中学物理教学学术能力研究

马亚鹏

核心素养着眼于对“未来人”的美好期许，核心素养的培育归根结底要植根于真实的教育实践情境之中，这将逻辑地导向对教师的教学观念、学科素养和课程能力的重新审视，即基于核心素养的课程实施必将对教师的教学学术能力提出更高的要求。有鉴于此，本文就中学物理教学学术的几个基本问题展开论述，以期对中学物理教师的教学学术能力发展有所裨益。

一、中学物理教学的学术性

在进行深入探讨之前，有必要先考察实践情境中物理教师的教学能力。“说课——上课——评课”是中学教师参与学科教学的最基本的实践样态，从中可窥见教师专业发展的现状。以某省的“优课”评比为例。在说课环节，几乎所有教师分析教材时仅能从知识点的前后顺序上说到“力的分解”具有“承前启后”的作用，仅一位选手对教材的逻辑结构和编写特点予以分析。多位教师在陈述教学目标时规范意识不够，多次使用“培养学生……”、“使学生……”等语句。教学重、难点分析则完全随心所欲，如“力的合成”教学中，有人认为“探究求合力的方法”为难点，有人则认为“平行四边形定则”为难点。在教学过程中，多位教师的课堂教学缺乏明晰的逻辑线索，知识内容的给出缺乏明显的证据与论证。不仅如此，逻辑的谬误时有发生，如在力的合成教学中，有人竟然采用虚拟实验验证平行四边形定则。评课环节亦有不足，一些评委在评课时缺乏将授课内容纳入中学物理课程整体之中考量的意识，仅能从教学经验的角度谈一些主观的感受，无视教学目标、脱离教材、不考虑学情的现象比较突出，笔者将这种现象称之为“课堂教学的评价游离于目标之外而变成自我喜好的空谈”。［1］

认真分析不难发现，其产生的原因既与长期以来教师的培养模式有关，又与中学教学唯应试教育的实践取向不可分割。教师的职前培养早就有“师范性”与“学术性”之争，这种争论由于忽略了“中学学科教学”本身，导致了“实践上的低效”。［2］在职培养的情况也不容乐观，一是培养方式封闭，新入职的教师学会教学的历程主要靠年长教师的“非系统性”的指导和自我“非专门化”的探索。二是继续教育学习效果不佳，多数培训的主题聚焦于教育改革新理念和新教学模式的解读，但对如何实际操作不甚明了。最根本的是，此类培训缺乏与具体学科教学相结合，难以对教师的专业发展起到实质性的促进作用。三是唯应试教育的消极影响，多数物理教师入职后即被应试教育所羁绊，他们在确定教学目标、选择教学内容、开展教学评价时，均以中、高考试题为参照，教学被中、高考复习资料绑架的现象严重，久而久之，便丧失了从更高视角看待物理教学的意识。

对上述现象及成因的分析表明，教师专业发展的问题依然突出。斯腾豪斯（L.Stenhouse）“教师即研究者”的宏论启示我们，教师的专业发展必须打破封闭（有时是自我封闭）的困境，应当从经验教学走向教学学术。中学物理教学学术，首先是一种把物理教学看成是学术的态度，把教学看成学术，是教学工作具有专业性的前提，而教学的专业性，是教师作为专业人员的根本保障。其次，教学是一个专业领域，仅凭教学经验的总结是无法触及教学的本然面貌和基本规律的。教学学术则不同，其以问题为导向，采用合理性的方式对问题展开探究，通过思辨、论理、实证、质化等方法，形成对问题的理论认识，这一点与一般的学术研究并无二致。第三，物理教学学术与其他学术领域的一个重要区别是，物理教学学术具有鲜明的物理学科特点，它以解决物理教学问题为旨归，密切围绕物理学科回答“教什么”“怎样教”“为什么教”的根本问题。最后，物理教学学术具有实践性，物理教学理论的生发离不开具体、生动、鲜活的教学实践情境，正是在对实践情境的反思性探究中，才能体现教学学术的创造精神，并在此过程中训练教师的洞察力，增长教学智慧。

