2017年度中學物理教育教學研究綜述
——基于《中學物理教與學》論文轉載情況分析

張海龍 馬亞鵬

(1. 中國人民大學書報資料中心,北京 100872; 2. 銀川市第九中學,寧夏 銀川 750011)

1 統計分析

1.1 刊物轉載排名

2017年中國人民大學書報資料中心復印報刊資料《中學物理教與學》共轉載論文186篇,分布在36種刊物上．表1是排名前10位的刊物轉載情況,其中,《物理教師》、《物理教學探討》、《中學物理教學參考》、《物理教學》、《物理通報》、《中學物理》等物理教學專業期刊轉載文章總計115篇,占總數的61.8%,與往年持平．

表1

1.2 作者單位、地域分布情況統計

以轉載論文第一作者統計,來自中學、高校和教育科研單位的比例分別是58.1%、32.8%和9.1%．中學作者依然是主力,高校作者有所上升,教育科研單位的轉載數明顯下降．地域分布方面,排名前五位的依次是江蘇(45篇,占24.2%)、浙江(25篇,占13.4%)、北京(24篇,占12.9%)、廣東(15篇,占8.1%)、上海(11篇,占5.8%),江蘇依然以絕對優勢居榜首,無論從產出還是從質量方面都是獨占鰲頭．

1.3 基金項目文章統計

在轉載的論文中,有71篇屬于基金項目課題研究成果,占總數的38.2%,較往年明顯上升．

1.4 轉載文章內容分類統計

2017年度轉載文章按內容分類統計結果見表2．

表2

由表2可知,除物理教學研究仍然占比較重,其他領域研究漸趨均衡．

2 熱點概述

2.1 基于核心素養的物理教學

當前,核心素養已成為國際國內教育變革的重要主題,基于物理核心素養的教學研究是我國中學物理教育研究的熱點．物理教師和物理教育研究者逐漸走出了對核心素養的內涵、框架、表現等方面的解讀,開始探討如何在物理教學中培育學生的物理核心素養．

(1) 基于核心素養的物理教學設計研究．

郭玉英教授的團隊在對科學核心概念和關鍵能力的學習進階進行理論研討和實證研究基礎上,對二者進行整合,改進現有教學設計模型,提出了基于學習進階的科學教學系統設計模型并進行了實證檢驗,指出該模型在“教學實驗、師范生培養和在職教師培訓上都取得了良好的效果”．[1]梁旭對指向核心素養的教學目標設計展開了研究,指出三維教學目標中的一些表述在核心素養體系中無法一一對應,提出核心素養目標是一個“狀態量”,教學目標則是一個“過程量”,指向核心素養的教學目標不再是通常“行為動詞+知識內容”的描述方式,而是直接表述為經過學習學生擁有的素養．[2]

(2) 基于核心素養的物理教學實踐研究．

耿建以某省優質課評比中7節題為“磁場對運動電荷的作用力”的展示課為對象,以核心素養培養為切入點,系統分析了7位教師的教學設計、教學目標、教學過程和教學反思,指出要使核心素養在實踐中落地生根,需要教師自身全面提升素養,對教學有正確的價值追求,厘清知識、能力與素養的關系等．[3]劉炳昇教授在觀摩幾節單元復習教學課例后指出,基于核心素養的物理復習教學應“突出一章的物理思想,以線帶面,重組知識結構;圍繞學生頭腦中的前科學概念,使其領悟科學方法的魅力;在總結階段拓展學生的視野,促進其科學價值觀的升華”．[4]

(3) 基于核心素養的物理學習環境創設．

邢紅軍教授通過運用原始物理問題對初中生物理學習能力表現的測試研究指出物理能力的形成與發展是物理思維能力與物理想象能力、物理運算能力、運用物理知識能力、運用科學方法能力相互作用的結果．[5]因此,在物理教學中促進學生核心素養的發展,應對物理能力要素進行全面、均衡的培養．為此,構建物理學科專用教室,優化學習環境設計,或是培育物理核心素養的重要途徑之一,有研究介紹基于核心素養的物理學科教室建設及使用的經驗,[6]值得借鑒．

2.2 物理觀念研究

物理觀念是物理學科核心素養的四個要素之一,是物理知識的內化,也是其他核心素養的基礎．新修訂的高中物理課程標準指出,物理觀念是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識,是物理概念和規律等在頭腦中的提煉和升華,是從物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的基礎．然而,怎樣理解這一界定?中學生通過物理學習后應擁有哪些物理觀念?如何以物理觀念統領物理教學?對這些問題的正確回答對教師實施基于核心素養的教學具有重要意義．研究者對物理觀念也展開了一系列研究．

