2022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

2022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165篇，分布在28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》等6本物理教學專業期刊轉載文章總計122篇，占總數的73.9%，較往年稍有增加.除《物理之友》外，物理教學專業期刊間差距不大，《物理教師》繼續蟬聯榜首，《中學物理》排名有所提升.

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52.1%、34.5%和13.3%.中學作者始終是主力，高校作者的轉載占比較往年有所提升.地域分布方面，排名前六位省份的依次是浙江(33篇，占20.0%)、北京(27篇，占16.4%)、廣東(21篇，占12.7%)、江蘇(13篇，占7.9%)、上海(12篇，占7.3%)、重慶(11篇，占6.7%)，江蘇作者不再獨占鰲頭，浙江作者異軍突起，奪得榜首.此6省份合計轉載117篇，占比達70.9%， 教科研地域發展不平衡較為明顯.

1.3 基金項目文章統計

在轉載的論文中，有82篇屬于基金項目課題研究成果(其中省部級以上課題成果27篇)，占總數的49.7%，較往年有所增長.可以看出物理教育工作者課題資源逐漸豐富、課題研究能力逐步提升，但優質課題占比依然較小.

1.4 轉載文章內容分類統計

2022年度轉載文章按內容分類統計結果見表2.各領域轉載篇數與往年大致相當，教師發展和學生研究依然是薄弱領域.

表2

圖1為2022年度轉載論文進行關鍵詞共現圖譜，可見，物理教育研究者和物理教師圍繞物理學科核心素養這一中心，對物理大概念、科學思維、科學探究等進行了豐富的研究，下面就針對這些研究重點與熱點專題進行概述.

圖1 2022年度轉載論文的關鍵詞共現圖譜

2 重點與熱點專題概述

2.1 初中物理新課標研究

2022年4月，《義務教育物理課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)正式頒布，這是21世紀以來我國頒布的第3個初中物理課程標準，“新課標”在繼承三維目標的基礎上，提煉了物理課程要培育的學生核心素養內涵及課程目標，為培育有理想、有本領、有擔當的時代新人而發揮物理課程獨特的育人價值.“新課標”一經頒布，就引起了廣泛關注，對其的解讀與分析成為當前非常重要的研究熱點.

一是對“新課標”的解讀.課標修訂組組長廖伯琴從修訂背景、修訂思路和主要變化、實施重點等方面對“新課標”進行了解讀，指出此次課標修訂“以促進學生發展、提升全體學生核心素養為宗旨”，從物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任4個方面提煉了物理課程要培育的學生核心素養，并將其“貫穿于課程目標、課程內容、學業質量、課程實施等部分”，[1]將“認真研讀課程標準，注重繼承與發展”“將學生核心素養的培育融入日常教學”“提倡教學方式多樣化，注重凸顯‘做中學’育人價值”作為當前“新課標”的實施重點，具有非常重要的指導價值.蔣煒波、趙堅具體歸納了“新課標”的編寫設計特點，并給出了實施建議.[2]

二是新舊課標的對比分析.李春密、張霄從課程性質、課程理念、課程目標、課程內容、學業質量、課程實施等6個方面與2011年版課標進行了對比分析，尤其是從課程育人和大中小一體化課程設計的角度逐條解讀了課程理念和核心素養，指出“新課標”的這一設計“凸顯課程的連續性和綜合性”和“確定核心素養時的一貫性和發展性”，[3]這些分析有助于教師從更為廣闊的課程論視域審視物理課程的育人功能及其實現.趙寧等則對新舊課標的框架、文本進行了較為宏觀的對比分析.[4]

研究者還沒有特別注意到的一個問題是，“新課標”在實施建議部分，專門增加了“教師培訓與教學研究”這一內容，可以說抓住了課程實施的關鍵，重視物理教師基于核心素養的課程實施能力的培養，[5]是將新課程理念落到實處的“臨門一腳”.

2.2 物理大概念教學研究

對物理學科大概念的研究熱度不減，學者們傾注了很多精力發表了不少研究論文，主要集中于以下方面.

一是對大概念內涵的省思.王強、李松林在歸納了大概念的幾種典型理解后，認為大概念可以是一個詞、一個問題、一句話、一個主題、一個理論、一個觀點等，而大概念之“大”指向的是“在課標上體現核心素養——大發展；在內容上指向學科本質——大內涵；在過程上強調漸次建構——大建構；在結果上則注重理解和遷移——大作用”.[6]因此，學科大概念是“深度學習的核心與命脈，教材理解的關鍵與要害，發展核心素養的中介和橋梁”.

