核心素養視角下中學物理教學設計的現狀分析及啟示
——基于《物理教師》2016—2020年文獻的分析

李 楠 張 靜* 湯祖軍

（1.長江大學物理與光電工程學院物理教育研究所，湖北 荊州 434023；2.荊州市實驗中學，湖北 荊州 434023）

物理學科核心素養已成為21世紀物理課程改革的方向盤，與教學內容的融合正是核心素養扎根物理課堂的關鍵，優化教學設計則是其首要任務.［1］教學設計類文章一直受到中小學教育類期刊的青睞，伴隨著物理學科核心素養的提出，圍繞核心素養開展中學物理教學設計逐漸成為關注的熱點.本文通過對《物理教師》2016—2020年涉及核心素養的教學設計文獻進行分析，在核心素養視角下剖析總結中學物理教學設計的發展現狀，以期為未來教師開展教學設計和相關研究提供參考和啟示.

1 數據采集

期刊文獻具有較強的時效性，能夠較好地反映中學物理教學設計的動態.本研究選取《物理教師》這一具有廣泛認可度的中等教育類核心期刊.在中國知網數據庫中，以“教學設計”為主題詞進行檢索，以2016—2020年為檢索范圍，初檢顯示條目為151條，繼而逐條篩查，剔除不符合需要的條目64條，確定涉及核心素養的87篇文獻作為研究對象.在數據分析階段，采用內容分析法，對研究樣本作量化分析及質性研究，從文獻作者、設計角度、設計特色、框架結構等維度進行分析.

2 中學物理教學設計的現狀分析

分析核心素養教學設計文獻占教學設計主題總文獻數的比例發現，核心素養教學設計文獻所占百分比從2016年的20%增加到2019年的73.3%（見圖1），呈逐年遞增的趨勢.2020年占比雖略有下降，但變化相對平穩，且自2018年開始占比始終在50%以上，表明近3年來圍繞核心素養開展教學設計成為中學物理教學設計的熱點.

圖1 涉及核心素養的文章占比統計

2.1 文獻作者分析

2.1.1 作者來源分析

以第一作者的第一單位對作者來源進行統計分析，文獻作者所在單位主要涵蓋了相關教育部門與研究機構（統稱為教研部門）、高校和中學3類.［2］研究結果顯示，62篇文獻作者來自各地中學，中學教師是教學設計類文獻的主力軍（見圖2），其次是高校作者，發文20篇，教研部門僅發文5篇.

圖2 作者來源數據統計

2.1.2 合著者分析

文獻合著是科研合作的重要形式，合著情況在一定程度上反映著教育教學各單位的科研合作程度.［3］由表1可知，一半以上的文獻為獨著，其次為2人合著，3人及以上合著不足總數的15%.進一步深入分析合著者來源（見表2），合作最多的是高校成員間的合作，其次為中學和高校間合作，而教研部門與高校間的合作尚未開展.

表1 文獻合著情況

表2 文獻合著情況

2.2 設計角度

涉及核心素養的教學設計主要可概括為綜合素養、物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任5個設計角度.［4］根據文獻題目、關鍵詞及內容進行綜合判斷，若文獻包含不止一個角度，則以其主要角度為確定標準，當多個角度權重接近時，則歸類為綜合素養.基于此對87篇文獻進行統計分析（見圖3），其中57篇為綜合素養，科學思維發文11篇，科學探究發文11篇，物理觀念發文5篇，科學態度與責任發文3篇.研究表明，超過半數文獻的設計角度傾向于綜合素養，聚焦于核心素養子維度的教學設計則相對較少，4個子維度發文之和不足總數35%.

圖3 文獻設計角度數據統計

不同設計角度的年份分布（見圖4）顯示，綜合素養雖占據了每年教學設計的主體，但隨著時間的推進，設計角度逐漸呈現出多角度輻射的特點.對文獻內容進行二次分析發現，不同設計角度的文獻特點各異.

