面向核心素養的新舊高中物理課程標準比較研究

摘要：量化分析新舊課程標準有助于了解國家課程改革層面的整體方針和觀念。文本的詞頻分析技術通過對文本中不同詞語出現頻次的統計來定量描述文本的關注點，從而分析出不同文本的發展趨勢。新舊課程標準在教學目標、教學內容和課程標準實施意見三個層面的變化是：新版本高中物理課程標準把核心素養作為人才培養新目標，關注學生科學思維的培養；課程內容關注學生建模能力以及教學內容所依托的問題情境建構；課程實施強調教材中的教法和評價模式創新。

關鍵詞：詞頻分析；高中物理；課程標準；比較研究

中圖分類號：63文獻標識碼：A文章編號：0955995（018）06001704

一、研究背景和方法

隨著科技的迅猛發展，013年，以“提升全體國民素質和人才培養質量”為新目標，教育部全面啟動了普通高中課程標準修訂工作，并于017年正式頒布修訂后的《普通高中物理課程標準（017年版）》（以下簡稱“017版課程標準”）。從總體上看，017版課程標準凸顯了情境化、個性化、多元化的特色。教學目標和教學內容全面對接學生核心素養發展，教學評價凸顯多元、過程性的評價特色，旨在培養學生的創新意識和解決問題的能力。

詞頻分析是文獻計量學中比較具有代表性的一種分析方法，鄧珞華指出，詞頻分析需要完成兩個方面的工作，其一是用數學語言描述各類詞語在各種環境中的統計規律，其二是找出詞頻波動的各種因素，為詞頻的應用找到更多的場所。[1]目前CITESPACE、NVIVO等文獻分析軟件都能通過詞語出現頻次多少的變化來確定熱點和變化趨勢。文本挖掘是近幾年的一個新興研究領域，旨在從大量的、低結構的文本數據中找出變化規律。[3]隨著大數據技術的廣泛應用，基于文本的數據挖掘和統計技術已相當成熟。

面向文本的詞頻分析可以從兩個角度進行，其一是不同詞的詞頻排序，詞頻越高說明文本對該詞的重視程度越高；其二是相同詞的詞頻變化情況。本文以003年《普通高中物理課程標準（實驗）》（以下簡稱“003版課程標準”）和017版課程標準為分析對象，依托詞頻分析技術，旨在對課程標準中的課程目標、課程內容和課程實施意見三個部分進行分析，重點討論新舊課程標準在學生培養目標、教學側重點、教學評價等層面的差異性，從而深入分析高中物理課程的發展趨勢。

本文基于詞頻分析技術，通過挖掘新舊高中物理課程標準中的某些關鍵詞語的詞頻分布和變化規律，重點討論以下幾個問題：

（1）新舊課程標準在學生培養目標上是否有差異？

（）新舊課程標準在課程內容上的變化是什么？

（3）新舊課程標準在課程實施層面是否有差異？

本研究所使用的詞頻分析工具是python語言開發軟件。該工具的原理是參考常見教育類中文詞庫，將大段文本分割成有意義的實詞，并對實詞進行詞頻統計。為保證詞語分解的有效性和權威性，本研究采用專家建庫的方式，邀請了國內知名大學課程教學論方面的專家構建了課程標準詞庫。

二、課程標準的整體詞頻分析

本研究首先對新舊課程標準的全文本進行了詞頻統計，并對整體文本的詞頻進行了比較分析。詞頻統計表如表1所示，限于篇幅，本文僅截取詞頻排名前二十的詞語和對應的詞頻數。

（一）高頻詞分析

通過表1不難看出，部分關鍵詞如“學生”“實驗”“了解”“認識”“應用”的詞頻排名沒有發生較大變化，均有較高頻次。這說明無論是新課程標準還是舊課程標準，都非常重視這些詞語。這些相對穩定且詞頻較高的詞語可以反映出新舊課程標準在以下方面呈現趨同性：首先，凸顯物理實驗在物理教學中的重要地位。003版課程標準在物理學概念界定中已經明確指出物理學研究的是最一般的運動規律及所使用的實驗手段和思維方法。[4]017版課程標準更是將實驗作為物理學的基礎。[5]可見，無論是017版課程標準還是003版課程標準，都強調物理實驗在物理學科中擁有不可替代的重要地位。物理實驗是學生觀察物理現象、探究物理規律的必要途徑。學生的實驗操作能力是中學理科課程核心素養的重要組成，是新課程要求培養的重要能力。[6]

