念的教學具體化。與此同
（二）任務驅動，“迫使”學生從元素的視角認識轉化
（一）以元素觀為統領構建教學內容主線
怎樣將元素觀的基本觀點及物質間轉化的思路顯性化，以期達到引導學生主動應用元素觀的思想方法解決自然界中物質提取問題。本節課的策略是以問題為中心，以“任務驅動”的方式展開教學，應用“遞進式”的問題設計啟發引導學生自主探究。具體內容見下表2：
本節課的學習使學生初步形成了運用元素觀的思想解決物質間轉化問題的基本思路。首先要對原料和產品的元素組成、類別、化合價進行分析，若原料和產品中核心元素的價態相同，則需要考慮的是分離的問題；若原料和產品中核心元素的價態不同，則主要考慮氧化或還原反應的問題。例如：從海水中獲得氯化鈉，由于鈉元素和氯元素均為變價，主要用蒸發的方法獲得；從海水中提取鎂，由于海水中的鎂以Mg2+的形式存在，提取鎂需要選擇合適的還原劑將其還原；同理從海水中提取溴則需要選擇合適的氧化劑將海水中的Br-氧化。
（三）形成解決物質轉化問題的基本規律
對于工業生產上的物質間轉化問題，學生可以接受也能夠解釋，但就是不好理解，往往成為教學難點。若將工業生產上的物質轉化問題設計成在實驗室中可以完成的實驗進行模擬，實驗的目的不是為了驗
上表可見：三個驅動性任務和一個課后拓展任務貫穿整節課，三個任務的設計都直指從元素的視角認識物質和轉化，促使學生在發現問題與解決問題之中學習知識與技能，形成解決問題的方法。
（四）形成解決物質轉化問題的基本規律
證，而是為了再現轉化，即可有效突破教學難點。在海水資源的開發利用這節課上筆者按照教材資料卡片上提供的材料設計并完成了如上圖4所示的實驗。通過實驗模擬既突破了教學難點，也更進一步加深了學生對于轉化和富集的認識，同時滲透了抓核心元素這種思想方法。
構建提取物質的模型，而且一邊構建一邊理解一邊應用。
? ? ? ?
通過對海水中提溴、提鎂的實際分析和討論，構建從自然界中提取物質的思維模型，是本節課的重要教學價值。在九年級，學生已經知道了從空氣中提取氧氣和氮氣的常用方法，通過本單元的學習又知道了從礦物中提取金屬的方法，本節課對海水中提取物質的深入探討，有助于學生深刻認識自然資源的開發利用，也應該形成從自然界中獲取物質的一般方法性認識。本節課教學中采取的策略是在具體的素材分析中
（五）循序漸進，構建提取物質的思維模型
首先通過對海水提取鎂的工業流程中鎂元素的轉化分析，初步構建如下的簡單思維模型。即：原料 富集 轉化 分離 產品，然后應用此模型設計從鹽鹵中提取溴的方案，此時多數學生已經能夠通過分析鹽鹵和液溴中溴元素化合價的變化，找到了實現轉化所用的主要試劑，并且能關注到富集和分離的問題，但是學生對模型應用的比較生硬、刻板，富集、轉化、分離均只能考慮一步。教師適時出示工業流程，指導學生對工業上空氣吹出（二氧化硫吸收）法的流程進行深入
圖5
分析后進一步完善模型如圖5，經過這樣的分析、對比、討論，學生對于富集和轉化的認識變得深刻而立體了。最后應用模型設計檢驗海帶中碘元素的實驗方案。
? ? ? ?參考文獻：
[1] 中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（2017版）. 北京：人民教育出版社
[2] 何彩霞. 引導學生從元素視角認識物質及其轉化——以“金屬及其化合物”教學為例.化學教學, 2013 年第 9 期: 27—29.
[3] 何彩霞. 圍繞“化學元素觀”展開深入學習——以“水的組成”教學為例.化學教學, 2013 年第 4 期: 36—39.
[4]趙研.運用實驗探究發展學生對物質間轉化的認識. 教學儀器與實驗，2013年第4期：5—9
[5]莘贊梅,李明喜. 元素化合物知識在不同階段層級發展的實踐研究. 化學教育, 2013年第3期:15—19.
例談“關鍵能力”與“核心素養”
在物理教學實踐中的統一
《探究感應電流產生的條件》～人教版選修3-2?