二是基于大概念的課程設計.盡管新課標提出“以學科大概念為核心，使課程內容結構化”的要求，但是如何以大概念設計與開發課程，還鮮有研究.張玉峰、姚建欣提出可基于大概念設計概念物理課程、思維物理課程和實踐物理課程.[7]其中，概念物理課程旨在促進知識結構化，思維物理課程主要教會學生思考，而實踐物理課程指向學會做事，三類課程通過大概念相互聯系，促進大概念的學習理解與遷移運用.這一研究對重構物理課程有借鑒意義，至于如何走向課程編制實踐仍需探索.

三是物理大概念教學策略.又可以分為獲取大概念的教學策略與應用大概念的教學策略，如任虎虎提出了基于思維型課堂獲得大概念的教學策略，[8]戴小民以牛頓運動定律單元教學為例，圍繞“大概念”建構了力與運動知識結構“金字塔”，并重構了教學邏輯.[9]趙海艷、鄧靖武在物理大概念統攝下對原有知識重新組合，開展單元復習教學.[10]另外，通過學習進階進行單元設計，可促進大概念的建構與應用，被認為是落實物理核心素養的一條路徑.

歷史地來看，穿過術語名稱來透視其內在的意蘊，大概念、單元教學這些內容實際上并非新生事物，且大概念在用語上與我國傳統物理教學論研究對物理概念與物理規律相區分的習慣格格不入.進而言之，當什么都可以稱之為“大概念”時，大概念指的又是什么呢？大概念對物理教學質量提升究竟能起什么作用？如何才能更好地發揮大概念的這些作用？因此，在進行大概念研究時，既要追溯其源流，也要賦予其新意，追求其實質.另外，從研究方法的角度，大概念研究也不是沒有改進之處，正如關亞琴深刻指出的，“該領域缺乏實證檢驗，研究方法較為狹窄，幾乎所有研究都為邏輯思辨，沒有實驗研究”.[11]

2.3 科學探究教學研究

通常認為，科學探究是一種學習內容，也是一種學習方式，隨著研究的深入，科學探究也被認為是一種指向素養的能力，新修訂的高、初中物理課程標準都將科學探究作為物理核心素養的重要組成部分，并約化為問題、證據、解釋和交流4個要素.課標對科學探究的強調引發研究者對科學探究教學的深入研究.

一是科學探究教學的理論探索.周偉波、陳繼紅梳理了科學探究內涵發展過程，指出科學探究的內涵經歷了程序階段、過程階段、實踐階段和素養階段，針對探究教學實踐替代化、形式化、零散化之現象，以體驗式教學為路徑，構建了科學探究教學策略框架.[12]謝孟耘、羅瑩研究了高中物理教科書中學生實驗科學探究特征的演變.[13]張軼炳以動態信息加工模型為理論基礎，詳細探尋了要求學生自主經歷探究全過程的模塊化的科學探究設計，促進學生形成物理核心素養的內在機制，[14]指出學生在完成項目的過程中隨時進行輸入、編碼、記憶、輸出，隨學隨用，動態建構，即時檢驗，可以系統建構物理觀念、形成科學思維、感悟科學精神態度，進而形成具有專業特征的核心素養.

二是論證驅動的探究教學.科學探究中的證據要素與科學思維中的科學論證相吻合，論證驅動的探究教學模型(ADI)強化論證在科學探究教學中的作用，有助于克服探究教學“食譜化”的困境而走向素養發展的向度.一線教師應用該模型進行了教學案例研究，如周佩佩等以ADI教學模型設計了磁感應強度概念教學的課例，[15]該課例將抽象物理概念的形成過程建立于堅實的證據和精心的論證基礎之上，使得探究、論證與知識建構成為一個整體.

三是科學探究素養評價.依據課程標準中的學業質量水平對學生科學探究素養進行評價也引起了研究者的注意，張國平從教學實踐的角度細化了科學探究各要素的水平表現，[16]對制作基于課程標準的科學探究評價量表并開展實證研究具有指導意義.李玉冰、丁格曼運用實證研究測試了高一學生物理實驗探究過程中的科學解釋能力，得出“大多數被試者的科學解釋能力處于中等水平，且與物理成績呈正相關，與性別無關”.[17]

2.4 科學思維及其培養

科學思維位居核心素養結構體系的中心地位，研究者持續關注科學思維及其培養問題.