其次，017版課程標準和013版課程標準一樣，關于學生知識的認知程度都有較為清楚的劃分和界定。

了解、認識、應用是描述學生對知識掌握程度的名詞。兩個版本的課程標準根據知識內容的類型、難度、應用性等方面進行綜合考慮，規定了高中生對物理知識的掌握程度。017版課程標準中三個詞詞頻排序為了解>認識>應用，013版課程標準中三個詞詞頻排序為了解>應用>認識?？傮w上課程標準中了解性的知識較多，認識和應用層面的知識略有變化但變化不大。表1呈現了新舊課程標準的高頻詞匯。

（二）詞頻突變分析

詞頻突變指的是關鍵詞在不同年份間出現的頻次劇烈變化。本文將003版課程標準和017版課程標準中詞頻變化較大的10個詞語進行統計分析，如表所示。通過詞頻突變情況可以發現兩個問題：第一，017版課程標準關注學生核心素養中的科學精神。中國學生核心素養于014年被提出，其分為文化基礎、自主發展和社會參與三個維度。在文化基礎中，課題組明確指出學生應該具備科學精神，其主要是學生在學習、理解、運用科學知識和技能等方面所形成的價值標準、思維方式和行為表現。[7]學科核心素養在新課程標準中被反復提到。這說明017版課程標準從課程目標、課程內容假設到課程建設意見都以培養學生核心素養為目標。第二，017版課程標準注重培養學生“數據分析與總結意識”。隨著大數據的不斷發展，我國國民對數據的認識和敏感程度日益加強。通過兩個版本的課程標準中“數據”這個詞語的詞頻突變情況可以看出，017版課程標準重視學生對數據的認識和處理，具體表現為：要求學生運用正確的方法從多渠道收集數據，通過多種方式（如圖表、公式轉化等）分析數據，獲得結論?？梢钥闯觯?17版課程標準強調對學生數據意識的培養，要求學生對數據敏感、會收集數據、會分析數據、會通過數據總結規律，得出結論。例如，在必修一探究加速度與物體受力、物

體質量的關系實驗中，017版課程標準明確要求學生會利用基本的力學實驗儀器收集數據，能夠利用圖像的方式描述實驗數據，并通過分析數據得到結論。表呈現了新舊課程標準中詞頻突變較大的六個詞語。

三、課程標準的各部分詞頻分析

（一）課程目標的詞頻比較

課程目標反映了國家宏觀教育理念，也是指導著課程內容的研發。003版課程標準從知識與技能、過程與方法、情感態度和價值觀三維目標構建課程目標；017版課程標準以科學素養為出發點，從物理觀念、科學思維、科學探究及科學態度與責任四個維度構建課程目標。本研究通過對新舊課程標準目標部分的詞頻分析，得到5個詞頻突變的詞語，如表3所示。通過詞頻突變情況可以得到以下兩個結論：第一，017版課程標準關注學生科學思維的培養。思維是學生思考問題的方式，017版課程標準的課程目標中反復提到了科學思維，科學思維是從物理學的角度對客觀事物的屬性、規律及關系的認知方式?？茖W思維主要包括模型建構、科學推理、科學論證和質疑創新等要素。[8]013版課程標準中對學生思維品質的培養也有描述，但是對思維品質的分類和細化程度遠遠不夠。第二，013版課程標準關注學生推理能力，017版課程標準重視證據的使用。013版課程標準要求學生通過推理得出物理學規律；在017版課程標準中，證據一詞的出現意味著對學生推理歸納能力的細化和升華，即要求學生通過對已有證據的分析和論證得出結論。017版課程標準具體提到了要讓學生了解證據是物理研究的基礎、會用證據證明自己的觀點。017版課程標準對學生數據意識提出了新要求，其實在本質上，數據意識就是學生收集、分析和歸納證據的一種具象形式。017版課程標準對數據和證據的關注說明物理學逐漸要求學生通過對自然界的客觀信息的收集、整理和歸納來得出結論。筆者認為這種變化在一定程度上將嚴謹的物理研究方法滲透高中課程標準，體現了物理科學研究的低齡化和普及化。表3呈現了課程目標部分詞頻突頻較大的5個詞。