有研究考查了哲學中觀念的內涵,認為觀念是客觀事物在人腦中的反映,觀念的形成需要經歷過程,個體的觀念反映客觀事實又指導個體反作用于客觀事實．由此得出物理觀念是個體對物理現象、物理過程等的認識,是認識物理概念和規律后在頭腦中形成的概括性認識,個體可應用于解釋自然現象和解決實際問題,具有層次性、生成性、作用持久性和遷移性等特點．[7]至于物理觀念的來源,曾志旺認為物理教學中的物理觀念主要來自三個方面,一是學生對物理知識的反思和概括,形成知識類物理觀念;二是學生對物理探究過程、學習方法的反思,形成方法類觀念;三是對物理在社會生活中的價值和認識的反思,形成情意類觀念．[8]對于物理觀念教學的策略,似乎又回到了傳統的教學論描述,例如有研究認為,可以通過“融入物理學史,感知物理觀念作用;加強知識學習,促進物理觀念的形成;親歷探究體驗,實現物理觀念內化;強化問題解決,完成物理觀念提升”等策略培養物理觀念．[9]

物理觀念既然是物理概念和規律等在頭腦中的提煉和升華,那一定是濃縮的、遠離物理知識的,或者說不是某節課教這個觀念、下節課教下一個觀念,同時,運用物理觀念解決具體物體問題的提法也是值得商榷的．正如邢紅軍教授指出的,“不可過于拔高物理觀念教育的價值”[10]．另一方面,我國提出的物理觀念和國外科學教育中的“大概念”或核心概念的關系等問題也是物理觀念研究中需要引起重視的問題．

2.3 STEM融入物理教學

STEM分別是科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)和數學(Mathematics)四門學科的簡寫,STEM課程綜合了科學、技術、工程和數學的特點,將知識的獲取、方法與工具的利用以及創新生成的過程進行了有機的統一,以系統的、聯系的思維面對全球化、多元化文化發展,旨在培養具有科學素養、技術素養的創新型人才．本世紀以來,一些發達國家越來越重視STEM教育,從理論上、政策上和實踐上積極推進,也引起了我國學者的注意,逐漸成為研究熱點．從中學物理教學的角度,主要是將STEM理念融入物理課程教學之中．

謝麗、李春密詳細介紹了STEM教育的理念,結合我國分科教育的實際,認為STEM課程的設計應以原有科學技術課程為載體,融入STEM教育理念．[11]限于我國基礎科學教育并未將工程技能定為教學目標,摩爾和斯密斯(Moore & Smith,2014)提出的情境整合(Context Integration)模式可資借鑒．這一模式意在將工程設計當做科學和數學教學中的學習情境和動力要素,其中,工程設計并不是學習目標,而是一種教學方法,用以加強學生對知識的聯結和掌握．在情境整合這一框架下,指出6E設計型學習模式是物理課程融入STEM教育理念的適切形式,并以“過山車制作”項目為例,給出了具體的課程設計案例．

葉兆寧引介了美國一些優秀的STEM課例,指出這些優秀課例形成了獨特的、以工程問題為主線的STEM教學模式,對在STEM教育實踐中需要解決的關鍵問題“如何達成4個領域的集成”、“如何將知識的學習和實踐相聯系”、“如何提高學生的問題解決能力”、“如何開展STEM教學中的評價”進行了反思．[12]董莉則從個人層面和國家層面分析了中學物理教學中融入STEM教育的積極意義．[13]

由于我國基礎教育特有的現狀,一線教師了解、關注STEM教育的還不是很多,相應的STEM教育實踐才剛剛起步,研究中一些實踐案例多為大學里的研究者所開發,如張一馳、金夢基于STEM理念制作了簡易罩極電動機[14],王玥月、陸建隆將STEM理念融入初中物理浮力教學設計[15],為STEM融入物理教學提供了范例．

2.4 高考物理改革與應對

繼浙江、上海實現高考新政后,2017年北京等4個省市也進入了改革試點,預計到2020年全國所有省市自治區都將實行新高考方案．新高考方案試圖通過減少全國統一考試科目、不分文理科、等級性考試實行選考等措施破除一考定終身的弊端．從實施過程來看,新高考方案也暴露出諸多問題,尤其是對物理學科的沖擊和影響最大,引起了科學家、教育學者和物理教師的極大關注,發表了不少有價值的研究成果．