一是對物理教學中科學思維的闡釋.蔡鐵權、謝佳瑩對物理教學中的科學思維的內涵、方式、特征、獨特性等基本問題進行了哲學闡釋，認為作為自然科學典范的物理學，“其思維應是人類對客觀物質世界本質屬性、內在規律及事物間的相互關系的認識，是基于物理學經驗事實而建構概念、規律、原理和理論的能力與品質”.[18]體現物理學科特征的科學思維具有綜合性、動態性、開放性、批判性、創新性等特點，物理教學要特別關注如涌現式思維、不確定性思維等與當代物理學有密切關系的思維方式，才能幫助學生物理地思維.張恩德認為科學思維中的“科學”是形容詞“合乎科學的”的簡稱，課程標準對科學思維要素的劃分“其實質是物理視角與人的視角的重新融合與分解，沒有過分追求邏輯的嚴謹性與一致性”，[19]他對科學思維內涵、要素、水平及其與過程方法的重新審辯，對厘清科學思維研究的基本問題大有裨益.

二是對學生科學思維的培養.物理教師非常關注教學中科學思維培養問題，提出了不少教學模型、教學策略.蔣煒波關注思維發展導向的教學，提出了基于問題解決模式[20]和基于物理情境[21]的物理復習教學策略.艾蒂等對基于審辯式思維的論證教學中提出論題的策略展開了研究，認為可以基于前概念、實驗各環節、物理學史等方式提出好的論題.[22]毛金華則關注需要學生花費較長時間實踐、探究才能完成的多樣化的物理長作業，認為這種長作業是科學思維能力的催化劑.[23]總之，這方面的研究較為豐富，且呈現出多樣化的研究形態.鑒于科學思維的培養不是一朝一夕的事情，后續研究可以在這些成果的基礎上，對物理教學培養學生科學思維進行整體和系統的規劃，并進行相應的教學實驗.

2.5 學科融合與項目式學習

“新課標”在內容設計方面，在“物質”“運動與相互作用”和“能量”3個主題的基礎上，增加了“實驗探究”和“跨學科實踐”主題，其中要求要將不少于10%的課時用于設計跨學科主題學習活動.如何真正讓跨學科實踐活動落到實處，恐怕不變革現有的教學模式是不行的，項目化學習可能會是跨學科實踐活動開展的重要途徑.

一是對學科融合的積極探索.跨學科實踐具有明顯的跨學科性和實踐性特點，與日常生活、工程實踐及社會熱點問題密切相關，被認為是撬動整體教學內容在教學方式和育人方式上的深入改革.馮爽基于上述觀點構建了以時事熱點跨學科實踐培育學生核心素養的模型，指出跨學科實踐主題應具有綜合性、應用性和真實性，而跨學科實踐主題的開展則可通過學生查閱資料、課上主題學習、生活中應用和實踐等環節實施.[24]教師還研發了一些較為典型的跨學科實踐教學案例，如呂俊君基于大概念視角設計了深度理解變化率的教學，[25]將數學與物理乃至生命科學、經濟學中的相關內容有機融合；文云全開發了通用技術與物理學科融合的課例.[26]這些學科融合研究是對跨學科實踐活動開展的有益探索.

二是項目化學習的理論與實踐研究.項目化學習是學生通過一定時長的小組合作方式，解決一個真實世界中負責的、具有挑戰性的問題，或完成一項源自真實世界經驗且需要深度思考的任務，進而逐步習得核心素養的一種做中學的教學方式.羅瑩、謝曉雨提煉了基于項目學習的中學物理教學特征，將項目化學習開展劃分為項目解讀拆解、問題解決、成果展示評估3個階段，[27]有助于教師總體把握項目化教學.劉林開發了設計顯示加速度大小裝置的項目式教學案例.[28]還有其他一些精彩的教學案例，這里不再一一列舉.

2.6 物理關鍵能力測評

核心素養導向的物理教學尤為注重對學生關鍵能力的培養，物理關鍵能力是指學生在面對與物理相關的生活實踐或學習探索問題情境時高質量地認識問題、分析問題、解決問題所必須具備的能力.圍繞物理關鍵能力的測評，研究者做了不少有價值的探索.

