2018年度中学物理教育教学研究综述——基于《中学物理教与学》论文转载情况分析

张海龙 马亚鹏

(1. 中国人民大学书报资料中心,北京 100872; 2. 银川市第九中学,宁夏 银川 750011)

1 统计分析

1.1 刊物转载排名

2018年中国人民大学书报资料中心复印报刊资料《中学物理教与学》共转载论文186篇,分布在40种刊物上．表1是排名前9位的刊物转载情况,其中,《物理教师》、《物理教学探讨》、《中学物理教学参考》、《物理教学》、《中学物理》、《物理通报》等物理教学专业期刊转载文章总计116篇,占总数的62.4%,与往年持平．

1.2 作者单位、地域分布情况统计

以转载论文第一作者统计,来自中学、高校和教育科研单位的比例分别是53.8%、25.8%和20.4%．中学作者依然是主力,教育科研单位的转载数上升幅度较大,高校略有下降．地域分布方面,排名前五位的依次是江苏(46篇,占24.7%)、浙江(31篇,占16.7%)、北京(29篇,占15.6%)、广东(24篇,占12.9%)、福建(8篇,占4.3%),江苏依然以绝对优势居榜首,浙江、北京和广东排名未变,但转载数量有所上升,福建开始崭露头角．

1.3 基金项目文章统计

在转载的论文中,有67篇属于基金项目课题研究成果,占总数的36%,与往年大体相当．

1.4 转载文章内容分类统计

2018年度转载文章按内容分类统计结果见表2．

表2

由表2可知,物理教学研究仍然占比较重,其他领域研究亟待加强,特别是教师发展和学生研究领域．

2 重点与热点概述

2.1 2017年版课标解读

2018年1月,教育部正式颁布了修订后的普通高中课程方案和各学科的课程标准(2017年版),凝练了学科核心素养,普通高中课程改革正式走入核心素养时代．课标研制专家,物理教育研究者和一线教师从不同视角对2017年版课标进行了解读．

一是对物理核心素养的理解．郭玉英立足国际科学教育改革的前沿,从物理课程论的视角具体分析了知识技能和物理观念、过程与方法和科学思维与科学探究能力、情感态度与价值观和科学态度与责任的内在关联,指出物理核心素养“是三维课程目标的整合、提炼与发展”．[1]这一研究有助于教师从课程理念的继承、发展与创新的角度看待物理核心素养．彭前程则从具体的教学要求出发,就如何理解和把握物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任提出了自己的见解．[2]邢红军在深刻反思物理核心素养不足的基础上,从核心素养的内涵、特点与价值取向出发,结合物理学的学科特征,厘清物理学科核心素养的组成要素,从“物理知识与物理方法、物理思维与物理技能、物理思想与物理观念、科学精神与人文精神”[3]四个层级八个维度重构物理学科核心素养．这一模型对物理教学理论与实践均具借鉴意义．

二是对2017年版课标的整体解读．廖伯琴就一线教师关切的问题如课标的亮点、课程结构、教学目标设计、科学态度与责任的落实等进行了解析,指出教师“应站在为了学生的发展,为了国家强大、民族兴旺,为了全人类文明进步这样的高度进行物理教学,为全面实现物理课程的功能做出努力”．[4]马亚鹏等通过研读课标文本发现,新课标具有“凸显物理课程的育人价值,反映物理课程与教学论的最新成果,优化高中物理课程结构,明确制定学业质量水平标准,增强课程标准的可操作性等显著特点”,[5]结合物理教学实践提出转变教学观念、强化科学实践、落实学业质量、创新物理文化等课程实施原则．

三是对新旧课标的对比分析．赵坚、马亚鹏从课程标准的框架、课程性质与理念、课程目标、课程结构、内容标准、实施建议等方面做了详细的比较,[6]这一对比研究便于教师从宏观的角度把握课程标准的连续性和发展性,从个中表述的变化中领会课程标准的要求．彭前程着重对比分析了内容标准的变化,详细列举了内容标准中增加、删除及调整的条目,并分析了变化的原因．[7]这一分析清晰明了,有助于引导教师领会课程内容,优化教学思路．曹宝龙尤为关注评价体系的变化,对评价体系的创建、教学提示的创设、模块学业要求的设置、学业质量水平和课程评价体系的运用做了深刻的解读．[8]