(1) 高考物理選考存在的問題及應對．

金邦建、于海波細致考查了浙江高考物理選考的實施現狀,發現存在“賦分辦法對物理選考造成沖擊,模塊分值設計與模塊課時數失調,必考部分和加試部分不等值”的問題,提出了“應該減少選考科目組合,讓分數具有可比性;適當調整必考題和加試題的分值;實現必考題和加試部分的分數等值”[16]等解決問題的辦法．針對高考物理選考人數“驟降”與高校對物理選考需求較大導致的學科失衡問題,陳愛文、胡銀泉認為選課科目的“七選三”模式及等級賦分制,使得學生在選考科目時采取“田忌賽馬”策略,造成物理學科的“驅趕效應”和易學學科的“磁吸效應”是問題產生的根源,提出“設置等級劃分‘熔斷機制’,斬斷恐懼心理造成的連鎖反應;在‘七選三’學科中設立學科層次,設定不同學科的賦分權重;統一設置專業門類,嚴格限定選考科目組合”[17]的制定改進建議．應該說,這些觀點已初步成為物理教育界的基本共識．

(2) 等級性考試命題研究．

等級性考試的命題問題是理論界關注的焦點之一,郭長江對等級性考試命題的幾個理論問題展開了研究,指出等級性考試屬于標準參照考試,需要根據課程標準擬定等級標準,試題在難度上則需要在各個層次上區分考生,在評分方面采用分層評分法等．[18]這些討論對在命題中如何實現等級性考試應有的功能與價值有指導意義．

(3) 選考背景下的物理教學．

在等級性考試的政策框架下,走班制成為趨勢,不同的考生對物理學習有不同的需求,如何在選考背景下提高物理教學的質量也是研究者思考的問題．黃國龍提出通過建設新高考物理多元開放網絡課程,以解決師資緊張、學教失衡等問題,滿足學生個性化需求,并結合實例介紹了網絡課程建設的思路、方法與教學經驗．[19]楊天軍提出“設置課程超市,滿足學生個性需求;改變應試教學思維,打破‘一步到位’模式;順應高考綜改步點,優化課堂教學策略”[20]的建議．

2.5 物理學習心理研究

以學生為中心的真實意蘊是以學生的學習為中心,教師的教學在于引起、維持、促進學生的學習,可見,真正有效的教學必須要立足于學生學習規律的基礎之上．因而,對物理學習心理的研究是物理教育研究中非?；钴S但還需加強的領域．從轉載文獻可知,概念轉變、元認知等是研究者關注的熱點．

在概念轉變研究中,研究者不再滿足于借鑒國外理論并嫁接到教學實踐中以解釋學生的學習問題,而是從理論和實證兩個方面作了探索．理論探索方面,許桂清根據概念轉變理論建構了包含具體場景、抽象場景、概念認知和深層思維4個層級的學生迷思概念信息圖模型,并以比對的方式建構與之對應的4個層級的科學概念信息圖模型,通過二者的橫向對比,不僅為教師提供較為豐富的關于學生認知和科學概念的多元化信息,也為教學提供有價值的指引．[21]實證研究方面,易其順運用自制研究工具分別測量了初中、高中和大學3個階段的學生關于浮力大小的觀念,以了解我國青少年浮力觀念的發展狀況及規律．[22]還有研究以初中物理“力和運動”主題為例,采用前概念認知診斷方法進行認知診斷,為生成適用性學習路徑提供依據．[23]這些研究啟發教師一方面要收集前概念測試中的相關研究結果,積極開展概念轉變教學;另一方面要掌握測試前概念的方法,真切了解學生的學情．

在元認識研究方面,研究者普遍認同元認知能力的高低是影響學生問題解決能力和造成學生學習困難的關鍵因素之一,針對如何提高學生的元認知能力,研究者多數從元認知知識、體驗和監控3個方面給出了答案．如李建設提出可以通過“注重實驗思想和方法的傳授,完成任務知識體系;利用自我提問單,有效監控思維過程;強化積極的認知體驗,提高自我效能感;利用問題檢測卡,加強課后反思訓練”[24]等幾個方面的策略提高學生在物理實驗學習中的元認知水平．還有研究指出通過元認知提升中學生物理學習能力的局限與不足．[25]針對局限和不足,教師應通過有意訓練、提供反思機會、監督學習過程等方式提升學生的元認知能力．

2.6 PCK與教師專業發展

教育領域綜合改革進入“深水區”,教育變革歸根結底需要一支高水平的教師隊伍,無論從國家層面,還是教育理論界和教學一線,對教師專業發展的訴求比以往更高．很多研究都試圖揭示教師發展的路徑軌跡,就物理教師發展而言,物理學科教學知識(PCK)和物理教師教學研究能力引起了學術界的廣泛關注．

