高中物理教材科學方法顯性化特點的文本分析

陳運保+馬亞強

科學方法教育是中學物理教育的重要內容。本研究采用文本分析法對我國高中物理教材進行統計分析，從各類科學方法出現的次數、體現方式、顯性化水平、系統化設計等指標分析物理教材在科學方法顯性化表征上的特點，并基于此提出了教材編寫和使用建議。

物理教材 科學方法 顯性化 文本分析

一、問題提出的背景

我國物理新課程不僅重視幫助學生掌握物理知識，而且越來越重視學生對科學方法的掌握。為此，近年來有很多關于科學方法顯性化的研究和呼吁。所謂科學方法顯性化是教材在隱性使用科學方法建立物理知識的基礎上，通過標示所使用的科學方法、對科學方法的內涵進行闡述、組織學生使用和訓練科學方法等手段，更加明確地、顯性化地進行科學方法教育，引導學生掌握科學方法。

那么，我國物理教材在科學方法顯性化表征上做得如何？有哪些經驗和不足呢？對此，本文進行了教材文本分析，我們相信該研究對于教材的編寫和使用具有一定的借鑒作用。

二、研究設計

1.研究對象的選取

本研究以人民教育出版社2010年版高中物理教材必修1、必修2和選修3系列為研究對象，共計7本教材，分析內容包含前言、各章節及習題等部分。

2.研究方法與研究工具

本研究主要采用文本分析法，編制數據分析記錄表、對照分析教材進行統計分析。

首先，確定科學方法的種類。文獻研究發現，科學方法的分類標準不同、類目多樣，本文主要參考邢紅軍老師的分類方法，并考慮到其他的一些因素做了補充，如在一般科學方法中加入科學探究法，在實驗方法中加入近幾年教材中新出現的計算機模擬方法，最后，一共解析出24種基本的科學方法（參見表3第一列）。

我們對這些科學方法查閱大量資料，以確認其準確、全面、相互不交叉（即不出現一種具體的操作被歸入兩個科學方法的情況）、定義規范、方便理解[1]。然后，我們以這些科學方法為指標對物理教材進行分析以確定每一類科學方法出現的次數和顯性化程度，尤其注意在物理知識點的建立、引申和擴展中，以及“鍵”（知識點與知識點之間的連結處）位置[2]等要點處確認科學方法使用情況。

其次，確定科學方法的體現方式和顯性化水平層次。教材在處理物理知識時會體現相應的科學方法，通過文獻研究和預調查，我們發現有以下四種體現方式：滲透使用，教材在講解物理知識時滲透某種科學方法，但不明確指出其名稱、不進行解釋說明，該方式只是隱性使用，并沒有進行顯性化處理;命名，教材明確給出該種科學方法的名稱;講解，教材解釋或講解該科學方法，如解釋科學方法的內涵、總結其特點、給出一般性定義、舉例說明、給出使用注意事項等，便于學生理解和掌握;組織使用，教材組織學生使用科學方法解決問題或訓練學生掌握該方法。

上述方式表現出的顯性化水平是不同的，我們把它們分為以下四個水平層次（見表1）：

表1 科學方法顯性化分層表

從表1可以看出：當教材只是隱性使用科學方法時，教材并沒有進行顯性化處理，稱為零水平層次;水平一層次是在使用該科學方法處理物理知識時明確給出名稱，但是不講解其內涵、不訓練使用該科學方法，需要學生自己體會總結或者查閱資料來學習，因此其顯性化水平較低;水平二、三層次的顯性化程度更高。本研究在解析教材時采用該指標體系來分析科學方法顯性化處理的方式和水平。

再次，編制文本分析表。本研究根據以上分析指標編制了“科學方法顯性化分析記錄表”（見表2）作為文本分析的工具。

表2 科學方法顯性化分析記錄表

最后，整體分析教材科學方法顯性化表征的系統性。循序漸進是教學的一個基本原則，也應該是評估教材編寫質量的一個指標。由于本研究涉及整個高中物理教材，因此，本研究可以對高中教材編寫的系統化進行分析。

3.研究工具的信度檢驗

對于本研究工具，研究者進行了信度分析，請三名物理教學論研究生分別獨立使用該工具對同樣的物理教材進行分析，發現三者一致性較高，按照“評分者信度”的計算方法，達到0.928，表明本研究工具具有較高信度。

三、研究發現

1.研究數據的呈現

我們對人教社高中物理必修1、2和選修三系列共計七本教材進行分析，整體數據如表3。

2.數據分析

分析數據統計表3，可以得出如下結論：

第一，各類科學方法在高中物理新教材中出現的總數目合計為950次，相比于高中物理知識點數量，次數非常多，表明教材編寫時重視使用和體現科學方法。

第二，從出現的次數來看，各類科學方法在教材中使用和體現的情況差別很大，直接定義法出現的次數最多（353次）。一般來說，當教材中出現新概念時，需要通過直接定義來進行解釋，該數據表明我國高中物理教材中出現的新知識是比較多的，教材信息量大。教材體現圖形圖像法的次數排名第二（100次），表明教材注重采用直觀、易讀的方法來展示物理內容。其次為觀察法（78次），表明教材在引導學生對生活現象、實驗現象的觀察、分析方面，較為重視。之后為歸納法（66次），表明教材比較注重引導學生思考、建構知識，逐漸改變了傳統教育過于注重直接講解灌輸的教學方式。隨后是比較法（46次），表明教材注重引導學生思考、辨析來建立知識。體現較多的其他科學方法依次是近似估算法（45次）、分類法（34次）、科學研究法（30次）、計算機模擬法（29次）和演繹推理法（27次）。

這10種方法的總次數占85%以上，說明教材編寫者認為這些方法是物理學中基礎的方法，應該進行一定的科學方法教育。

第三，從“顯性化數目”來看，較為明顯的依次是：圖形圖像法（42次）、科學探究法（22次）、計算機模擬方法（21次）、近似估算法（16次）和實驗驗證法（13次）。表明教材注重對這些科學方法加以顯性化處理，試圖引導學生重視這些方法。endprint