圖4 設計角度年份分布統計

綜合素養角度的教學設計的主題較廣泛，多基于對教學內容及對象的分析，探索實現核心素養落地的教學策略、方法等.相對而言，4個子維度的教學設計更為聚焦，特點也更顯著，如物理觀念角度，主要圍繞物理知識的內在邏輯展開，以物理觀念為主、科學思維為輔，亦或結合學習進階理論，循序漸進地實現觀念的進階與建構.科學思維角度的特點主要表現為從知識邏輯及學生思維出發，選擇有針對性的教學方法、策略，聚焦科學思維的培養.科學探究角度則通過強化科學探究或將探究貫穿整個教學活動，引導學生在過程中發展探究能力.科學態度與責任角度整體偏內隱性、抽象性，多以融合的形式實現，通常結合物理學史、HPS等素材，來發展學生的科學態度與責任.該維度主要包含科學本質、科學態度、科學倫理等要素，其中科學本質要素相較涉及最多，在3篇該角度文獻中有2篇聚焦于科學本質.

但是在各設計角度中仍存在一些問題，例如物理觀念的形成本就是循序漸進、不能一蹴而就的，且設計重點在于對知識的提煉和升華過程，［5］某些教學設計仍局限在知識和概念的理解方面，并未進行提煉、升華，對物理觀念的理解有待深入；再如綜合素養視角，個別文獻雖在文中反復提及發展學生核心素養，但實質上相關性不強，缺乏對其本質及實施途徑的深入思考，尤其在核心素養教學目標制定上偏表面知識化，并未升華至物理學科核心素養的層面.

2.3 課型及學科領域

課題是教學設計的主要載體，也是實際教學的核心內容.經統計，研究樣本主要集中于高中學段，占比2/3以上，初中教學設計明顯相對較少.

2.3.1 基本課型

結合教學實際并根據所統計文獻中課型的情況，［6］將物理課型分為概念課、規律課、實驗課、習題課、復習課、活動課6類（見表3），若與以上課型均不符，則歸于其他.

表3 文獻課型統計

文獻中教學設計的課型主要集中在概念課和規律課兩類課型上（見表3），其中概念課占比50%以上，但對實驗課、復習課、習題課的關注均相對較少，活動課尚未有文章發表.

2.3.2 學科領域

基于物理教育研究對學科領域的劃分，［7］將中學物理知識所涉及的學科領域分為力學、熱學、振動與波、光學、電磁學、近代物理.由于部分教學設計并非只含有一個課題，故同一篇文章可能涉及多個領域，經統計，學科領域主要集中在力學和電磁學兩部分（見表4），但對熱學、近代物理、振動與波等領域的關注相對較少.

表4 學科領域統計

2.4 設計特色

通過對教學設計特色的統計，12.6%的文獻與相關教育教學理論相結合，如“學習進階”、“建模教學”、“HPS”、“皮亞杰建構主義”等理論，其中結合“學習進階”理論的教學設計占比近3/4.

另一類具有鮮明特色的是4篇結合相關教師技能比賽、優課評比等教學競賽的教學設計文獻，研究者通過競賽中的觀摩學習，提升自身對教學設計的思考，例如結合對大賽物理課堂的觀摩學習和分析點評，進一步構建了以“問題→研究→展示→評價”為主線的教學設計.［8］

除此之外，其他設計特色比較分散，主要是結合一些新穎的教學策略和教學方法（見表5），如“層近式問題串”、“問題導學式”、“單元視域”、“信息化教學”、“深度教學”等.

表5 設計特色統計

2.5 框架結構

任何一篇教學設計都有自身的設計邏輯，了解其框架結構有助于一線教師更好的理解教學設計文獻.通過對文獻框架結構進行質性分析，將文獻歸納為3大類：基于教學設計內容構建框架、圍繞核心素養設計角度構建框架和圍繞文獻設計特色構建框架.