物理學科教學知識(PCK)研究方面．湯家合從PCK的四個維度出發,對高中物理牛頓第三定律進行解析[26],這一研究有助于教師從“學科知識本身、知識的前后聯系、學生原有的基礎和教學策略的選擇”等方面反思教學,提高自身專業素養的同時提高物理教學的有效性．專家——新手教師課例比較是教師PCK研究常用方式之一．王磊、張金良通過對比一位高級教師和一位年輕教師同題課的教學案例,指出專家型教師的PCK要明顯優于非專家型教師．[27]顧健、陸建隆根據類似研究提出了PCK視野下物理教師專業發展的具體策略．[28]馮爽則運用自制的中學物理教師PCK量表對某市80位教師進修測試,得出“中學物理教師學科教學知識水平存在較大的提升空間,多數中學物理教師目前尚處于學科專業知識向學科教學知識進行轉化的階段,關于學生知識的匱乏是中學物理教師學科教學知識發展受到制約的突出障礙,實驗的操作和價值挖掘能力不足是中學物理教師學科教學知識水平低的關鍵原因”的結論[29],為中學物理教師專業發展指明了方向．

教而不研則淺,研而不教則空．參與教學研究是促進教師專業發展水平的重要途徑．進行教學研究須具備哪些能力要素?如何選擇適切的研究主題和有效的研究方法?一些研究對上述教師所關心的問題展開了論述．郭雅潔、桑芝芳基于物理學科特點,構建了中學物理教師教學研究能力的關鍵要素結構．[30]石堯針對中學物理教師教科研舉步維艱之困局,采用縱向分類和橫向分類相耦合的方式,得出物理學科知識研究、實驗設計與創新、教材編纂與分析、教學設計研究、教學方法與策略總結等5個方面是適合中學物理教師研究的5類研究主題,指出以“中層理論”為中學物理教師理論建構的門徑．[31]李蘭、劉健智則提出了“中學教師應回歸學科的視角,立足于教學實踐,運用各種恰當的研究方法,身體力行地投入到教學研究中去,這才是中學教師專業化發展的根本途徑”[32]的觀點．

3 啟示與展望

盡管研究者對多個主題展開了扎實、細致的探索,在物理教學研究中,還有一些問題值得持續關注并深入探究．

3.1 物理核心素養的深化研究

以物理核心素養為主要價值取向和目標的物理課程教學改革為物理教育研究開創了新的領域,盡管學術界已發表大量冠名為“基于物理核心素養的教學研究”的成果,然而仔細研讀相關文獻卻給人以似曾相識之感,核心素養儼然成為一個新的“大筐”,竟然可盛得下物理教育的一切．諸如此類現象的發生實則是學風浮躁的表現．物理核心素養的落地仍需要堅實的研究做基礎,物理教育界一方面需要反思現有理論基礎,對物理學科核心素養的內涵、表現和培育方式做深層研究,另一方面需要切實總結實踐中好的做法、經驗并上升至理性認識,尋找適合我國學生的核心素養的轉化路徑．

核心素養的落地生根,最終要體現在課堂上．目前,在宏觀層面的課程目標和微觀層面的課時教學目標之間似乎有一道鴻溝,關鍵在于缺少中觀層面的課程與教學設計研究,以核心概念為統領的單元整體教學研究,或可起到橋梁作用．

3.2 指向深度學習的物理教學

我國學生發展核心素養體系將學會學習作為6個重要維度之一,學會學習必然要求學生歷經深度學習,由此產生了指向深度學習的教學研究．已有研究將深度備課作為產生深度學習的切入點和突破口[33],自有其價值．對相關研究的分析可知,深度備課依然在基于課程標準的教學系統設計框架下展開,未能產生獨具特色的研究成果．我們認為,指向深度學習的物理教學研究首先要對深度學習的內涵、機制和條件展開深入研究,其次要結合物理學的特點對物理深度學習和高級思維能力培養的途徑展開探討,最后才是相應的教學過程、策略設計．當然,還要考慮相應的學習環境設計．

3.3 物理課程的時代性和現代化

構建與時俱進的物理課程體系,是物理課程建設的內在要求．課程標準將物理課程的時代性作為核心理念之一．以往的物理課程建設思路是在學生系統學習經典物理的相關知識的基礎上,引入相對論簡介、量子論初步等內容,并簡要介紹一些當代科技新進展．從科學概念演化的角度,經典物理與現代物理之間沒有明確的界限,物理學是一個整體,因此,上述課程建設思路值得商榷[34]．如何突破經典物理與現代物理引起的“文化沖突”,構建適應物理學發展并與現代物理學體系相一致的現代化中學物理課程,除借鑒國外先進經驗外,仍需我國物理教育研究者持久的探索．

