石景山区教育委员会学术委员会简介
石景山区教育委员会学术委员会成立于2018年9月，是石景山区委教工委、教委落实市、区“十三五”时期教育改革和发展规划的重要举措，是“形成师德高尚、业务精湛、充满活力的教育人才保障体系”的区域教师队伍建设目标的重要手段。
学术委员会目前有正高级和特级教师21人，主要职责是为石景山区教育高端、绿色发展提供专业引领与专业咨询，为区域教育工作的教育教学改革、学科建设、教育教学评价、教育科研及成果等重要事务提供学术指导与学术评定，对较大型学术活动提出建议并推动与促进各级学术交流。从学术角度对区域教育发展提出可行性意见，为决策提供依据。
此外，每位学术委员会成员，还通过成立特级教师工作室的方式，传播先进的教育教学理念和方法，以学习为主导，以研究为主体，以工作为主线，选拔、培养青年骨干教师，提升其教育教学、教育研究能力，促进其专业成长，从而形成一个个研修共同体，带动石景山区教师队伍的整体提高，进而促进石景山教育高标准、高质量均衡发展。
CONTENTS
目录
名家视角
历史教师必须正确理解学科“必备品格”的内涵 ——成学江 .......................................4
教改前沿
基于核心素养的高三物理教学策略
——肖伟华 ......................................16
理论研究
新知建构能力的建构与测评研究
——丁庆红、李 学、王凌云 ...........29
假设与验证方法在高中物理教学中实践的理论研究 ——王岳 ........................................46
教学探索
“元素观”指导下的元素化合物教学研究——以“海水资源的开发利用”为例
——赵妍 ........................................65
例谈“关键能力”与“核心素养”在物理教学实践中的统一
——王岳 ........................................83
学术委员会大事记 （上接封底）...............92
名家视角
历史教师必须正确理解学科“必备品格”的内涵
成学江 / 北京教育学院石景山分院
为了贯彻全国教育大会“立德树人”的精神，认真落实学科“核心素养”在学科教学中的指导作用，近期在全国各地上演了一场场精彩的思想交流大剧，碰撞出一簇簇智慧的教育艺术火花。聆听诸君的高谈阔论，笔者既有耳目一新，深受鼓舞之喜，也有诚惶诚恐，肤粟股栗之忧。例如对历史学科必备品格的育人导向，不同的人就有不同的理解。有的以点代面，解读偏差，有的剑走偏锋，近于极端，这些都必须引起高度注意！鉴于以往的经验教训，为了在教学实践中尽量避免走进断章取义、非此即彼的理解误区，防止人为割裂本来完整、全面的课程目标的错误做法，在理解历史学科必备品格的育人价值时，笔者认为至少必须兼顾好这样几种关系，即：家国情怀与国际视野的关系、传统文化与外来文化的关系、唯物史观与多元文明的关系、价值取向与求实精神的关系等。限于篇幅，下文仅就前两种关系结合自己的教学理解摭谈一些想法，以期能够对我区历史教师提供些许实践借鉴。
演变成为运用一种世界开放意识和全球眼光，站在全球和人类的制高点对国际国内问题比较与反思以及在此基础上所具备的一种态度、观念和思维方式及行为规则。
牢记家国情怀与不忘国际视野两种品格不是相互对立，而是辩证统一的。从学科必备品格的角度看，家国情怀与国际视野是一个整体，他们不是割裂的，不是孤立的，更不是相互排斥的，而是相互融合、相互依存、相互促进的。如果过度地强调家国情怀，不屑放眼世界，就会导致封闭保守，夜郎自大，不利于国家的创新与发展，甚至造成落后挨打局面。当年乾隆帝自豪地认为“天朝物产丰盈，无所不有，原不藉外夷以通有无。” 其结果阻碍了中国社会的进步，使中国逐渐落伍于世界，鸦片战争失败的教训至今难忘。反之，如果盲目地迷信国际视野，崇尚西方世界，就会失去自我，容易“数典忘祖”，甚至危害国家安全。戈尔巴乔夫“新思维”和“民主化”思想将
《人民日报》评论文章指出：“‘家国情怀’是一个人对自己国家和人民所表现出来的深情大爱，是对国家富强、人民幸福所展现出来的理想追求。它是对自己国家一种高度认同感和归属感、责任感和使命感的体现，是一种深层次的文化心理密码。”千百年来，我们从不缺培养家国情怀的教育素材。无论是 “修身、齐家、治国、平天下”的人文理想，还是 “王师北定中原日，家祭无忘告乃翁”的忠诚执着，抑或是“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的责任担当，家国情怀从来都不只是摄人心魄的文学作品，更应是你我内心之中的精神归属。牢记家国情怀既是历史学科的必备品格，也是学习和探究历史的人文追求。
同时，不忘国际视野也是历史学科的必备品格，是学生学习和探究历史不可或缺的世界意识。国际视野起初是一个经济学术语，后来运用到教育领域，则
牢记家国情怀与不忘国际视野
感。”但风物长宜放眼量，我们不能做井底之蛙，目光短浅，也不能孤芳自赏，盲目乐观。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出要提高我国教育国际化水平，适应国家经济社会对外开放的要求，培养大批具有国际视野、通晓国际规则、能够参与国际事务和国际竞争的国际化人才。作为社会主义建设者和接班人，在牢记家国情怀的同时不忘国际视野，既是一种责任担当，更是一种品格素养。
社会主义、斯大林、列宁说得一无是处，把西方资本主义世界看成了人间天堂，苏联解体的悲剧令人痛心。在菲律宾马克坦岛航海家麦哲伦遇难的地方，有一座纪念碑亭，碑亭正面写着 “ ……第一次环球航海就这样完成了。”碑亭的背面，则刻着另一段文字：“拉普拉普……成为击退欧洲人侵略的第一位菲律宾人。”纪念碑正面的文字是对麦哲伦评价，评价依据是他完成了第一次环球航行，对人类文明做出了贡献；纪念碑背面的文字是对拉普拉普的评价，评价依据是他领导反侵略斗争，对祖国对民族做出了贡献。不难看出碑亭建立者既有家国情怀的品格又不乏国际视野的意识。
在国际化程度日益加深的背景下，国际视野下的家国情怀是我们的不懈追求，家国情怀下的国际视野是我们的必然关注，在培养学生必备品格的教学实践中，我们必须牢牢记住家国情怀， “形成对中华民族的认同感和正确的民族观，具有民族自信心和自豪
敬重传统文化与尊重外来文化
新修订的《普通高中历史课程标准（2017年版）》指出：“了解并认同中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化，认识中华文明的历史价值和现实意义；了解世界历史发展的多样性，理解和尊重世界各国、各民族的文化传统，形成广阔的国际视野，树立正确的文化观。” 新课程标准这段论述明确
的精华，结合中国实际国情体现了对传统文化的继承；习近平新时代中国特色社会主义思想深刻阐释了马克思主义中国化的文化内涵，其治国理政思想也是对中国传统治国安邦、修齐治平思想的超越；“人类命运共同体”理念是对“天下为公”、“世界大同”、“仁者爱人”思想的创新性发展。“亲仁善邻，国之宝也。”中国传统文化素来重视邻里间的守望相助、和睦共处，今天传统的睦邻观念上升到政治治理角度，为地区和平安全发展提供中国经验。我觉得这些阐释与理解都非常正确。通过学习中华传统文化，让学生认识到中国传统文化的博大精深而产生敬重感，看到中国传统文化与现代中国千丝万缕的联系而产生历史认同感和归属感，看到中国传统文化与世界发展的联系而产生自信心，这是培养学生历史学科必备品格的教学内涵之一。
永远敬重优秀的传统文化是我们天经地义的本分，同时尊重先进的外来文化又是我们海纳百川的品
要求我们在培养学生历史学科必备格时，既要敬重传统文化又要尊重外来文化。
钱穆先生曾说，对本国以往历史须有“一种温情与敬意”，如此“国家乃再有向前发展之希望”。千百年来，中华优秀传统文化培育了一代代华夏儿女和炎黄子孙，也造就一代代文人墨客和政治精英。有人说，在中国革命和建设时期，毛泽东注重用中国传统文化中的命题解读马克思主义，创造性地用“实事求是”来阐释辩证唯物主义认识论；将“民惟邦本”、“民为贵，社稷次之，君为轻”等中国传统文化中的民本思想升华为“群众路线”思想；改革开放以来，我们党提出的 “和平统一、一国两制”的伟大构想就是对中国特有的“和、合”传统思想文化的当代阐发；“依法治国，以德治国”的理念更是将传统法治思想和德治思想进行现代性转化；科学发展观秉承了“天人合一”的传统文化基因；“全面建成小康社会”的奋斗目标，吸收借鉴传统文化中“小康”思想
