2018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

2018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40種刊物上．表1是排名前9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》、《中學物理》、《物理通報》等物理教學專業期刊轉載文章總計116篇,占總數的62.4%,與往年持平．

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53.8%、25.8%和20.4%．中學作者依然是主力,教育科研單位的轉載數上升幅度較大,高校略有下降．地域分布方面,排名前五位的依次是江蘇(46篇,占24.7%)、浙江(31篇,占16.7%)、北京(29篇,占15.6%)、廣東(24篇,占12.9%)、福建(8篇,占4.3%),江蘇依然以絕對優勢居榜首,浙江、北京和廣東排名未變,但轉載數量有所上升,福建開始嶄露頭角．

1.3 基金項目文章統計

在轉載的論文中,有67篇屬于基金項目課題研究成果,占總數的36%,與往年大體相當．

1.4 轉載文章內容分類統計

2018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,物理教學研究仍然占比較重,其他領域研究亟待加強,特別是教師發展和學生研究領域．

2 重點與熱點概述

2.1 2017年版課標解讀

2018年1月,教育部正式頒布了修訂后的普通高中課程方案和各學科的課程標準(2017年版),凝練了學科核心素養,普通高中課程改革正式走入核心素養時代．課標研制專家,物理教育研究者和一線教師從不同視角對2017年版課標進行了解讀．

一是對物理核心素養的理解．郭玉英立足國際科學教育改革的前沿,從物理課程論的視角具體分析了知識技能和物理觀念、過程與方法和科學思維與科學探究能力、情感態度與價值觀和科學態度與責任的內在關聯,指出物理核心素養“是三維課程目標的整合、提煉與發展”．[1]這一研究有助于教師從課程理念的繼承、發展與創新的角度看待物理核心素養．彭前程則從具體的教學要求出發,就如何理解和把握物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任提出了自己的見解．[2]邢紅軍在深刻反思物理核心素養不足的基礎上,從核心素養的內涵、特點與價值取向出發,結合物理學的學科特征,厘清物理學科核心素養的組成要素,從“物理知識與物理方法、物理思維與物理技能、物理思想與物理觀念、科學精神與人文精神”[3]四個層級八個維度重構物理學科核心素養．這一模型對物理教學理論與實踐均具借鑒意義．

二是對2017年版課標的整體解讀．廖伯琴就一線教師關切的問題如課標的亮點、課程結構、教學目標設計、科學態度與責任的落實等進行了解析,指出教師“應站在為了學生的發展,為了國家強大、民族興旺,為了全人類文明進步這樣的高度進行物理教學,為全面實現物理課程的功能做出努力”．[4]馬亞鵬等通過研讀課標文本發現,新課標具有“凸顯物理課程的育人價值,反映物理課程與教學論的最新成果,優化高中物理課程結構,明確制定學業質量水平標準,增強課程標準的可操作性等顯著特點”,[5]結合物理教學實踐提出轉變教學觀念、強化科學實踐、落實學業質量、創新物理文化等課程實施原則．

三是對新舊課標的對比分析．趙堅、馬亞鵬從課程標準的框架、課程性質與理念、課程目標、課程結構、內容標準、實施建議等方面做了詳細的比較,[6]這一對比研究便于教師從宏觀的角度把握課程標準的連續性和發展性,從個中表述的變化中領會課程標準的要求．彭前程著重對比分析了內容標準的變化,詳細列舉了內容標準中增加、刪除及調整的條目,并分析了變化的原因．[7]這一分析清晰明了,有助于引導教師領會課程內容,優化教學思路．曹寶龍尤為關注評價體系的變化,對評價體系的創建、教學提示的創設、模塊學業要求的設置、學業質量水平和課程評價體系的運用做了深刻的解讀．[8]

總體上來看,對課標的解讀還停留在對文本的宏觀分析,對課標的實施也僅僅是提出了一些原則性的觀點和思路,還缺乏更為細致的學理分析和實踐案例的支撐．

2.2 高考物理改革與應對

繼浙江、上海實施高考改革新政后,陸續有一些省市也加入了改革的試點,但也有一些省市由于“條件不成熟”等原因宣布延遲實施新高考,表明教育行政部門面對高考改革的審慎、理性與負責的態度．《中學物理教與學》持續關注新高考對物理學與教的變化,分別于2017年和2018年的第4期以專題的形式轉載了相關研究成果．