总体上来看,对课标的解读还停留在对文本的宏观分析,对课标的实施也仅仅是提出了一些原则性的观点和思路,还缺乏更为细致的学理分析和实践案例的支撑．

2.2 高考物理改革与应对

继浙江、上海实施高考改革新政后,陆续有一些省市也加入了改革的试点,但也有一些省市由于“条件不成熟”等原因宣布延迟实施新高考,表明教育行政部门面对高考改革的审慎、理性与负责的态度．《中学物理教与学》持续关注新高考对物理学与教的变化,分别于2017年和2018年的第4期以专题的形式转载了相关研究成果．

针对浙江等地选考物理人数下降这一现象,朱邦芬院士在实地调研的基础上,认为新高考在制度设计上未能考虑到“学好物理所需精力”、“选考物理学生比选考其他学科学生的优秀程度”等因素,使得选考成为“田忌赛马”式的博弈,是对选考物理的学生实质上的不公平．对此,他提出了短、中、长期的改进措施．[9]就短期而言,他指出了“增加高中物理课的必修学时,改进必修授课内容;报考理工科的学生必须考物理;增加物理在高考录取中的权重;等级赋分时增设考生优秀群体的权重因素”等建议．

对于等级性考试赋分方法,一些专家和教师从制度设计的角度进一步提出了详细的修正办法．黄恕伯分析了21世纪初广东省选考赋分政策及其后果,用历史经验和实证数据表明目前新高考改革中提出的计分办法是一种错误方法．[10]作为补救方案,他提出了高考选课科目计分方式的“分指标”(FZB)模型,并对其理论依据、操作方法、实践检验进行了说明．也有研究从教育测量的角度提出了动态赋分的办法,[11]以期通过制度设计的调整改变学科失衡的现象,维护高考实质公平．

高考新政对物理学科的冲击也引发了对物理教学价值的深入思考．学生为什么要学物理?一个共识性思考是提高学生的科学素养．潘苏东认为物理学科由“神坛科目”演变成“平民科目”可以免去其承受过重的负担,更有利于发挥物理学科培育科学素养的功能．[12]相比较其他学科,物理学习有助于思维品质的养成,解决问题方法的掌握和科学本质的领会,对学生发展具有不可或缺的作用．因此,改革后的物理教学内容应降低深度而增加广度,高考命题则应适当降低“数学应用题”的比例．

2.3 物理观念研究

物理观念居于物理核心素养的首位,引起了物理教育界的极大关注,不仅是物理教师,物理教育研究者也普遍表示物理观念“不好把握”．什么是物理观念?它与物理知识有什么关系?物理观念有什么结构?怎样促进学生建构物理观念?这些问题的解决无疑对物理核心素养目标的落实具有重要意义,因此,物理观念已成为物理教育研究的重点和热点．

罗莹基于哲学的视角,在知识和观念的辨析中明确了物理观念的意义,认为“知识往往与事实相联系,而观念则与观点相联系”,进而指出,观念是“在一系列相关的观点基础上经对其的概括提升构成的体系”．[13]和物理知识相比较,物理观念是一个更为上位的概念,即物理观念是在物理知识的基础上建立的,同时,物理观念能够促进与引导物理知识的发展．梁旭则更加倾向于从教育心理学的角度看待物理观念,认为2017年版课标将物理观念作为核心素养之一是“观念所包好的个体性与学习的特性——个体性是相吻合的”．[14]他对物理观念的结构分析得出观念、子观念和观念的组成部分构成了观念的结构,经细化后发现课标中提出的物质观、运动与相互作用观和能量观能够涵盖所有高中物理学习的内容．续佩君、宋诗伟梳理出每个物理观念的基本内涵,并对中学物理课程中传授这些观念的深度和广度提出了基本的要求．[15]

至于物理观念的形成与教学策略,实践中亦有一些尝试．梁旭指出物理观念的学习需要经历从“具体事例→物理概念规律→观念组成部分→子观念→观念”这一结构化过程．有研究基于协同学视角分析能量观念的培养,[16]还有研究则根据学业质量水平对物理观念的划分,具体提出物理观念的教学策略．[17]这些研究均表明,物理观念的形成不是一蹴而就的,需要明确不同层级结构中的观念的相互联系,提炼并形成观念系统．