谈宋明时期阿拉伯文化的西来，单是下面一例就可以充分印证：鸦片战争后，外国传教士的活动将西方近代医学传入中国，在中国开办医院、设立诊所、翻译西医书籍和兴办医学教育，西方医学大规模传入我国，至19世纪末形成了中医学与西医学并存的局面，时人称“西人东渐，余波荡憾，侵及医林，此又神农以后四千年来未有之奇变也。” 作为中国传统文化的中医学面临严峻挑战。面对这一巨大挑战，先进的中国人不是望洋兴叹、妄自菲薄，而是迎难而上，从容应对。他们提出中西汇通的思想。积极吸收西方医学的优点，借鉴西方医学弥补不足，开办中医学堂培养中医人才，创办学会并借鉴西方近代科学研究方法改造传统医药理论和方法，仿效西医药物方法改良传统医药，在中医界兴起一股汇通中西医的潮流。通过上述努力与奋斗，传统中医在吸收西方近代医学新知识新方法的过程中得到发展，焕发出新的生机。这一事实充分说明，在敬重优秀的传统文化同时，尊重先进
质。传统文化和外来文化确实存在差异，但两种文化可以互相借鉴，两种文化可以互补创新。上个世纪三十年代著名的科学家和教育家浙江大学校长竺可桢先生说“我们应凭借本国的文化基础，吸收世界文化的精髓，才能培养成有用的人才，同时也必须根据本国的现势，审查世界的潮流，所养成人才才能合乎今日的需要。”随着全球化进程的推进，当今世界各国之间的相互联系不断加强，相互依赖程度不断加深，文化发展呈现出多元化的发展现状，各国间的文化交流、渗透也不断加强，不可避免地对我们的传统文化造成巨大冲击。所以我们不仅要学中华优秀传统文化，还要睁眼看世界，了解世界上不同民族的历史文化，取其精华，去其糟粕，从中获得启发，为我所用。事实上，在几千年的历史流变中，中国传统文化经历辉煌、衰败未曾中断发展至今，历史和现实充分证明了中国传统文化具有开放包容、兼收并蓄、融会贯通的特质。且不说汉唐时期佛教思想的传入，也不
既是国家意志在教育领域的直接体现，更是当下历史教育的应然要求。
需要说明的是，历史学科必备品格的内涵非常丰富，绝非上述种种所能涵盖的。正确理解历史学科必备品格的特质含义，恰当处理历史学科中品格素养与价值观念的关系，对于有效形成历史学科核心素养，顺利实施历史课程改革有着十分重要的意义。我们坚信，随着人类社会的进步与发展，教育视野的延展与拓宽，教学实践的推进与展开，将会有更多关于社会责任、国家认同、国际理解和人文底蕴、科学精神、学科特质的观念与思想充实到历史学科的必备品格中来，为塑造健全的人格，形成正确的价值观念，落实立德树人的根本任务，贡献才智。
的外来文化，学习外来文化，以开放、包容的态度接纳，结合本民族文化进行转化，为外来文化打上中国烙印，中国文化不仅没有被削弱反而在吸收借鉴外来文化精华的基础上增添了更多新的活力，也为世界文明多样化发展贡献了中国智慧与力量。
相信在不久的将来，中国传统文化一定会彻底扬弃落后和腐朽，同时吸收中国革命文化、社会主义先进文化，吸收外来先进文化，在融合世界优秀文化后，更加展示勃勃生机。在人类新一轮道德价值与文化规范的重构中找到自己的位置，成为中华民族伟大复兴和中国和平崛起的强大精神动力。
在过去的教学研究与教学实践中，我们要么从政治说教的角度强调正确的价值观念，要么从现实需求的角度突出各种思维能力，而作为育人价值最本质体现的历史学科必备品格，却没有引起足够的关注与重视。这次课程改革，把历史学科必备品格作为历史学科核心素养下重要的课程目标和价值追求突显出来，
教改前沿
基于核心素养的高三物理教学策略
肖伟华 / 北京景山学校远洋分校
2019年10月8日上午，“北京市物理高考研讨会”在161中学召开。此次会议的主题是《“基于核心素养的高中物理教学与评价”的实践·思考》。物理高考命题专家、首都师范大学物理系郑鹉教授，原北京市物理教研室主任、特级教师陶昌宏，北京市物理教育测量系列问题研究核心组的正高级教师团队，北京市物理特级教师陶昌宏工作站的学员，首都师范大学物理系的研究生，以及来自北京市各区的教研员、一线教师，共计300多人参加了会议。
研讨会分析了16年来北京自主命题的物理高考试题，总结出了北京物理高考特色：注重考查学生获取物理知识过程中的科学思维、探究能力；关注学生的物理学科核心素养的发展。研讨会提出了核心素养背景下高三物理教学策略：老师要转变教学观念，要以提升学生物理核心素养为目标， 通过回归教材、回归课堂、回归物理本源，指导学生学会学习、自主发展，做到教、学、考和谐统一。
理教学本质和目标的不断探索和发展的历程，三维目标不是终极目标，是核心素养形成的要素和路径。
自2004年起，北京高考物理开始实行自主命题。2007年，北京市实施高中物理新课程。2010年，高考首次以新课程命题。2013年，开始新一轮的高考命题改革。在此期间，北京高考命题经历从全国卷到北京卷的顺利过渡、北京物理试卷逐步形成特点、适应新课程的高考改革、从2013年至今的高考命题改革新思路四个阶段。
北京高考单独命题了16年，按照命题专家的说法，经历了两个抗战的时间。命题者对北京高考的命题初衷对所有的物理教师应该有很大启发。命题专家张老师说：“我们从来没有想过要考学生，我们想的是，如何引导学生学习物理”，郑教授则说：“高考指挥棒”这个说法本身不正确，高考不能指挥教学，而是对教学结果进行评价。教育部制定教育目标，教师实施教学活动，高考则是评价教学的结果是否达成
2017年，北京市正式进入新一轮课改。本次课改，高中物理课程标准进行了重新修订，其中最大的亮点就是提出了物理核心素养。
所谓物理核心素养是指学生在接受物理教育的过程逐步形成的适应个人终身发展与社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的、带有物理学科特点的品质。包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四个方面。
将物理核心素养作为基础教育阶段物理课程的总目标，充分体现了物理学科的核心价值。
一、物理核心素养
二、课程目标的历史沿革与北京物理高考
从上世纪60年代开始，我国物理课程目标分别经历了四个阶段的变化，分别是20世纪60年代的双基、20世纪80年代的能力、21世纪初的三维目标，到现阶段的核心素养。从双基到能力到三维目标再到核心素养，揭示了我国在发展过程中，物理教育工作者对物
素养的概念，核心素养背景下，大家都在积极探索核心素养背景下物理课堂教学策略。北京市教研员张玉峰提出了“基于课前学习诊断的教学整合策略”，“基于核心素养的高中物理教学与评价实践研究”课题组则提出了以下的教学策略：
教学目标。今后的教学，教师要走到高考的前面，去等待高考，而不是在后面追。命题专家对高考的解读对我们正确理解高考，正确实施教学活动有很大的指导意义。
三、基于核心素养背景下高三物理教学
指导北京物理新课程的教学理论是由陶昌宏提出的物理教学基本特征理论，即：以创设问题情境为切入点，以观察实验（事实）为依据，以培养学生的思维能力维核心，以提升学生科学探究能力为重点。
这个理论只有四句话，简洁明了，但是抓住了物理教学的特征和本质，指导了北京新课程实施过程中十几年的教学实践。
（一）物理教学特征理论
（二）核心素养背景下的教学策略
北京的新一轮课程改革进入第三年，明年将第一次参加新高考。这一轮课改的最大亮点是提出了核心
即在课堂教学中，通过引导学生对真实的问题开展研究，这是一个学习的过程，通过学习获得知识，把获得的知识再应用于实际，解决真实的问题，这个过程是知识应用的过程，在这个过程培养学生的创新能力。
新的教学模型指明了了核心素养背景下的教学方向：
引导学生阅读课本就是回归教材的一种方式。课本不仅是知识的载体，更是原理和方法的载体。许多题目都能在书上找到原型。从这些年的高考试题来看，一些所谓的难题，在读课本的学生看来，其实并没有那么难，而不读课本的学生，一到这些涉及实际的问题就往往含糊不清。读课本是回归的一种方式，教学中要引导学生养成研读课本的习惯。
读课本需要理解和思考，读课本也是课后反思、深入思考和感悟的过程。一些重点的原理，书上的例题，要引导学生反复读，提出问题引导学生读，也可以让学生读后提出问题。一个真正有水平的老师，是引导学生在看似没有问题的地方发现问题，并提出问题。引导学生阅读教材，并进行反思感悟，比多做几道题要重要得多。
回归本源
高考命题专家张老师在谈到高三物理教学的时候说：“十几年的高考，我们绝没有说要怎么考学
回归教材
实际的教学过程中，脱离教材的现象非常普遍，特别是高三物理教学，更多的是以习题训练为主。如果我们仔细研究高考题，就会发现，高考题明确引导教学要回归课程，回归教材。下表是王运淼对近六年的高考题中原型的出处所做的研究，可以看到原型题来自课本的比例达到78%以上。