針對浙江等地選考物理人數下降這一現象,朱邦芬院士在實地調研的基礎上,認為新高考在制度設計上未能考慮到“學好物理所需精力”、“選考物理學生比選考其他學科學生的優秀程度”等因素,使得選考成為“田忌賽馬”式的博弈,是對選考物理的學生實質上的不公平．對此,他提出了短、中、長期的改進措施．[9]就短期而言,他指出了“增加高中物理課的必修學時,改進必修授課內容;報考理工科的學生必須考物理;增加物理在高考錄取中的權重;等級賦分時增設考生優秀群體的權重因素”等建議．

對于等級性考試賦分方法,一些專家和教師從制度設計的角度進一步提出了詳細的修正辦法．黃恕伯分析了21世紀初廣東省選考賦分政策及其后果,用歷史經驗和實證數據表明目前新高考改革中提出的計分辦法是一種錯誤方法．[10]作為補救方案,他提出了高考選課科目計分方式的“分指標”(FZB)模型,并對其理論依據、操作方法、實踐檢驗進行了說明．也有研究從教育測量的角度提出了動態賦分的辦法,[11]以期通過制度設計的調整改變學科失衡的現象,維護高考實質公平．

高考新政對物理學科的沖擊也引發了對物理教學價值的深入思考．學生為什么要學物理?一個共識性思考是提高學生的科學素養．潘蘇東認為物理學科由“神壇科目”演變成“平民科目”可以免去其承受過重的負擔,更有利于發揮物理學科培育科學素養的功能．[12]相比較其他學科,物理學習有助于思維品質的養成,解決問題方法的掌握和科學本質的領會,對學生發展具有不可或缺的作用．因此,改革后的物理教學內容應降低深度而增加廣度,高考命題則應適當降低“數學應用題”的比例．

2.3 物理觀念研究

物理觀念居于物理核心素養的首位,引起了物理教育界的極大關注,不僅是物理教師,物理教育研究者也普遍表示物理觀念“不好把握”．什么是物理觀念?它與物理知識有什么關系?物理觀念有什么結構?怎樣促進學生建構物理觀念?這些問題的解決無疑對物理核心素養目標的落實具有重要意義,因此,物理觀念已成為物理教育研究的重點和熱點．

羅瑩基于哲學的視角,在知識和觀念的辨析中明確了物理觀念的意義,認為“知識往往與事實相聯系,而觀念則與觀點相聯系”,進而指出,觀念是“在一系列相關的觀點基礎上經對其的概括提升構成的體系”．[13]和物理知識相比較,物理觀念是一個更為上位的概念,即物理觀念是在物理知識的基礎上建立的,同時,物理觀念能夠促進與引導物理知識的發展．梁旭則更加傾向于從教育心理學的角度看待物理觀念,認為2017年版課標將物理觀念作為核心素養之一是“觀念所包好的個體性與學習的特性——個體性是相吻合的”．[14]他對物理觀念的結構分析得出觀念、子觀念和觀念的組成部分構成了觀念的結構,經細化后發現課標中提出的物質觀、運動與相互作用觀和能量觀能夠涵蓋所有高中物理學習的內容．續佩君、宋詩偉梳理出每個物理觀念的基本內涵,并對中學物理課程中傳授這些觀念的深度和廣度提出了基本的要求．[15]

至于物理觀念的形成與教學策略,實踐中亦有一些嘗試．梁旭指出物理觀念的學習需要經歷從“具體事例→物理概念規律→觀念組成部分→子觀念→觀念”這一結構化過程．有研究基于協同學視角分析能量觀念的培養,[16]還有研究則根據學業質量水平對物理觀念的劃分,具體提出物理觀念的教學策略．[17]這些研究均表明,物理觀念的形成不是一蹴而就的,需要明確不同層級結構中的觀念的相互聯系,提煉并形成觀念系統．

2.4 科學論證教學

科學論證是論證思維在自然科學領域的運用,其內涵是利用證據建立科學的理由以支持科學主張,科學論證在科學研究過程中具有不可或缺的作用,科學理論的建立,科學家為科學理論被科學共同體所接受而做的辯護都離不開科學論證．基于科學論證的物理教學就是將科學活動中的論證引入物理教學,引導師生像科學家一樣開展基于證據的論證活動以發展學生的科學思維能力．《普通高中物理課程標準(2017年版)》明確將科學論證作為科學思維的主要內容納入物理學科核心素養,足見其重要性．目前,我國物理教育研究界對科學論證教學的研究尚處于起步階段,主要體現在基于科學論證的教學設計模型研究和學生科學論證能力培養兩個方面．