（二）課程內容的詞頻比較

分析課程內容的詞頻能夠發現課程和教學中的實踐問題：首先，017版課程標準關注學生物理建模的能力。由表4可以看出，017版課程標準詞語“模型”的詞頻是003版課程標準的5倍多，這說明新課程標準更加關注學生物理模型抽象和建構的能力。017版課程標準明確指出科學思維是基于經驗事實建構物理模型的抽象概括過程，學生物理建模能力是科學思維的重要組成部分。[9]物理建?？梢允菍ξ锢磉^程建模、對物理概念建模以及對物理環境建模。針對物理過程建模的典型案例有理想氣體狀態方程和自由落體運動，針對物理概念建模的典型案例有質點的概念和電場磁場的概念，針對物理環境建模的典型案例有子彈打木塊、金屬棒切割磁感線等。其次，新課程標準關注學生真實情境下的問題解決能力培養?！扒榫场边@個詞語在003版課程標準中出現的頻次為0，在017版課程標準中出現的頻次為16。這個變化說明017版課程標準更關注學生在真實情境中的知識獲取。017版課程標準中關于情境的描述主要有要求教師創設學生感興趣的情境來幫助學生獲取科學探究能力，同時要求學生在問題情境中運用各種重要概念和思維方法解決關鍵問題。朱鐵成認為有效創設問題情境可以讓學生主動參與問題情境的感知、發現問題并自主建構問題。[10]最后，017版課程標準降低了學生對原理性知識掌握的要求，強調學生主動探究、建構知識。詞語“原理”“探究”的詞頻變化反映出013版課程標準關注[JP3]學生原理性知識的掌握，而017版課程標準則強調學生通過主動探究、主動建構來獲取知識。原理性知識的弱化一定程度上代表著物理學科更加關注高階知識和技能，如分析、探究能力，批判性思維能力，創新思維能力等。這一點突出表現了017版課程標準更關注知識的實用性和拓展性，而不是僅關注學生低階知識和技能的獲取。表4呈現了課程內容部分詞頻突變較大的8個詞。

（三）課程實施意見的詞頻比較

從表5可知，“評價”一詞的詞頻顯示，無論是017版課程標準還是013版課程標準，都對教學評價有較多關注。兩個版本的課程標準都強調評價主體多元、評價方式多樣，融合過程性評價和終結性評價。但從詞頻突變的角度可以看出，017版課程標準加強了教學評價在課程標準中的地位，具體體現如下：017版課程標準突破性地研制了學業質量標準。物理學科和其他學科一樣，需要以培養學生核心素養為目標，明確物理學科中學生核心素養應該達到的水平以及各水平的關鍵表現。從017版課程標準中可以看出，評價這個詞語往往伴隨著核心素養，也就是說各種評價模式都不能脫離核心素養。從評價內容來看，針對核心素養的評價除了關注學生的知識技能、情感態度（003版）外，更關注學生思維習慣養成情況，這些思維具體包括創新思維、批判性思維、建模思維等科學思維。表5呈現了課程實施意見部分詞頻突變較大的5個詞。

四、結論與展望

從詞頻突變的視角分析新舊課程標準有助于在量化層面得出物理課程標準的改進方向。017版課程標準以學生核心素養為培養目標，在學生知識技能、情感態度層面增加了學生思維習慣和方法的培養；017版課程標準的培養目標能夠與時俱進，關注科技社會所需要的數據意識、創新能力、批判性思維能力。017版課程標準強調教學情境的創設、要求學生在真實情境中收獲知識同時養成解決問題的能力。從總體上看，017版課程標準在繼承013版課程標準的基礎上完成了學生培養目標層面的革新，體現出時代性、多元化；在教學內容層面突出培養學生的建模抽象能力、關注教學內容所依托的問題情境構建；在教材實施意見層面則關注教材創新、教師教法創新以及教學評價標準和模式的創新。綜上，通過新舊課程標準的比較分析可以反映出近些年我國在基礎教育階段人才培養理念和模式上的變化和創新。

（單俊豪，華東師范大學，上海 0006；王晶瑩，青島大學師范學院，山東 青島 66071；華東師范大學教育學部，上海 0006）

參考文獻：

[1] 鄧珞華.詞頻分析——一種新的情報分析研究方法[J].大學圖書館通訊，1988（）：185.

左麗華.詞頻分析及常用工具比較研究[J].圖書館學刊，016 （6）：3841.

[3] 鄭雙怡.文本挖掘及其在知識管理中的應用[J].中南民族大學學報：人文社會科學版，005（4）：17130.

[4] 物理課程標準研制組編寫. 普通高中物理課程標準（實驗）解讀[M]. 武漢：湖北教育出版社， 004：511.

[5][8][9] 教育部.教育部關于印發《普通高中課程方案和語文等學科課程標準（017版）》的通知.http：//www.moe.edu.cn/srcsite/A6/s8001/01801/t0180115_34647.html，01719.

[6] 殷建華，解問鼎.中學生物理實驗操作能力測評系統的設計與應用研究[J].中國電化教育，016（1）：7377.

[7] 核心素養研究課題組.中國學生發展核心素養[J].中國教育學刊，016（10）：13.

[10] 朱鐵成.物理教學發現問題情境的創設[J].課程·教材·教法，005（9）：6669.

（責任編輯：彭慧）