么？全物理教育专家陶昌宏说：“以自己对物理的热爱，让学生爱上你，并因此爱上你所教的学科，是老师的智慧”。这句话明确的告诉我们，首先，教师要热爱物理，其次，要让学生爱上物理，培养学生对物理的兴趣，树立学生探索自然奥秘的志向，这是物理教师要做的事。美国一个大学教授曾经说：“对学生来说，最重要的好奇心和质疑的精神”。物理教学要培养学生的好奇心，要让学生敢于质疑，善于质疑。
生”。他接着说：“作为物理教师，一定要想清楚两个问题：第一，什么是物理？第二，如何让学生学好物理？”张老师的这两个问题，实际上涉及物理与教学的本源问题。
什么是物理？用一句话说，物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。
物理学是一门自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。可以这么说，物理学是关于大自然规律的知识;或者更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律。物理学是当今最精密的一门自然科学学科。
物理是关于大自然奥秘的学科，这是物理的本质，认识到这个本质，我们的教学就是要引导学生观察大自然、研究大自然的规律。物理教学的本源是什
高考物理命题负责人郑教授说：“十几年北京物理高考试题命制，我们一直试图引导老师在教学中重视回归教材，回归物理本质，引导物理教学重视对物理核心素养的培养”。如果我们认真研究北京近六年来的高考试题，就能发现这种趋势。所以在高三物理教学中，重视对高考真题的研究非常重要，研究真题本后透露出来的命题人的真实意图，对我们高三物理教学有很非常重要的指导意义。而这个意图就是高三物理教学不要脱离物理本质进行教学，不要把物理教学变成“物理题”教学。
联系实际呢？只要老师认识到联系实际的重要性，是完全可以的。
联系生活实际，突出美育和劳动教育
课堂是学生在虚拟的生活情境中体验生活、反思生活和模拟生活的特殊活动。我们教给学生的知识，不是“死”的知识，而是要用这些知识在生活和生产中解决实际问题，因此，课堂教学必须联系实际，从实际中提出问题，引导学生对问题进行研究，找出其中的规律，得出结论，并应用于实际中去。如果课堂教学中只是把书中的结论，当做“知识”来传授，学生只能是被动的接受了一些“死”的知识，这样的教学活动我们称之为“灌输式”或“填鸭式”的教育。这是应试教育的一种典型的教学方式。
如何联系实际呢？一方面，可以带领学生参与实际的活动，比如参观、体验实际的生产和生活，比如参观首钢园区、参与体验冰雪运动、游乐园体验相关的运动项目等等；另一方面，可以通过给学生提供相关的资料，介绍人们的生活、生产实际和研究活动，引导学生从中提出研究的问题。高三的物理课能不能
石景山教育大会提出教育要“五育并举”。物理应该是最能体现“五育并举”理念的学科。我们可以让学生参与实际的劳动实践，既能使学生的身心得到锻炼，也能培养学生的劳动观念；我们可以引导学生观察现象之美，培养学生的审美能力；可以通过介绍科学家的研究过程和成果，渗透科学态度和科学精神，还可以让学生开展实际的研究，培养学生的研究能力和思维能力，发展学生智力。
在高考试题中，我们同样可以看到这种方向性的引导，北京独立命题的这些年，试题中有大量的与生活和生产相联系的题目，而且这种趋势越来越明显，注重在真实情境中突出考查学生对物理核心概念的理解程度，考查学生的模型建构、科学推理和论证、实验探究等方面的能力。我们能看到北京物理高考命题走过了一条从“知识立意”到“能力立意”再到“价
值立意”的命题路径。这种命题取向无疑对我们的教学有很好的导向作用。
总之，高三的教学，不能只是注重知识的梳理、总结和解题训练，老师要引导学生重读教材，再一次领会知识的形成过程，知其然并知其所以然，在此基础上进行知识网络的建构，形成一幅动态的、有生命力的知识结构网，另一方面，要把知识应用于解决实际的真实问题中去，应用物理概念和规律，对真实问题进行分析和解构，抓住问题的物理本质，建立物理图景，进一步提炼出物理模型，在这个过程中，深化对所学知识的理解，提升应用能力。如果能够这样，学生的解题能力自然得到提高，成绩也就自然提高了。
理论研究
新知建构能力的建构与测评研究
丁庆红 / 北京教育学院石景山分院
李 学 / 北京市第九中学
王凌云 / 北京市京源学校
摘要：本文对中国知网核心期刊有关核心素养诊断测评类文献进行了梳理和述评，建构了物理学科核心素养之新知建构能力的内涵，研究了测评工具。
关键词：物理学科核心素养；新知建构；能力测评
一、研究背景
《普通高中物理课程标准（2017年版）》提出了高中物理学科核心素养，主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面。物理学科核心素养是物理学科育人价值的集中体现，是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的关键能力与必备品格，是学生科学素养的重要构成。核心素养导向的物理教学，其目的不仅仅在于对物理知识的记忆和再现，更在于对物理知识和方法的应用，最终促进中学生关键能力与必备品格的发展。[1]
2017年9月24日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于深化教育体制机制改革的意见》，明确提出“要注重培养支撑终身发展、适应时代要求的关键能力。在培养学生基础知识和基本技能的过程中，强化学生关键能力培养”，并进一步指出要培养四种关键能力即认知能力、合作能力、创新能力和职业能力。“培养认知能力，引导学生具备独立思考、逻辑推理、信息加工、学会学习、语言表达和文字写作的素养， 养成终身学习的意识和能力……培养创新能力， 激发学生好奇心、想象力和创新思维，养成创新人格， 鼓励学生勇于探索、大胆尝试、创新创造……”[2] 这四种关键能力涵盖了2017年版普通高中课程课程标准中的各种能力，更具有实践操作性。
在全面推行学科核心素养教学改革的背景下，如何对学生学科核心素养进行精准诊断与评价是一个迫切需要解决的问题。北京物理学科核心素养诊断测试框架研究团队初步拟定了物理学科核心素养诊断测试
动对此内容进行研究的中学教师凤毛麟角，大部分教师处于被动接受状态。
框架，“新知建构”即为该诊断测试框架的一部分。测试框架对测评工具的内容范围和认知能力要求等进行表述和界定。
二、研究现状
对学生学科核心素养的诊断测试是一个崭新的问题，在中国知网以“核心素养”为主题+“评价”关键词跨库搜索，搜得核心期刊文献仅37篇，硕士论文2篇，甄选有效核心期刊文献仅27篇，发文时间集中在2016-2018年。从文献的引用量、下载量指标来看，文献下载量、引用量数量很大，总下载数达到44000，引用量达到了563次，说明文献具有明显影响作用和参考价值；从相对数量看，2014年有1篇，2016年有5篇，2017年有12篇，2018年有9篇，说明有越来越多的人开始研究此内容。从作者机构分布来看，师范高校教师有19篇文献，中学教研室和中学教师共8篇，表明相关内容理论性较强，中学教师理论基础有待提高，主
国际上的大规模基础教育评价项目主要有TIMSS、PISA、NAEP，TIMSS与PISA分别是在国际教育成就评估协会IEA 和经济合作与发展组织OECD两个国际组织的推动下逐步发展起来的两个国际教育成就评价项目，是国际上最为活跃和最有影响力的国际教育评估项目。而 NAEP 则是美国国内最权威的中小学学业成就评价体系。TIMSS的理念是评估学生在基本知识和概念方面，与课程框架紧密联系的数学和科学学科的思维能力。PISA 的理念是评估学生在日常生活情境中处理问题所需要的阅读、科学和数学素养。NAEP 的理念是了解不同年级学生对不同学科的深入理解情况，以便于最佳配置美国学生所需要的知识、技巧和能力。[3]可能因为近几年我国一直参与PISA测试，国内针对PISA测评的相关研究文献更多一些，同样，PISA测评的科学素养测试框架、评价维度
基本处于空白时期。PISA测评对于本文研究内容可能有客观的参考价值。可参考理论基本属于舶来品，如何适合本土国情“落地”，有效地诊断评价学生物理学科核心素养是值得深入研究的问题。下面主要探讨物理学科核心素养中新知建构能力的建构与测评。
和评价标准都对于本文内容具有借鉴意义。