在科學論證教學設計模型研究中,有研究者引介了論證驅動的探究教學模型(Argument-Driven Inquiry Instructional Model),即ADI教學模型,包括確定任務與問題,設計探究方法、收集數據,分析數據、形成初步論證,論證互動,明確的反思性討論,撰寫研究報告,雙盲小組同伴評審,修改并上交研究報告八個階段．[18]新版ADI模型將科學探究和科學論證整合在一起,重視證據的收集和分析論證,利用科學論證推動科學探究教學．另外,該模式引入同行評議、要求學生撰寫研究報告,對提高學生科學寫作能力以及理解科學本質有重要促進作用．弭樂、郭玉英將概念學習進階和科學論證相整合,提出了一個教學設計模型,該模型主要分為大概念、問題、科學概念、科學論證和整合發展五個部分,“以科學概念層級的進階發展為主線,在概念進階的關鍵點上滲透不同水平的論證活動,同時注重教學策略(例如口頭論證、書面論證等)的運用,促進學生概念理解和論證能力的協同發展”．[19]對能量概念的準實驗教學研究表明該模型有利于落實物理學科核心素養課程目標．

在學生科學論證能力培養方面,目前的研究還處于劃分科學論證能力水平的階段,鮮有具體的實踐研究．鄭穎等參照SOLO分類理論,以“整合”的思想將SOLO分類理論與科學論證能力的不同層級水平進行有機聯系與組合,劃分了高中物理科學論證能力的認識表現層次,[20]為學生科學論證能力的測評提供了分析框架．

2.5 物理單元教學設計

由于核心素養具有綜合性、發展性和實踐性等特征,單元教學設計因其超越課時教學設計的“知識碎片化”而備受研究者青睞,被稱為“撬動課堂轉型的一個支點”．何為單元?不同學者有不同的看法,陸伯鴻認為單元一般指“同一主題下相對獨立且自成系統的內容整體”,這些內容的組成應“符合學科知識發展的邏輯順序和學生的認知規律,有明顯的結構化”．[21]許幫正、馬宇澄則認為“單元不是指單純的學習內容單位,是課程單位和學習單位,應包含學習內容、學習目標、學習方法和學習評價”．[22]

單元教學設計的環節和策略,目前還沒有統一的“范式”．陸伯鴻認為單元教學設計包含單元教學任務分析、單元教學目標、單元教學重點、單元重點活動、單元作業導引、單元評價建議、單元教學資源選編等環節．這些環節是將系統化教學設計的思路應用于單元教學設計,有其合理性．還有研究將基于理解的逆向教學設計方法用于單元教學設計,這種教學設計策略采用評價設計先于教學的思路,基于學生關于理解的合適證據全面考慮設計教學活動,具體包含確定預期學習結果、確定合適的評價證據、設計學習體驗和教學三個環節．[23]馮華提出了以專題為載體的教學設計,專題內容涵蓋物理學家為什么提出科學問題、在深化和解決問題過程中的關鍵情節、在形成結論過程中主要的思維方式和研究方法的精華以及科學結論內涵的深刻思考等．[24]他以自由落體運動專題教學為例,圍繞歷史背景、科學思維和科學發展的真實圖景對物理專題教學設計方法進行了闡明,表明這種設計能夠實現“從教學到育人”的轉變．

從研究趨勢的角度,對單元教材育人價值的挖掘,依據學生認知發展規律對教材內容的優化重組,單元教學資源開發,基于證據的單元教學評估等方面仍有待繼續深入探索．

2.6 “互聯網+”物理教學

在“互聯網+”時代,信息技術對教學的影響持續發生,基于多媒體網絡技術的數字化學習的興起,不斷地改變著學生的學習方式,信息技術與物理教學的深度融合被認為是“互聯網+教育”在物理教學中的集中體現,智慧教育、智慧教室等新理念逐漸走入教學實踐．一線教師對此也做了許多有益的探索．