第四章 第二節
王岳 / 北京市九中
學科核心素養已經被各學科的2017版普通高中課程標準作為教學宗旨的一個基本要素。同時然在2017年9月26日的中共中央辦公廳和國務院辦公廳聯合發布的“對基礎教育體制和機制改革的意見”中，并未提及學科核心素養，強調的則是終身教育、關鍵能力、創造人格與想象力。物理核心素養包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四方面，而關鍵能力則包括認知能力、創新能力、合作能力和職業能力四要素。筆者認為實質上,“核心素養”與“關鍵能力”這兩個詞的內涵是一致的，在這里不做理論分析與闡述。但對一線物理教師而言，需考慮如何將學科核心素養與關鍵能力這兩個要求，都體現在自己的實踐教學中。
筆者將以“探究感應電流產生的條件”這節課為例，淺談如何通過物理規律的教學，完成“關鍵能力”與“核心素養”在物理教學實踐中的統一。
前言
（一）觀察電磁感應現象，探究并理解產生感應電流的條件。
（二）進一步認識磁通量的概念，能結合實例對磁通量的變化進行定性和定量的判斷。
（三）通過感應電流產生條件的探究活動，培養學生科學探究素養。經歷教科書上所列舉的感應電流產生條件的實驗現象，體驗物理概念與規律形成的過程，對物理學習方法中的猜想與假設有初步的理解與應用。理解分析歸納事物本質特征的科學思想方法，認識實驗觀察能力與邏輯思維能力在科學探究過程中的重要作用。
（四）體會物理的學科特點。即物理是一門科學、是一種智慧、是一種文化。物理以實驗為基礎,客觀性上表現為真；物理學成果造福于人類,目的性上體現出善；物理學還在人的情感、意識等方面反映了美。本節課著重體現物理是一門實驗科學，并且在實
一、教學目標
驗中結合理論研究的方法。正如著名物理學家密立根所說：“科學是在用理論和實驗這兩只腳前進的。有時是這只腳先邁出一步，有時是另一只腳先邁出一步，但是前進要靠兩只腳……”。
? ? ? ? （五）鼓勵學生創新、合作，為培養將來的終身學習能力、職業能力打下基礎。
? ? ? ? （六）通過基于個體省悟之上的交流、點撥、融匯、頓悟、提煉、升華，完成“關鍵能力”與“核心素養”的統一。
培養學生的合作與創新意識
難點
本節的難點在于培養學生在觀察實驗現象的基礎上，理出頭緒，分析論證，歸納結論；（即如何通過實驗尋找感應電流產生的條件：閉合回路磁通量的變化）體會物理規律的建立過程；完成完成“關鍵能力”與“核心素養”的統一。
二、教學重點與難點
重點
感應電流產生的條件的探究實驗過程
通過實驗現象，歸納總結并發現產生條件
掌握實驗探究的基本方法，實驗探究是物理學的基礎，而實驗探究的提出問題，分析問題，解決問題的思路，也就是物理的科學思想方法，才是最值得學生真正理解并熟練掌握的。
三、教學方法：實驗探究、啟發式
以學生分組回顧初中矩形線框切割磁感線為起點，以教師演示線圈的運動對音響中音樂的影響為引入，提出本節的學習任務后，以學生分組實驗的方式探究感應電流產生的條件。
在分組實驗時，教師明示學生做什么、看什么、說什么、想什么等重要環節，經過學生討論，教師再次演示學生的做法，最終得出結論。例如，在新課引入環節，教師指導學生做線框在磁場中運動；看靈敏電流計動不動；說明什么問題；想電路中沒有電源，
哪來的電流，從而引出感應電流的概念，再探究產生的條件。
? ? ? ?在每組實驗結束后，啟發學生不同的操作都能產生感應電流，它們的共性是什么，加以教師對磁通量概念的復習作為幫手，為最終得出結論提供理論依據。
四、教學過程
五條序線
1.知識序～反映教材知識演化的發展順序
2.思維序～反映學生學習活動的心理順序
3.教學序～反映課堂教學流程的時空順序
4.能力序～反應關鍵能力培養的任務順序
5.素養序～反應核心素養的遞階順序
五、教學設計
學術委員會大事記
（上接封底）
2019年10月15日
王岳特級教師工作室參加房山區《高考背景下高三復習策略》研討會。
2019年10月17日
馬炳霞特級教師工作室“骨干教師半日活動開放既園本教研觀摩研討”在北師大石景山附屬幼兒園舉辦。
2019年9月17日
唐翠萍特級教師工作室啟動會暨第一次專題培訓會在首都師范大學附屬蘋果園中學進行。原北京市順義區教育研究和教師研修中心思想政治學科教研員、中學正高級教師、北京市特級教師董晨老師做了題為《教師專業能力》的講座。
2019年10月18日
中國博物館學會會員、漫畫家、著名文化學者李爽老師，為劉世彬特級教師工作室成員在首都博物館做了“北京的歷史與文化”專題講座。
2019年10月28日
蔡吉特級教師工作室開展英語語篇解讀問題研討活動。
2019年10月31日
蔡吉特級教師工作室在遠洋景山學校開展英語語篇難句解析現場研討課活動。
2019年10月21日
歷史特級工作室聘請中國當代著名史學家、教育部長江學者特聘教授、北京大學歷史學教授、博士生導師閻步克先生，在我區教育分院為我區全體歷史教師和部分學科教研員做高端學術報告。
2019年11月22日
馬炳霞特級教師工作室“骨干教師語言、健康領域教學研討活動”在北師大石景山附屬幼兒園舉辦。
2019年10月22日
吳春萍特級教師工作室開展高一新教材使用培訓交流活動.
2019年10月24日
唐翠萍特級教師工作室成員趙麗娜主持的市規劃課題《高中思想政治學科社會實踐活動開發的實踐研究》開題論證會在首都師范大學附屬蘋果園中學召開。
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