华东师范大学教授杨向东（2018）在《指向学科核心素养的考试命题》一文中提出了学科核心素养的发展模型，指出：“学生在经历各种真实情境过程中，学科知识和技能不断结构化，学科思维方式、探究模式和价值观念逐渐得以形成，并在应对和解决各种复杂开放的陌生任务时不断得到整合和运用。当学生能够整合已有的结构化知识和技能，运用学科思维和观念开展严谨的探究活动，灵活的、创造性地解决或应对各种复杂现实任务或情境时，就表现出了高水平的素养。”实际上，学生在解决“简单不良结构情境”或“复杂、不良结构情境”问题时，就需要具备较强的新知建构的能力或者说学习能力。
综上，对学生学科核心素养进行精准诊断与评价是一个迫切需要解决的问题，但目前参与研究的团队较多，相关研究尚未产生研究成果，可以参考借鉴的文献较少，特别是针对物理学科的学科核心素养测评
三、新知建构能力的建构
学科核心素养是在反思学科本质观的基础上，对学科育人价值的凝练，是学生在课程学习中形成的，能够灵活的整合学科观念、思维方式、探究模式和知识体系，应对和解决各种复杂的、不确定的现实生活情境的综合性品质。学科核心素养关注的是学科课程学习的“真实性学业成就”。真实性学业成就至少满足三个特征（杨向东2018）：（1） 能够创造知识，而不仅是再现他人知识或对他人知识做出反应。
（一）新知建构能力指向学生物理课程学习的真实性学业成就
和改造自己的知识经验。学习不是知识由教师向学生的传递过程，而是学生建构自己的知识的过程，学生不是被动的信息吸收者，相反，他要主动地建构信息的意义，这种建构不可能由其他人代替。这种知识建构过程具有三个重要特征：（1）主动建构性。面对新信息、新概念、新现象或新问题，学生必须充分激活头脑中的先前知识经验，通过高层次思维活动，即需要付出高度心理努力的有目的、有意识、连贯性地对知识进行分析、综合、应用、反思和评价的认知活动。学生要不断地思考，对各种信息和观念进行加工转换，基于新、旧知识进行综合和概括，解释有关的现象，形成新的假设和推论，并对自己的想法进行反思性的推敲和检验。学生作为学习活动的主人，承担着学习的责任，需要对学习活动进行积极自主的自我管理和调节。（2）社会互动性。学习是通过对某种社会文化的参与而内化相关的知识和技能、掌握有关的工具的过程，这一过程常常需要通过一个学习共同体
（2）能够开展严谨的探究，深刻理解问题，采用新颖方式整合或重组已有知识，创造新的知识。（3）具有超越评价的审美、实用或个人价值，即对个体和社会都有价值的观念、方法、方案或产品。新知建构重视不同知识、方法或态度在深层意义上的整合和运用，关注学生在复杂的开放性问题情境中的综合表现，强调学生在知识应用过程中形成灵活有效的问题解决技能，学会评估学习方案和进程，学会自主学习和终身学习。新知建构能力就是学生创造新的知识的能力，从而灵活应对复杂开放问题情境。
（二）新知建构能力指向学习过程
建构新知建构能力需要反思学习观，正确理解物理核心素养与物理知识技能之间的关系。学科核心素养所蕴含的学习观是建构主义和情境认知理论。
学习不简单是知识由外到内的转移和传递，而是学生主动地建构自己的知识经验的过程，即通过新经验与原有知识经验的双向的相互作用，来充实、丰富
何通过理解的深化促进知识的灵活迁移应用。根据知识及其应用的复杂多变程度，斯皮罗等把知识分为结构良好领域的知识和结构不良领域的知识。在我们周围，有些知识领域的问题是比较有规律性和确定的，解决这样的问题有明确的规则，基本可以直接套用相应的法则或公式，这样的知识叫做结构良好领域的知识。但是，现实生活中的许多实际问题却常常不是这样有规律性和确定的，在解决问题时，不能简单套用原来的解决方法，面对新问题，需要在原有经验的基础上重新做具体分析，建构新的理解方式和解决方案。这就涉及了结构不良领域的知识。结构不良领域有两个特点：①知识应用的每个实例中，都包含着许多应用广泛的概念的相互作用(即概念的复杂性)；②同类的各个具体实例中，所涉及的概念及其相互作用的模式有很大差异(即实例间的差异性)。结构不良领域是普遍存在的，可以说，在所有的领域，只要将知识运用到具体情境中去，都有大量的结构不良的特征。据
的合作互动来完成。学习共同体的协商、互动和协作对于知识建构有重要的意义。（3）情境性。知识是生存在具体的、情境性的、可感知的活动之中的。它不是一套独立于情境的知识符号，不可能脱离活动情境而抽象地存在。它只有通过实际情境中的应用活动才能真正被人所理解。学习应该与情境化的社会实践活动结合起来。
学生在经历各种真实情境过程中，学科知识和技能不断结构化，学科思维方式、探究模式和价值观念逐渐得以形成，并在应对和解决各种复杂开放的陌生任务时不断得到整合和运用。新知建构能力是指在这一过程中，学生能够整合已有的结构化知识和技能，运用学科思维和观念开展严谨的探究活动，灵活地、创造性地解决或应对各种复杂现实任务或情境而表现出的高水平素养。
（三）新知建构能力生成于认知灵活性理论
斯皮罗等提出了认知灵活性理论，重点解释了如
感态度与价值观”维度要求学生“具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识”[5]。《北京卷考试说明》指出：“探究能力是指通过自主学习和独立思考，发现、解决新问题的能力……通过阅读和观察，获取新知识、新方法……”[6]可见，信息社会需要学生高水平的信息素养，面对新情境和复杂不良结构问题及开放性问题，需要从信息中获取新知识，获得新方法，需要较高层次的探究能力。这就是需要学生新知建构的能力。
信息和知识快速增长的速度超过了人类历史上的任何一个时期，正如诺贝尔奖获得者赫伯特·西蒙曾指出，“识知”（knowing）的意义已从能够记忆和复述信息转向能够发现和使用信息。人类的知识急剧增长使教育无法面面俱到，教育的目的是帮助学生发展习得知识所必须的认知（智力）工具和学习策略，使他们能够富有成效地思考有关历史、科学技术、社会现象、数学和艺术方面的内容。[7]
此，我们不可能靠将已有知识简单提取出来去解决实际问题，只能根据具体情境，以原有的知识为基础，建构用于指导问题解决的图式。而且，往往不是单以某一个概念原理为基础，而是要通过多个概念原理以及大量的经验背景的共同作用而实现。
新知建构能力就是学生在面对新问题、新情境时，能够在原有经验的基础上重新做具体分析，建构新的理解方式和新的解决方案，建构用于指导问题解决的图式。
（四）新知建构能力指向学生的信息素养
从信息的角度来看，学习就是获取信息。当今信息社会，如何应对信息社会的挑战，是人们面临的重要问题。如何收集信息、获取信息、分析加工信息、利用信息解决实际问题就显得格外重要。《普通高中物理课程标准（实验）》在“过程与方法”维度要求学生“具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力”[4]。在“情
新知建构能力应关注两个方面，一是知识迁移，二是知识创新。知识迁移是指学生把理解的知识、形成的基本技能迁移到不同的情境中去，促进新知识的学习或解决不同情境中的问题。知识迁移是知识在新情境中的应用。知识创新是指学生能够生成超越教材规定内容的知识，或者对问题进行推广与变式得到一个新的问题。“创新”是相对学生而言的，对于他们来说是新知识、新方法。能提出问题，以自我的“发现”得到的知识，就是知识创新。
（五）新知建构能力的内涵与水平表现维度
新知建构能力是指学生在面临新情境，新问题，复杂不良结构问题或者开放性问题时，需要获取新知识，创造新知识，或者建构新的理解方式和新的解决方案，从而建构用于指导问题解决的图式。新知建构能力侧重新知获得的意义建构，而不是通过查找资料直接得到知识。
新知建构能力水平表现为三个维度，由低到高依次是信息选择与转换表征、信息整合与新知建构、关联整合与策略迁移。信息选择与转换表征是指学生通过阅读观察，能选择有用的新知识、新方法等信息，并根据需要变换信息的表征方式；信息整合与新知建构是指学生能抽象概括关键信息，建立信息与已有知识间的有意义联系，经过推理论证，得出新知识并反省认知策略；关联整合与策略迁移是指学生能把新知识与已有知识建立联系，并把新知识或者新知建构识的策略迁移应用在新的物理情境中。
四、新知建构能力的测评工具研究
教育评价是一种基于证据的推理过程，也就是通过学生在某些评价任务上的表现来推断他们在某些（心理或教育）建构上的特征或水平。新知建构能力体现了学生物理学科核心素养的高水平，对其测评的难度较大。新课标中物理学科学业质量标准明确了物理学科的育人价值和质量要求，系统阐明了学生在高
[6]北京教育考试院编．普通高等学校招生全国统一考试北京卷考试说明（理科）[M]．北京：开明出版社.2013．
[7][美]约翰·D·布兰思福特等编着.程可拉等译.人是如何学习的[M] .上海：华东师范大学出版社.2002.