2.4 科学论证教学

科学论证是论证思维在自然科学领域的运用,其内涵是利用证据建立科学的理由以支持科学主张,科学论证在科学研究过程中具有不可或缺的作用,科学理论的建立,科学家为科学理论被科学共同体所接受而做的辩护都离不开科学论证．基于科学论证的物理教学就是将科学活动中的论证引入物理教学,引导师生像科学家一样开展基于证据的论证活动以发展学生的科学思维能力．《普通高中物理课程标准(2017年版)》明确将科学论证作为科学思维的主要内容纳入物理学科核心素养,足见其重要性．目前,我国物理教育研究界对科学论证教学的研究尚处于起步阶段,主要体现在基于科学论证的教学设计模型研究和学生科学论证能力培养两个方面．

在科学论证教学设计模型研究中,有研究者引介了论证驱动的探究教学模型(Argument-Driven Inquiry Instructional Model),即ADI教学模型,包括确定任务与问题,设计探究方法、收集数据,分析数据、形成初步论证,论证互动,明确的反思性讨论,撰写研究报告,双盲小组同伴评审,修改并上交研究报告八个阶段．[18]新版ADI模型将科学探究和科学论证整合在一起,重视证据的收集和分析论证,利用科学论证推动科学探究教学．另外,该模式引入同行评议、要求学生撰写研究报告,对提高学生科学写作能力以及理解科学本质有重要促进作用．弭乐、郭玉英将概念学习进阶和科学论证相整合,提出了一个教学设计模型,该模型主要分为大概念、问题、科学概念、科学论证和整合发展五个部分,“以科学概念层级的进阶发展为主线,在概念进阶的关键点上渗透不同水平的论证活动,同时注重教学策略(例如口头论证、书面论证等)的运用,促进学生概念理解和论证能力的协同发展”．[19]对能量概念的准实验教学研究表明该模型有利于落实物理学科核心素养课程目标．

在学生科学论证能力培养方面,目前的研究还处于划分科学论证能力水平的阶段,鲜有具体的实践研究．郑颖等参照SOLO分类理论,以“整合”的思想将SOLO分类理论与科学论证能力的不同层级水平进行有机联系与组合,划分了高中物理科学论证能力的认识表现层次,[20]为学生科学论证能力的测评提供了分析框架．

2.5 物理单元教学设计

由于核心素养具有综合性、发展性和实践性等特征,单元教学设计因其超越课时教学设计的“知识碎片化”而备受研究者青睐,被称为“撬动课堂转型的一个支点”．何为单元?不同学者有不同的看法,陆伯鸿认为单元一般指“同一主题下相对独立且自成系统的内容整体”,这些内容的组成应“符合学科知识发展的逻辑顺序和学生的认知规律,有明显的结构化”．[21]许帮正、马宇澄则认为“单元不是指单纯的学习内容单位,是课程单位和学习单位,应包含学习内容、学习目标、学习方法和学习评价”．[22]

单元教学设计的环节和策略,目前还没有统一的“范式”．陆伯鸿认为单元教学设计包含单元教学任务分析、单元教学目标、单元教学重点、单元重点活动、单元作业导引、单元评价建议、单元教学资源选编等环节．这些环节是将系统化教学设计的思路应用于单元教学设计,有其合理性．还有研究将基于理解的逆向教学设计方法用于单元教学设计,这种教学设计策略采用评价设计先于教学的思路,基于学生关于理解的合适证据全面考虑设计教学活动,具体包含确定预期学习结果、确定合适的评价证据、设计学习体验和教学三个环节．[23]冯华提出了以专题为载体的教学设计,专题内容涵盖物理学家为什么提出科学问题、在深化和解决问题过程中的关键情节、在形成结论过程中主要的思维方式和研究方法的精华以及科学结论内涵的深刻思考等．[24]他以自由落体运动专题教学为例,围绕历史背景、科学思维和科学发展的真实图景对物理专题教学设计方法进行了阐明,表明这种设计能够实现“从教学到育人”的转变．

从研究趋势的角度,对单元教材育人价值的挖掘,依据学生认知发展规律对教材内容的优化重组,单元教学资源开发,基于证据的单元教学评估等方面仍有待继续深入探索．

2.6 “互联网+”物理教学

在“互联网+”时代,信息技术对教学的影响持续发生,基于多媒体网络技术的数字化学习的兴起,不断地改变着学生的学习方式,信息技术与物理教学的深度融合被认为是“互联网+教育”在物理教学中的集中体现,智慧教育、智慧教室等新理念逐渐走入教学实践．一线教师对此也做了许多有益的探索．