3.4 高考新政背景下物理校本課程建設

高考新政導致物理學科地位的變化并非意味著物理學科的“悲劇”,相反給了所有物理教育工作者重新審視與反思物理教育價值的機會,正如胡揚洋博士所指出的,“當前的科學教育研究須在審視歷史的基礎之上,謀劃反應時代精神的問題解決之策”[35]．高考新政將物理改為選考科目并納入等級性考試這一舉措,客觀上給了學生個性化學習物理的機會,例如除了開設針對全體學生的必修課程和針對選考物理的學生的選修課程外,還可以開設針對全體學生的《物理文化課程》、針對優秀拔尖學生的《大學物理先修課程》、針對工程技術類考生的《應用物理課程》等．這些校本課程的研發在一定程度上可以豐富我國物理課程體系,為學生全面了解物理學、提升科學素養服務,理應引起我們的重視．

1 郭玉英,姚建欣.基于核心素養學習進階的科學教學設計[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(3):38-43.

2 梁旭.指向核心素養的教學目標研制[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(7):40-42.

3 耿建.核心素養的踐行與理想究竟有多遠——基于一組物理同題異構評優課的研究與反思[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(4):40-45.

4 劉炳昇.從“物理核心素養”的視角思考物理復習教學問題——以“力和運動”章后小結為例[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(5):29-32.

5 邢紅軍,劉爍,張抗抗.核心素養視域下初中生物理能力表現研究[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(11):54-58.

6 林春輝,周世平.構建“物理學科教室 培育學科核心素養”[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(11):20-23.

7 伍苗苗,張軍朋.高中物理能量觀念的內涵、構成與認知層次[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(7):3-6.

8 曾志旺.物理觀念及其形成與發展的教學策略[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(6):16-19.

9 王高.物理觀念的構成及培養策略[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(6):12-15.

10 邢紅軍,張抗抗.論物理思想的教育價值及其啟示[J].復印報刊資料中學物理教與學,2016,(10):3-9.

11 謝麗,李春密.物理課程融入STEM教育理念的研究與實踐[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(7):22-25.

12 葉兆寧.美國優秀STEM課例評析及其本土化[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(5):16-18.

13 董莉.有關高中物理教學中滲透STEM教育的思考[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(5):14-15.

14 張一馳,金夢.基于STEM理念的簡易罩極電動機的制作和探究[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(5):10-13.

15 王玥月,陸建隆.凸顯STEM教育的初中物理教學設計初探——以“浮力”教學為例[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(5):7-9.

16 金邦建,于海波.浙江高考新方案物理選考存在的問題與解決辦法[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(4):12-16.

17 陳愛文,胡銀泉.尷尬的物理:浙江新高考下的學科失衡與制度改進[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(12):30-32.

18 郭長江.高考新政下等級性考試若干理論問題初探[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(4):17-21.

19 黃國龍.新高考物理多元開放網絡課程建設[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(4):22-27.

20 楊天軍.高中物理教學如何面對高考綜合改革[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(1):30-33.

21 許桂清.學生迷思概念與科學概念對比圖模型的建構與應用[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(1):9-13.

22 易其順.關于青少年浮力觀念發展的調查研究[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(1):59-63.

23 王玨,解月光.基于前概念體系的學習者認知診斷方法研究——以初中物理“力和運動”主題為例[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(12):57-63.

24 李建設.影響高中物理實驗學習困難的元認知因素及其教學策略[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(11):6-8.

25 杜應銀,郭長江.淺談通過元認知提升中學生的物理學習能力[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(5):6-63.

26 湯家合.高中物理“牛頓第三定律”的PCK解析[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(9):14-17.

27 王磊,張金良.高中物理教師PCK的課堂案例研究[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(9):18-21.

28 顧健,陸建隆.基于同課異構的物理教師PCK發展的思考[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(9):10-13.

29 馮爽.中學物理教師學科教學知識(PCK)測試研究[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(12):49-56.

30 郭雅潔,桑芝芳.淺論中學物理教師教學研究能力結構要素[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(1):50-54.

31 石堯.中學教師的教學研究——以中學物理為例[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(5):56-59.

32 李蘭,劉健智.教學研究是中學教師專業化發展的根本途徑——以中學物理教學研究為例[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(8):52-55.

33 任曄.指向深度學習的深度備課——以蘇科版初中物理“凸透鏡成像的規律”備課為例[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(7):7-9.

34 羅瑩.科學概念演化視野下的中學物理課程內容現代化研究[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(2):3-7.

35 胡揚洋.我國科學教育的思想情結與文化反思——基于物理教學的審視[J].復印報刊資料·中學物理教與學,2017(6):3-7.