中阶段物理学科核心素养发展水平及其表现特征。它将物理学科核心素养视为贯彻基础教育阶段的学生内在品质或特征。像身高、体重刻画物理属性的水平一样，物理学科学业质量标准刻画了高中阶段学生在物理学科核心素养上的水平。设计新知建构能力测评时，要以学业质量标准为依据，确定考试命题的价值方向、理论框架和水平依据。鉴于篇幅，略去测评工具案例。
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假设与验证方法在高中物理教学中实践的理论研究
王岳 / 北京市九中
摘要：高中物理教学是学生接受物理教育过程中形成终身发展和社会发展需要之必备品格和关键能力的重要时期，在教学中进行科学思维、科学探究的教育，帮助学生产生形成面对新情景，解决新问题的能力，是新课程标准下物理核心素养的要求。展现物理学发展的思维过程，帮助学生了解科学发展的一般规律，提高科学素养，是新课程标准的主旨所在。
因此，本文提出了在高中物理教学中提高假说与验证物理方法教学质量的这个问题，旨在研究培养学生体验科学探究过程，学习科学探究的相应元认知技能，感受物理学非凡的科学所在；认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响；为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。同时，探讨在物理教学中实践从学科教育到科学教育的可行性，为培养学生的终身学习能力打下科学方法的基础。
关键词：假设与验证 物理方法 教学实践 高中物理教学。
一、 问题的提出及研究的意义
从中学生学习的角度看，无论哪门学科，都要掌握这门学科的基本结构。所谓基本结构，就是指这门学科的基础概念、基本原理和规律以及它们之间的内在逻辑关联和获得这一系列内容的基本方法。笔者认为，从对绝大多数学生一生的影响看，在这三部分中，学科的基本方法的价值超过了前两者。因为，科学方法较知识类内容更能迁移于学生处理将来遇到的问题，而且物理学的科学方法还极富于创造性。
从培养人才的角度看，对方法的学习有利于创新人才的培养。因为它可以使人们掌握正确的思想方法学习方法，甚至工作方法。对于中学生来说，在学习阶段能够较早的接触和学习科学方法，能够为培养终身学习的能力打下坚实的基础。
对于物理学科而言，物理学方法担负着发现、建
立、检验、运用和发展物理规律的职能。正如黑格尔所说：手段是比一个有限的目标更高的东西。例如伽利略所发现的自由落体规律，虽然已经过去数百年，虽然已经变成物理知识中的沧海一粟，但是他研究问题所创造的一套科学方法，为我们所继承发扬，创造出了更大的财富[张宪魁王欣主编《物理学方法论》陕西人民教育出版社 1992]。
（一）问题的提出
（二）教学现状分析
在目前的教学实践中，物理学习方法的教学内容和物理知识的教学内容相比存在以下不足，主要原因为客观上，物理学习方法具有以下特点：
1.渗透性。教材的结构是以知识内容的体系来编写的，而物理方法则是渗透在知识的表述中。尽管新课标、新教材中已注意了这一点，在某些章节中单独设置了方法的单元，然而师生往往重视知识的获取，忽略了方法所能带来的积极影响。
2.阶段性。纵观高中教材，学生通过知识的学习，来领会物理方法。不同的知识对应着不同的方法，知识是有层次的，物理方法也是分层次的，是由表入深的，关于方法的学习是具有阶段性的。
3.灵活性。即使对于同一课题，也不是只有唯一的方法，而且还有选择哪种方法最为合适的问题。
在目前的物理教学常态课堂中，新课程推动的课堂教学改革效果不明显，具体表现在：一方面，老师们依然关注于具体的物理解题方法，用以提高学生的学习成绩，并且归纳出从审题到解题的固定模式，强化学生的模仿能力。从效果上看，这样做在短期内，对学习成绩的提高有一定的作用，但是缺乏长久的生命力。学生学到的还是“标”，而不是“本”。而物理这一学科的科学方法，无论是物理学特有的思维方法，还是物理学的研究方法，都是物理学科之“本”的重要内容。另一方面的现实情况是，物理方法的教学形式化，只在公开课、教学大赛、撰写论文等时呈
现。其“形式化”主要表现在教学设计中，各种教学方法不做甄别的罗列，短短的一节课能用到好多种方法。令人担忧的是教师们对什么是、哪些是物理学方法都没有弄清楚。例如，我们常见的“综合启发式”、“实验探究法”等，这都不是真正的物理方法，而是实现目标的具体方式或者说是实现教学目标的手段。
更加令笔者担忧的是，现在流行“翻转课堂”，在物理概念、规律的教学中，学生自己预习，上课老师答疑，然后就是课堂检测。这样表面上提高了课堂效率，发挥了学生的主体地位，提高了学习的主动性，以至于把新课上成了复习课、习题课。这是重结果不重过程的翻版，淡化了学生对科学方法的摄取过程，严重冲击了学生的内在学习动机，结果会导致学生体会不到科学学习的乐趣， 找不到学习物理的科学方法。
一方面，《高中物理课程标准》要求我们在教学中渗透科学方法的教育，帮助学生产生形成面对新情景，解决新问题的能力。《新课标》还要求我们展现物理学发展的思维过程，帮助学生了解科学发展的一般规律，提高科学素养。
另一方面，如果研究得出肯定性结论，那么对学生的物理学习能力，对科学方法，对科学素养的提高，从单纯的学科教育向科学教育转变就具有实操性。
最后，我国目前对这一课题的研究还不普遍，相关教学策略、评价策略也还不够系统，笔者的研究也可以起到抛砖引玉的的作用。
高中物理课程有助于学生体验科学探究过程，了解科学研究方法，增强创新意识和实践能力。肩负着提高学生科学素养、全面发展的重任。
在《课程标准》中，反复提到“科学素养”，而本研究所设计的物理方法就包含在科学素养中。
（三）研究的意义
二、 有关“假说与验证”的理论研究
（1）由于物理科学研究对象的基础性和广泛性以及物理学是最早成熟的自然科学学科，它的研究方法也具有一般科学方法论的价值，其应用范围早已超出了学科本身，对其他学科的研究也有一定的普遍意义。所以，物理学习需要把物理学方法和一般的认识方法从知识学习中抽取出来，进行某种界定，以明确哪些是在物理学习中重点掌握的方法，哪些是在包括物理在内的所有学科学习中共同需要的方法。
科学方法的分类：1.普遍的哲学方法；2.普适的普通逻辑方法；3.具体科学方法；4.解决个别类型问题的算法[阎金铎主编梁树森著《物理学习论》p.82 广西教
（一）理论部分简介
育出版社 1996]。本文中，笔者所关注的“假设与验证”方法属于第三类。
中学物理中常见的物理学方法：观察、实验，分类与比较，理想化、科学分析与综合、科学抽象、科学归纳与数理演绎、类比，等效、对称、数学，质疑与释疑、假说及验证等方法。
需要说明的是，以上方法可以大致分为科学观察与实验、科学思维与实证两大类别。而假说与验证则正具备这两大类的特征。
（2）关于“假说与验证详”详见续佩君所著《物理能力测量研究》[M].南宁:广西教育出版社,1996。本文只对相关核心概念作出界定。
猜想与科学猜想
猜想是产生于用已有知识不能（难于）解释所遇问题的情况下，它不对逻辑做过高要求，不知真假的叙述性命题。它是提出假设的基础。它被暂时建议为真，暂时未被实证或者证伪，而且不要求提出验证性方
案，因而猜想具有不确定性。提出猜想的过程是直觉为主或多角度发散思考的过程，因而具有多元化的特点。猜想是学生思维发散的最为活跃的阶段。
科学猜想与猜想的差异在于前者重在想而不在于猜，是根据不充分的事实或不严格的推理而得出的结论，因而在此阶段已经含有了审视、初步选择与放弃并具有猜测性陈述初步表达。它既有想象、顿悟、直觉等非逻辑因素，也有一定的逻辑性因素，还不能排除在一定程度上运用了科学的方法。
假设
假设是根据产生的科学猜想，找出最可几的猜想，并将其用简单、明确（有力求精确的意识）的语言做出清晰、确切的表述性命题。它是假说的基础。
假设是对猜想的独立审视，有了根据逻辑意识的细化、扬弃，并在此基础上做出的选择，被认为是优先予以验证的的猜想。
物理学中，假设通常都须要通过实践（验）检
验，假设的检验结果有两种可能：一是支持假设，即成立；二是否定假设，即不成立。