一是“互聯網+”物理學科教室建設．徐兵田介紹了信息技術背景下物理學科教室的設計與規劃,一方面將實驗室功能融入學科教室,另一方面搭建高速與大容量的信息化網絡平臺,實現線上、線下資源融合,改變教與學的模式,提升教育質量．[25]談雅琴、施堅介紹了所在學校“電子技術與高中物理拓展創新”課程基地的情況,基地設有課程基地網站、電子技術展覽館、物理互動體驗館、CAD建模仿真實驗室、自制教具實驗室和DIS數字化實驗室等,依托課程基地創設物理學習環境,促進學生自主學習,增強學生的實踐創新能力．[26]

二是互聯網支持下的物理教學．教師已不再滿足于多媒體網絡資源在物理教學中的應用,而是試圖通過互聯網支持實現教學模式的創新．萬飛依據智慧課堂教學的理念,結合物理學科特點,探究總結出智慧課堂教學背景下的概念規律課、實驗探究課和單元復習課的教學模式．[27]這些教學模式充分發揮學生主體作用,融合數字技術創新學習方式,促進學生個性化發展．鄭行軍具體研究了“互聯網+”物理習題教學模式,[28]詳細介紹了與教學相匹配的后臺測評系統,為精準教學提供可借鑒的思路．還有研究介紹了微信支持下的物理翻轉課堂教學模式．[29]

三是基于互聯網的虛擬與遠程實驗創新．技術變革促進人們不斷開發虛擬實驗,有研究介紹了云服務環境下虛擬實驗室在物理教學中的應用．[30]云服務虛擬實驗室集成了物理教學中的經典實驗,并提供了交互式操作平臺,可以完成中學物理教學中不易實現的實驗,對呈現物理情境與過程亦有重要作用．許炎橋等設計并實現了對光電效應這樣的限于器材等原因無法具體操作的實驗的異地遠程控制,用戶可通過互聯網技術在線做真實實驗,實現資源共享．[31]需要指出的是,讓學生動手做實驗的教育價值是仿真和遠程實驗無法替代的,教學中要考慮技術的邊界和教育的目標．

3 啟示與展望

3.1 物理教育理論的繼承與本土化發展

改革開放40年來,我國幾代物理教育研究者不斷探索,積累了大量研究成果,形成了諸多有影響力的物理教育理論．對這些研究成果的系統梳理以及對重要物理教育理論形成脈絡的研究是物理教育思想史研究的應有之義．新時代我國物理教育理論的創新更要重視這些豐富的研究成果,并在中西比較中找到自身的坐標定位,以期實現物理教育理論的傳承與本土化發展．期待年輕一代物理教育研究者既具國際視野又有本土意識,既有全局眼光又能細致入微,真正發現、提煉和解決客觀存在的物理教育問題,為我國物理教育發展貢獻智慧．

3.2 因材施教與學生個性化發展

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》指出,要創新人才培養模式,遵循教育規律和人才成長規律,深化教育教學改革,創新教育教學方法,探索多種培養方式,形成各類人才輩出、拔尖創新人才不斷涌現的局面,以適應國家和社會發展需要．創新人才培養的時代需求下,因材施教與學生個性化發展這一課題歷久彌新．尊重學生能力的正態分布規律,正視學生的多元智能,讓創新拔尖人才培養與學生的個性化發展相契合,讓有能力、有意愿的學生更好地學習物理,而給其他學生學習其優勢學科以更大的空間,何嘗不是教育資源的優化配置?在優生培養方面,開設大學先修課程是一個不錯的探索．如何將這樣的課程開設得更好?還有沒有其他可行的優生培養形式?這些都是非常值得深入研究的課題．

3.3 物理學業質量評價研究

2017年版課程標準明確提出學生學業質量水平標準,學業質量水平是學生物理核心素養發展狀況的重要評價指標．學業質量評價的實施需以評價方式的變革為先導,這是單一的紙筆測試所無法承載的功能．因此,亟須細化評價量表和開發多樣化的評價工具．評價量表的細化有助于明晰評價目標,顯化評價內容,便于結合具體的物理問題情境測量學生真實的物理核心素養．多樣化的評價工具的開發可以從不同側面、不同角度評價學生核心素養的不同發展水平,使教師獲得學生發展的真實證據,以此為出發點調整和改進教學,真正實現課程——教學——評價的一致性發展．