一是“互联网+”物理学科教室建设．徐兵田介绍了信息技术背景下物理学科教室的设计与规划,一方面将实验室功能融入学科教室,另一方面搭建高速与大容量的信息化网络平台,实现线上、线下资源融合,改变教与学的模式,提升教育质量．[25]谈雅琴、施坚介绍了所在学校“电子技术与高中物理拓展创新”课程基地的情况,基地设有课程基地网站、电子技术展览馆、物理互动体验馆、CAD建模仿真实验室、自制教具实验室和DIS数字化实验室等,依托课程基地创设物理学习环境,促进学生自主学习,增强学生的实践创新能力．[26]

二是互联网支持下的物理教学．教师已不再满足于多媒体网络资源在物理教学中的应用,而是试图通过互联网支持实现教学模式的创新．万飞依据智慧课堂教学的理念,结合物理学科特点,探究总结出智慧课堂教学背景下的概念规律课、实验探究课和单元复习课的教学模式．[27]这些教学模式充分发挥学生主体作用,融合数字技术创新学习方式,促进学生个性化发展．郑行军具体研究了“互联网+”物理习题教学模式,[28]详细介绍了与教学相匹配的后台测评系统,为精准教学提供可借鉴的思路．还有研究介绍了微信支持下的物理翻转课堂教学模式．[29]

三是基于互联网的虚拟与远程实验创新．技术变革促进人们不断开发虚拟实验,有研究介绍了云服务环境下虚拟实验室在物理教学中的应用．[30]云服务虚拟实验室集成了物理教学中的经典实验,并提供了交互式操作平台,可以完成中学物理教学中不易实现的实验,对呈现物理情境与过程亦有重要作用．许炎桥等设计并实现了对光电效应这样的限于器材等原因无法具体操作的实验的异地远程控制,用户可通过互联网技术在线做真实实验,实现资源共享．[31]需要指出的是,让学生动手做实验的教育价值是仿真和远程实验无法替代的,教学中要考虑技术的边界和教育的目标．

3 启示与展望

3.1 物理教育理论的继承与本土化发展

改革开放40年来,我国几代物理教育研究者不断探索,积累了大量研究成果,形成了诸多有影响力的物理教育理论．对这些研究成果的系统梳理以及对重要物理教育理论形成脉络的研究是物理教育思想史研究的应有之义．新时代我国物理教育理论的创新更要重视这些丰富的研究成果,并在中西比较中找到自身的坐标定位,以期实现物理教育理论的传承与本土化发展．期待年轻一代物理教育研究者既具国际视野又有本土意识,既有全局眼光又能细致入微,真正发现、提炼和解决客观存在的物理教育问题,为我国物理教育发展贡献智慧．

3.2 因材施教与学生个性化发展

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》指出,要创新人才培养模式,遵循教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面,以适应国家和社会发展需要．创新人才培养的时代需求下,因材施教与学生个性化发展这一课题历久弥新．尊重学生能力的正态分布规律,正视学生的多元智能,让创新拔尖人才培养与学生的个性化发展相契合,让有能力、有意愿的学生更好地学习物理,而给其他学生学习其优势学科以更大的空间,何尝不是教育资源的优化配置?在优生培养方面,开设大学先修课程是一个不错的探索．如何将这样的课程开设得更好?还有没有其他可行的优生培养形式?这些都是非常值得深入研究的课题．

3.3 物理学业质量评价研究

2017年版课程标准明确提出学生学业质量水平标准,学业质量水平是学生物理核心素养发展状况的重要评价指标．学业质量评价的实施需以评价方式的变革为先导,这是单一的纸笔测试所无法承载的功能．因此,亟须细化评价量表和开发多样化的评价工具．评价量表的细化有助于明晰评价目标,显化评价内容,便于结合具体的物理问题情境测量学生真实的物理核心素养．多样化的评价工具的开发可以从不同侧面、不同角度评价学生核心素养的不同发展水平,使教师获得学生发展的真实证据,以此为出发点调整和改进教学,真正实现课程——教学——评价的一致性发展．