假说
假说是对在不同研究对象，同一条件下研究对象都存在同一结论的一组整体性的系统假设命题。
假说的提出需要依据一定的科学知识和逻辑，用相关的科学术语做出多个必要的假设，并将其进行有机综合，形成一个确切的完整表述。但其中“多个”假设，又必须是把一个中心假设或几个平行假设组成一个能对整体现象做出圆满解释的最简洁组合。
笔者根据科学假说的提出过程，把假说及验证扩展为猜想、假设、假说、验证四个层次。鉴于现在高中学生的水平，还难于接触假说，因此笔者将只阐述猜想、假设与验证它们三者之间的关系，提出课堂操作的方法并在实践中选择合适的课题，将此方法用于物理教学，进而考察这些操作方法对提高学生掌握假
设与验证物理方法的有效性。需要说明，与本课题对假说的概念界定相比，此处提出的高中生学习“假说－验证”的假说层次，强调了由猜想到假说的学习阶段性，保留了假说对问题解释的完备性，减弱了对最可几的审视和判断，但增加了对物理因果性的描述。增加的理由是考虑到中学生对物理概念规律的成立条件和适用范围还很缺乏灵敏度。
本实验中我们把“猜想－验证”与“假设－验证”作为层次一和层次二。
（3）确定假说与验证教学质量的评价指标
为评价《假设与验证方法在高中物理教学中的实践研究》的目标是否实现，需要将目标细化。根据有关概念和学生此次知识学习的实际可能，研究将评价指标分为两级；一级指标三项，二级指标共15项（见表1）。
表1 《假设与验证方法在高中物理教学中的实践研究》评价指标
（4）编制前后测问卷
为对学生在经历实验教学研究前后的变化差异，按照表1中的评价指标编制了两份等价的《假设与验证方法在高中物理教学中的实践研究》的调查问卷，随机分为前测与后测问卷，并给予相应的评分标准。
（二）实践部分设想
通过前测选取同一年级的两个平行班作为实验班和对照班，开展实验研究，取得后测数据，并对实验结果进行评价，初步得出实验所采取的处理是否有效的结论。
1.实验设计
本研究的实验部分采取等组前后测设计，其基本模式为：
RG1: O1 X O2
RG2: O3 － O4
其中X表示采用实验处理，－表示不进行实验处理，Oi表示实施的测量性质。实际测量中，采用O1 =O3O2＝O4命题方式，再分析实验组与对照组的差异显著性。
2.对实验班拟采用的实验处理
本研究中对实验班所采用的实验处理分为课上与
课下两部分，其主体内容和程序如下。
a.动员（前期做动员，明确自己的身份；要求学生以研究的态度参与实验；中间不断提醒保持研究的态度；包括让对照班的同学也认识到自己是实验研究的成员）
b.用学史中的事例向实验班的学生讲解假说的三个层次；
c.在物理课堂教学中利用合适的机会引导学生体验与实践；
d.指导学生的课外实践
e．将“高中提高假说与验证的教学实践研究”的动员贯穿实验研究始终
学生不但是实验对象，更是实验的参与者，是实验质量的决定者。将这一认识落实在实验研究中，第一就是不能只有教师自己改，而让学生处于不知实验、不知原因、不知如何做的被动的朦胧状态；第二
就是让学生明确了解实验要求的是怎么样的学习过程，以及为什么经历这样一个过程；第三就是实验研究中教师的行为要始终围绕提高假设与验证学习质量的研究，而不能停止于动员之后。
注意随机抓出在教学中的某一环节、某一片段中出现的学生对该研究的灵光闪现或者个案，激发学生从认识到欣赏，直至主动参与的升华。
争取多数学生经过一学期的尝试，初步认识该物理方法的内涵，有了主动尝试的意识，注意寻找发现基于经过自己头脑独立思考，完成猜想、假设与验证的知识获取过程，进而理解物理的学科特点与学习方法的学生，并加以鼓励与表扬，使他们在科学学习的路上勇往直前。
f.精心组织教学，推进提高假说与验证学习质量的研究。
g．对照班拟采取的实验措施
在对照班同样开展实验动员，讲解本实验研究的意义与方法，动员学生以科学的态度对待本次实验，并保证实验结束后会将实验中对实验班采用的教学方法用到对照班，使参与实验的对照班的同学获得同样的教育。
在此基础上，控制对照班保持原有的教学方法，即与实验班教学内容、课时相同，但不去凸显物理知识得出过程中的假说与验证方法，也不要求学生进行相应的实践。
以上就是笔者的浅言拙见，通过理论学习与教学实践研究，探索通过假说与验证的物理方法提高教学质量的途径，形成较系统的物理教学策略及较实用的评价策略。
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教学探索
“元素观”指导下的元素化合物教学研究
——以“海水资源的开发利用”为例
赵研 / 首都师范大学附属苹果园中学
摘要：元素化合物知识是认识化学物质，解决化学问题的必备知识。一直以来元素化合物的单元教学是以知识的系统性和完备性为教学目标的，然而实际的教学效果并不理想。学生知识结构零散，不会应用知识解决问题。为此本研究提出了应用元素观解决物质间转化问题的教学设计，目的在于通过观念建构实现知识的结构化和功能化，进而提高学生解决问题的能力。
本文以“海水资源的开发利用”教学为例，分析了“元素观”在核心内容、学生特征、实验设计等方面的指导作用、建构和发展价值，并提出了促进元素观发展的教学策略，以期逐渐形成使学生终身受益的化学思想观念和具有化学特点的认识论和方法论。
关键词：元素观 海水资源 物质转化观念教学
普通高中化学课程标准（2017版）课程理念明确指出：以培养化学学科核心素养为主旨，重视开展“素养为本”的教学和评价，倡导真实问题情境的创
设，开展以化学实验为主的多种探究活动，结合人类探索物质及其变化的历史与化学学科的发展趋势，引导学生进一步学习化学的基本原理和方法，形成化学学科的核心观念。元素观是化学学科核心观念之一，笔者尝试用 “元素观”来指导元素化合物的教学，帮助学生对物质的认识由无序的事实感知和记忆层面进入有序研究深层思维层面。本文以“海水资源的开发利用”教学为例进行探讨。
一、核心内容及教学价值
从化学视角看，海水资源主要包括水资源和化学资源。首先从海水中物质的储量出发，使学生了解其中氯化钠含量丰富，它是一种廉价易得的物质，也是重要的工业原料。在一定条件下,通过化学反应能直接将氯化钠转化为价值更高的产品，如氢氧化钠、氯气、氢气、钠、碳酸钠等, 教材中100页图8-3列出了海水综合利用联合工业体系一例，从图中看出以海水淡
化为基础能联合制备许多物质。教材中又呈现了两个素材说明海水综合利用的实例，分别是海水提溴（教材中的思考与讨论）和海水提镁（教材课后习题）。在研究海水中物质转化过程中阐述浓缩、产品富集、物质循环使用、资源就近利用、节约成本、环境保护等技术思想，使学生更深刻地认科学可以通过技术实现其价值,初步体会科学与技术之间的密切关系。
从学科知识发展的角度看，首先通过本节的学习有利于学生将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展，可以进一步巩固和深化氧化还原反应、离子反应、元素周期律等之前学习的概念原理；其次有助于学生深刻理解：无论金属元素还是非金属元素，都存在着自身的系列变化，即由同种元素组成的不同物质间可以相互转化；第三有助于学生由必修1阶段对于含同种元素物质间转化的研究，过渡到按照预定的方向和目标提取物质、改造物质。
从学科思想方法发展的角度看，通过经历基于数
据、现象等实验事实概括物质性质和反应规律，运用相关理论模型对物质性质、化学反应规律进行说明论证等学习理解活动，形成并发展对物质、反应的核心认识角度，发展运用元素观认识物质和化学反应的能力，进而能够运用知识和相应的认识方式解释、解决实验室、生产、生活实际中的问题。
从学科核心素养发展的角度看，海水资源的开发和利用的学习，不只停留在知识层面，更重要的是知识和能力的形成过程，通过创设问题情境，铺设探究路径，让学生在主动的科学探究中掌握研究方法，学会创造，培养并提升“科学探究与创新意识”“科学精神与神会责任”等化学学科核心素养。
从科学、技术和社会相互作用的角度看，科学研究的目标是探索自然界未知的规律，而技术研究的目标则是对这个世界加以改造,使之更适应人类生产、生活的需要。通过本节的学习有利于学生加深体会化学在综合利用自然资源中的作用。书本上的化学知识与