圖5 框架構成內容

基于教學設計內容構建框架指以教學設計全部或其中部分內容直接形成框架，共涉及35篇文獻.為進一步分析此類教學設計所涉及的具體內容，結合研究樣本具體情況和相關研究，［6］將教學設計內容概括為：教材分析，學情分析，教學目標，教學重難點，教學模式、方法和策略，制定測評工具，教學設計思路，教學過程設計，教學反思和修改等9項內容.統計發現，“教學過程設計”成為該類文獻必不可少的內容，涵蓋“教材分析”、“學情分析”、“教學目標”的文獻占半數以上，含“教學設計思路”、“教學反思與修改”的文獻占1/3以上，含有其他幾項內容均相對較少，不足10篇（見圖5）.圍繞核心素養設計角度構建框架的文獻有15篇，例如從核心素養的前提、靈魂和保障3方面構建框架、［9］從核心素養4個分目標的培養構建框架，［10］以科學思維的發展階段構建框架等.［11］其它37篇文獻是以其自身設計特色形成框架，如結合理論的教學設計多以先介紹理論內涵，再結合理論展開教學流程為框架；結合特色教學方法和策略的教學設計，如“層近式問題串”、“逆向教學設計”、“知識圖譜”等，則圍繞特色內容來形成框架，緊密貼合文獻特色主題展開.

3 總結與建議

5年來，圍繞學科核心素養的教學設計日益受到研究者的關注，設計內容和視角在不斷突顯深度和廣度的同時，更顯創新和突破.2019年陸續發布并投入使用的新版高中教材以及即將發布的義務教育課程標準，都給物理教學實踐帶來了新的挑戰，也對物理教學設計提出了新的課題.［12］核心素養在未來的研究發展中依舊會是教學設計的熱點之一，只有進一步提高核心素養教學設計的系統性和深刻性，才能在未來教學實踐中取得突破性進展.基于以上分析，對未來中學物理教學設計提出如下建議.

3.1 構建學術共同體，凝聚研究力量

構建學術共同體是助力研究深化的重要基礎.教學設計作為理論與實踐的橋梁，理應受到學術界的重視.目前教學設計文獻作者來源廣泛，研究機構主要集中在中學，以獨著為主要研究形式，但作者間合作程度不高.中學教師作為中學物理教學設計的實踐者，在教學設計的研究方面占據了不可替代的作用.但在對教學設計的研究中，高校教師更聚焦于教學設計的理論研究，若各單位研究人員揚長避短，主動加強交流合作，形成研究共同體，實現多領域教育工作者共同發力，不僅能夠促進中學物理教學設計的優化和發展，同時豐富中學教師的教學思路.

3.2 深入理解核心素養，促進有效落實

理解核心素養內涵是在教學中落實核心素養的第一步，理解上的偏差或不足，都會令實際教學越來越偏離核心素養實現的正確軌道，影響核心素養的有效落實.當前核心素養教學設計的角度聚焦于綜合素養，并逐漸向多維度輻射，但對物理核心素養及其各要素的挖掘深度不夠，仍存在表面化、淺層次的情況.因此應進一步加深對核心素養本質的理解，重視對核心素養落實路徑的探析，充分把握核心素養與教學設計的連接點，從而增強教師教學的邏輯性，強化實踐中核心素養落實的針對性.

3.3 注重理論實踐融合，拓寬研究視野

近幾年教學設計的研究已呈現出“多點開花，多維并進”的特點，［13］中學物理教學設計的課型以概念課和規律課為主，學段多集中于高中階段，結構框架豐富，且以多種教學理論、策略和方法的融入為主要特色.但仍存在學段、課型和學科領域分布不均、教學設計理論基礎提升不足等問題，且在與其他學科和期刊的比較中發現，中學物理教學設計的研究視野還有待進一步拓展，例如時下教育研究熱點中的“現代技術”、“跨學科”、“創客”、“混合式教學”、“勞動教育”等尚缺乏相關研究.未來研究可通過加強理論與實踐的融合，善用新版教材，巧妙將核心素養與五育融合，順應教育研究現代化的發展趨勢.［14］隨著義務教育課程修訂工作的不斷推進，高中課程標準所確立的物理學科核心素養體系將有望貫穿整個中學階段物理課程，研究者可進一步關注初中課程圍繞核心素養開展教學設計的相關研究.