一是關鍵能力的測評試題命制.中高考試題的質量對人才培養、教學改進都具有重要的導向作用，研究中高考試題對學生關鍵能力的考查維度與深度具有重要意義.韋玉逢等應用基于核心素養的物理學科能力表現框架對我國9個城市2020年的中考試題進行了定量研究，發現“試題均側重對知識輸出型的應用實踐能力考查，對遷移與創新能力的考查較少，均沒有考查關聯整合能力要素”，[29]并且不同地域的試題對關鍵能力的考查具有差異性.和終結性考試相比，表現性任務評價更能體現教—學—評的一致性，李鴻以光的反射教學為例，將對關鍵能力的評價融入目標設計，依據表現性任務獲取評估證據，以評估和發展學生的物理關鍵能力.[30]

二是圍繞關鍵能力的實證研究.物理關鍵能力是由不同能力構成的能力群，研究者不滿足于從宏觀的關鍵能力進行測評，而是對某個具體的能力進行實證研究.肖子鑫等應用力學推理測試(MRI)對來自上海、浙江的125名大一新生進行測試，得出了有益的結論，尤其是“力學推理能力隨選考理科科目數量的增加而提高”的結論，[31]對高中學生選課走班具有參考價值.萬婷婷、于海波通過建構物理歸納推理能力結構模型，編制測量工具，對初中生物理歸納推理能力展開研究，發現初中生在物理歸納推理過程中，主要存在“特征提取隨意、信息關聯被動、模式識別淺層、相似聯想局限、舉證意識缺乏、假設修正困難等問題”.[32]

對關鍵能力的實證研究主要為大學的物理教育研究者做出的，一線教師在這方面的研究相對較少.實際上，如果教師能夠運用科學方法對自己所教的學生進行實證研究，對教學改進和學生關鍵能力培養具有更直接的推動作用.

3 啟示與展望

3.1 義務教育新課標的實施

盡管物理教育研究者對義務教育物理新課標進行了解讀和對比分析，但仍然需要繼續跟進，需要做更為細致而專業的工作.一是將課程標準中所提煉的物理學科培養的核心素養與具體的教學內容相結合，本著抽象與具體相結合的原則，從學科育人價值的高度研究特定內容的育人功能.二是依據新課標修訂的新教材即將出版，要認真研讀新教材體現核心素養的范圍和深度，落實學業質量標準.三是開展基于新課標的教學研討交流活動，以研究的態度和視角切入教學實踐，超越單一的教學經驗走向論理、辯理，享受物理教學研究的理性之美.

3.2 新高考背景下物理資優生培養

新高考綜合改革、新課程方案的實施和新教材的使用為物理教學研究提供了豐富的研究話題，在“選課走班”政策實施過程中，物理學科的境遇幾經波折，最終通過實施“3+1+2”模式及選課指導意見保障了物理學科的地位，這也間接體現了國家對拔尖創新人才的求賢若渴.為了為高等學校輸送更多具有創新意識和創造能力的拔尖人才，高中階段的物理教學，在兼顧基本素養的同時，還需要根據拔尖創新人才的成長規律，進一步去探索物理資優生的培養問題.

3.3 跨學科實踐活動研究

怎樣將跨學科實踐活動的10%的課時落到實處，通過開展物理跨學科實踐活動，讓學生在參與、體驗、感知之中形成實踐能力和創新意識，是義務教育階段各學科教育面臨的新問題，也是當前研究的薄弱環節.物理教師要結合本地的特色鄉土資源、本校的實驗室資源和研究專長，系統開發出體現校本特色的跨學科實踐活動主題，形成跨學科實踐活動開展的基本流程，增強組織性，避免無序化，并在實施過程中不斷優化調整，形成鮮明的風格與特色.

3.4 “雙減”背景下的物理教學改革

“雙減”政策的出臺有助于強化學校教育主陣地作用，構建教育良好生態，有效緩解家長焦慮情緒，促進學生全面發展、健康成長.需要指出的是，“雙減”從根本上不是以降低教學質量為代價的.這就要求教師要轉變觀念，變革教學方式，提高課堂教學的效益.同時，要下功夫改進作業設計.作業不是物理教學的附屬物，而是物理教學的有機組成部分.教師不能對學生投入大量精力來完成的作業“熟視無睹”.科學地設計作業，合理地布置作業，有指導地幫助學生完成作業，是物理教師的分內之事，既體現著教師的專業水平，也彰顯著教師的仁愛之心.