实际的化学工艺往往有较大的差距，因此，从技术应用的视角去理解化学知识，才能使化学更好地为人类服务。
于实际的生产生活，初步学会将课本中的知识应用于实践，为学生进行复习和后续学习提供一定的方法。促使学生改变对物质转化的固有认识，变单纯的记忆为应用规律的理解性记忆，体会学习的规律性、系统性。认识到理论知识对学习元素化合物知识和自然界化合物转化为单质过程中起到的重要指导作用。
本节课的学习对于学生元素观的丰富和发展也将成为标志性的节点，学习本节之前，学生对于元素化合物会用从物质类别和化合价两个维度研究具体物质的性质，学习本节之后，能够按照预定的方向和目标寻找提取物质或改造物质途径。
二、学生的认识基础和“元素观”的发展分析
学生在学习过食盐的精制、蒸馏、萃取、分液等基本实验，已经具备了物质分离的一些基础知识和实验技能，同时通过必修1第二章和第三章及必修2第一章的学习，初步建立了从物质类别和化合价两个角度认识物质性质的方法；另外，氧化还原反应的教学和其他章节的元素化合物教学中，已经有目的让学生体会了有关氧化还原知识在学习元素化合物知识中的应用，但是并没有系统化的呈现。
本节课提供了一个理论结合实际的很好的切入点，有助于学生能够将所学的课本上的理论知识应用
三、促进“元素观”发展的知识结构图和主要实验活动设计
(一)促进“元素观”发展的知识结构图
海水中的镁离子和溴离子，然后用盐卤做对比实验，如下表：
1.运用对比实验，感受普通海水和浓缩海水离子浓度的不同
通过提供海水中主要物质或元素的含量的相关资料，期望学生关注到海水中水、氯化钠与镁离子、溴离子等在含量上的显著差异。指导学生设计实验检验
(二)促进“元素观”发展的主要实验活动设计
表1 普通海水和盐卤的镁离子和溴离子的检验
通过这两组实验的对比，学生认识到盐卤中离子浓度远高于普通海水，为继续研究海水提镁、海水提溴问题埋下了伏笔。同时也初步理解了海水中元素种类很多，富集程度很低这个事实，为继续研究富集的方法奠定了基础。
（2）实验模拟工业生产，理解海水提溴
在讨论海水提溴之前，先出示这样一段资料：海洋中溴的浓度虽然仅仅有0.0067%，但是它的储量却占地球上溴的总储量的99%，因此溴被称为海洋元素。分析这段资料学生发现了这样一个事实：海水中
对比分析学生们设计的方案与工业流程的区别，主要在如图2所示虚线框内。从溴元素变化的角度再分析：Br- Br2（学生设计的方案，一次转化）， Br- Br2 Br- Br2（工业流程，二次转化）。随着认识角度的转变，可以看出：工业上海水提溴经过二次转化，主要原因一定是要进一步解决溴元素含量过低的问题。学生们对工业上提取溴的原理分析是否合理呢，按照工业流程设计的实验装置图（如图3所示），教师在实验室中用图4装置进行模拟。
在交流评价环节，学生会发现这样的问题：分析上表1所做实验， CCl4层几乎无色，没有出现预期的橙红色，显然图1的提取路线是行不通的。为什么会出现这种现象？既然通实验初步确定加入氯水后盐卤中的Br- 已经转化为Br2，为什么用CCl4萃取不出来呢？只能从盐卤中Br-的浓度上找原因，经过充分的分析论证，学生们普遍认为：虽然用CCl4富集了溴，但是溴的浓度依然太低，还需要进一步富集。教师适时给出工业上空气吹出法（二氧化硫吸收）提取溴的一种流程（如图2），指导学生分析工业上的提溴流程与自己设计的提取方案有何不同？再次组织分析论证。
图1
图2
图3 图4
实验开始前锥形瓶内盛装200mL盐卤，广口瓶内盛装30mL二氧化硫的水溶液。经过实验发现第一次通氯气锥形瓶内溶液变为淡黄色，停止通氯气后向装置
内鼓入空气，一段时间后锥形瓶内溶液颜色逐渐褪至无色，再向广口瓶内通入足量的氯气，无色溶液迅速变为棕红色。通过模拟实验更进一步加深了学生对于转化和富集的认识，同时渗透了在认识流程图时抓核心元素这种思想方法。
时，需要兼顾课程的要求和学生的实际发展需要。为此，在“海水资源的开发利用”课堂教学内容主线的设计方面，以元素观为统领来搭建学生知识学习和观念认识发展的整体框架，把指向主要教学目标和教学重点的能体现元素观的关键性内容具体化为教学任务，以此构建课堂教学内容的主线索，明确教学的核心所在。
四、促进“元素观”发展的教学策略
从元素的视角认识物质间的转化，就是要以元素为核心，认识含有同种元素不同物质之间的转化规律，建立某一元素的不同物质之间的联系，形成相应的知识结构，这包括两方面：一是同一元素相同价态不同物质间的转化；二是同一元素不同价态物质之间的转化。要从知识教学转向化学观念教学，就需要站在学科整体的高度思考具体知识的教学对学科基本问题的渗透与落实，将化学观念的教学具体化。与此同
（二）任务驱动，“迫使”学生从元素的视角认识转化
（一）以元素观为统领构建教学内容主线
怎样将元素观的基本观点及物质间转化的思路显性化，以期达到引导学生主动应用元素观的思想方法解决自然界中物质提取问题。本节课的策略是以问题为中心，以“任务驱动”的方式展开教学，应用“递进式”的问题设计启发引导学生自主探究。具体内容见下表2：
本节课的学习使学生初步形成了运用元素观的思想解决物质间转化问题的基本思路。首先要对原料和产品的元素组成、类别、化合价进行分析，若原料和产品中核心元素的价态相同，则需要考虑的是分离的问题；若原料和产品中核心元素的价态不同，则主要考虑氧化或还原反应的问题。例如：从海水中获得氯化钠，由于钠元素和氯元素均为变价，主要用蒸发的方法获得；从海水中提取镁，由于海水中的镁以Mg2+的形式存在，提取镁需要选择合适的还原剂将其还原；同理从海水中提取溴则需要选择合适的氧化剂将海水中的Br-氧化。
（三）形成解决物质转化问题的基本规律
对于工业生产上的物质间转化问题，学生可以接受也能够解释，但就是不好理解，往往成为教学难点。若将工业生产上的物质转化问题设计成在实验室中可以完成的实验进行模拟，实验的目的不是为了验
上表可见：三个驱动性任务和一个课后拓展任务贯穿整节课，三个任务的设计都直指从元素的视角认识物质和转化，促使学生在发现问题与解决问题之中学习知识与技能，形成解决问题的方法。
（四）形成解决物质转化问题的基本规律
证，而是为了再现转化，即可有效突破教学难点。在海水资源的开发利用这节课上笔者按照教材资料卡片上提供的材料设计并完成了如上图4所示的实验。通过实验模拟既突破了教学难点，也更进一步加深了学生对于转化和富集的认识，同时渗透了抓核心元素这种思想方法。
构建提取物质的模型，而且一边构建一边理解一边应用。
通过对海水中提溴、提镁的实际分析和讨论，构建从自然界中提取物质的思维模型，是本节课的重要教学价值。在九年级，学生已经知道了从空气中提取氧气和氮气的常用方法，通过本单元的学习又知道了从矿物中提取金属的方法，本节课对海水中提取物质的深入探讨，有助于学生深刻认识自然资源的开发利用，也应该形成从自然界中获取物质的一般方法性认识。本节课教学中采取的策略是在具体的素材分析中
（五）循序渐进，构建提取物质的思维模型
首先通过对海水提取镁的工业流程中镁元素的转化分析，初步构建如下的简单思维模型。即：原料 富集 转化 分离 产品，然后应用此模型设计从盐卤中提取溴的方案，此时多数学生已经能够通过分析盐卤和液溴中溴元素化合价的变化，找到了实现转化所用的主要试剂，并且能关注到富集和分离的问题，但是学生对模型应用的比较生硬、刻板，富集、转化、分离均只能考虑一步。教师适时出示工业流程，指导学生对工业上空气吹出（二氧化硫吸收）法的流程进行深入
图5
分析后进一步完善模型如图5，经过这样的分析、对比、讨论，学生对于富集和转化的认识变得深刻而立体了。最后应用模型设计检验海带中碘元素的实验方案。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017版）. 北京：人民教育出版社
[2] 何彩霞. 引导学生从元素视角认识物质及其转化——以“金属及其化合物”教学为例.化学教学, 2013 年第 9 期: 27—29.
[3] 何彩霞. 围绕“化学元素观”展开深入学习——以“水的组成”教学为例.化学教学, 2013 年第 4 期: 36—39.
[4]赵研.运用实验探究发展学生对物质间转化的认识. 教学仪器与实验，2013年第4期：5—9
[5]莘赞梅,李明喜. 元素化合物知识在不同阶段层级发展的实践研究. 化学教育, 2013年第3期:15—19.
例谈“关键能力”与“核心素养”
在物理教学实践中的统一
《探究感应电流产生的条件》～人教版选修3-2
第四章 第二节
王岳 / 北京市九中
学科核心素养已经被各学科的2017版普通高中课程标准作为教学宗旨的一个基本要素。同时然在2017年9月26日的中共中央办公厅和国务院办公厅联合发布的“对基础教育体制和机制改革的意见”中，并未提及学科核心素养，强调的则是终身教育、关键能力、创造人格与想象力。物理核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四方面，而关键能力则包括认知能力、创新能力、合作能力和职业能力四要素。笔者认为实质上,“核心素养”与“关键能力”这两个词的内涵是一致的，在这里不做理论分析与阐述。但对一线物理教师而言，需考虑如何将学科核心素养与关键能力这两个要求，都体现在自己的实践教学中。
笔者将以“探究感应电流产生的条件”这节课为例，浅谈如何通过物理规律的教学，完成“关键能力”与“核心素养”在物理教学实践中的统一。
前言
（一）观察电磁感应现象，探究并理解产生感应电流的条件。
（二）进一步认识磁通量的概念，能结合实例对磁通量的变化进行定性和定量的判断。
（三）通过感应电流产生条件的探究活动，培养学生科学探究素养。经历教科书上所列举的感应电流产生条件的实验现象，体验物理概念与规律形成的过程，对物理学习方法中的猜想与假设有初步的理解与应用。理解分析归纳事物本质特征的科学思想方法，认识实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。
（四）体会物理的学科特点。即物理是一门科学、是一种智慧、是一种文化。物理以实验为基础,客观性上表现为真；物理学成果造福于人类,目的性上体现出善；物理学还在人的情感、意识等方面反映了美。本节课着重体现物理是一门实验科学，并且在实
一、教学目标
验中结合理论研究的方法。正如著名物理学家密立根所说：“科学是在用理论和实验这两只脚前进的。有时是这只脚先迈出一步，有时是另一只脚先迈出一步，但是前进要靠两只脚……”。
（五）鼓励学生创新、合作，为培养将来的终身学习能力、职业能力打下基础。
（六）通过基于个体省悟之上的交流、点拨、融汇、顿悟、提炼、升华，完成“关键能力”与“核心素养”的统一。
培养学生的合作与创新意识
难点
本节的难点在于培养学生在观察实验现象的基础上，理出头绪，分析论证，归纳结论；（即如何通过实验寻找感应电流产生的条件：闭合回路磁通量的变化）体会物理规律的建立过程；完成完成“关键能力”与“核心素养”的统一。
二、教学重点与难点
重点
感应电流产生的条件的探究实验过程
通过实验现象，归纳总结并发现产生条件
掌握实验探究的基本方法，实验探究是物理学的基础，而实验探究的提出问题，分析问题，解决问题的思路，也就是物理的科学思想方法，才是最值得学生真正理解并熟练掌握的。
三、教学方法：实验探究、启发式
以学生分组回顾初中矩形线框切割磁感线为起点，以教师演示线圈的运动对音响中音乐的影响为引入，提出本节的学习任务后，以学生分组实验的方式探究感应电流产生的条件。
在分组实验时，教师明示学生做什么、看什么、说什么、想什么等重要环节，经过学生讨论，教师再次演示学生的做法，最终得出结论。例如，在新课引入环节，教师指导学生做线框在磁场中运动；看灵敏电流计动不动；说明什么问题；想电路中没有电源，
哪来的电流，从而引出感应电流的概念，再探究产生的条件。
在每组实验结束后，启发学生不同的操作都能产生感应电流，它们的共性是什么，加以教师对磁通量概念的复习作为帮手，为最终得出结论提供理论依据。
四、教学过程
五条序线
1.知识序～反映教材知识演化的发展顺序
2.思维序～反映学生学习活动的心理顺序
3.教学序～反映课堂教学流程的时空顺序
4.能力序～反应关键能力培养的任务顺序
5.素养序～反应核心素养的递阶顺序
五、教学设计
学术委员会大事记
（上接封底）
2019年10月15日
王岳特级教师工作室参加房山区《高考背景下高三复习策略》研讨会。
2019年10月17日
马炳霞特级教师工作室“骨干教师半日活动开放既园本教研观摩研讨”在北师大石景山附属幼儿园举办。
2019年9月17日
唐翠萍特级教师工作室启动会暨第一次专题培训会在首都师范大学附属苹果园中学进行。原北京市顺义区教育研究和教师研修中心思想政治学科教研员、中学正高级教师、北京市特级教师董晨老师做了题为《教师专业能力》的讲座。
2019年10月18日
中国博物馆学会会员、漫画家、著名文化学者李爽老师，为刘世彬特级教师工作室成员在首都博物馆做了“北京的历史与文化”专题讲座。
2019年10月28日
蔡吉特级教师工作室开展英语语篇解读问题研讨活动。
2019年10月31日
蔡吉特级教师工作室在远洋景山学校开展英语语篇难句解析现场研讨课活动。
2019年10月21日
历史特级工作室聘请中国当代著名史学家、教育部长江学者特聘教授、北京大学历史学教授、博士生导师阎步克先生，在我区教育分院为我区全体历史教师和部分学科教研员做高端学术报告。
2019年11月22日
马炳霞特级教师工作室“骨干教师语言、健康领域教学研讨活动”在北师大石景山附属幼儿园举办。
2019年10月22日
吴春萍特级教师工作室开展高一新教材使用培训交流活动.
2019年10月24日
唐翠萍特级教师工作室成员赵丽娜主持的市规划课题《高中思想政治学科社会实践活动开发的实践研究》开题论证会在首都师范大学附属苹果园中学召开。
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