二、中学物理教学学术能力的构成

依据现代认知心理学对能力本质的研究可知，教学学术能力主要是后天习得的。本文将中学物理教学学术能力定义为：在中学物理教学学术活动中习得的独特的认知结构和顺利完成中学物理教学学术活动所需要的关键行为方式，可从认知和行动两个维度厘定其组成要素。认知维度的能力是指教师在长期的学习和教学中形成的认知结构，依次表现为物理学科专业知识、物理学科教学知识和物理教学学术观念；行动维度则为参与物理教学学术活动的关键技能，根据物理学的学科特点和教学实践活动的需要，划分为物理科学实践能力、物理教学实践能力和物理教学论文写作三个要素。由此可构成一个“两维度、六要素”的中学物理教学学术能力结构模型，如图1。

图1 中学物理教学学术能力结构模型

（一）物理学科专业知识

通常将教师的物理学科专业知识称为本体性知识，认为教师应拥有扎实的学科专业知识，这当然是对的，但由于对本体性知识及其组织缺乏更为细致的研究，人们才会未加反思地认为“大学物理系的毕业生教中学物理是没有问题的”。实际上，即使是知名大学的毕业生，其物理学科知识结构的缺陷依然会对他们的教学造成不小的障碍。如某校教师招聘试讲中，应聘者讲惯性定律时两次提到笛卡尔对伽利略观点做了补充，当评委在问答环节问及笛卡尔做了什么样的补充时，则全然回答不上。这说明，教师对物理规律建立过程中蕴含的物理思想并不了解，而“对物理学所蕴含的丰富物理思想和特有思维方式的明确阐释或深刻诠释，乃是一门物理学课程学术水平的重要体现。”［3］对于物理教师的学科专业知识，有必要借用施瓦布（J.J.Schwab）的“实质结构”（substantive structure）和“句法结构”（syntactic structure）加以区分。物理学科知识的实质结构指概念、规律、原理等被组织起来、用以体现具体的物理事实的组织方式，句法结构则是一组用于区别真理与谬误、有效与无效的方式，更多的指物理知识的证成方式。物理教师更要掌握物理学科的“句法结构”，以便于理解物理理论的合理性，即不仅需要知道“是什么”，还需要进一步理解“为什么”。

（二）物理学科教学知识

在教师知识研究中，舒尔曼（L.S.Shulman）的学科教学知识（pedagogical content knowledge）关注学科知识的教学维度，是一种与“可教性”（reachability）最密切相关的内容知识。［4］（P138）物理学科教学知识包含了物理学科的核心主题如力和运动、能量等最有用的表述形式，最有力的类比、图解、例证、解释和演示，即其包含了使物理学科被学生理解的各种方式。物理学科教学知识还包括理解促使某一物理学的具体主题变得容易或困难的原因，即学生的前概念、迷思概念（mis-concept）等。显然，教师的物理学科教学知识对迷思概念及其转化、教学内容的有序组织以及有效教学策略的选择起着决定性的意义，理应成为物理教学学术的核心要素。以高中物理欧姆定律的教学为例，学生在初中时已通过科学探究习得了欧姆定律的内容、表达式，高中物理再次学习这一内容时，如何确立恰当的教学目标和适切的教学策略以避免简单重复初中的内容，则需要教师丰富的物理学科教学知识加以判断。新手教师往往重视通过小组探究分别研究电流与电压、电流与电阻的关系，经过论证得出欧姆定律的表达式。专家型教师则在实验基础上通过绘制不同导体两端电压与通电电流之间关系的图象（即U-I图象）来精确定义电阻，进而严格给出欧姆定律的内容、表达式，并通过描绘不同导体的伏安特性曲线（I-U图象）得出欧姆定律的适用条件，最后还介绍了非线性元件在现代电子技术中的广泛应用。［5］显然，两种教学的高下一目了然。

（三）物理教学学术观念

物理教学学术观念指对物理教学学术的总体看法，主要包括把中学物理教学看成学术的意识，以学术的眼光审视物理教学理论与实践的境界，用学术的方法解决物理教学实践问题的态度。物理教学学术观念是极其重要的，它反映了教师深层次的认知结构与思维方式。曾有物理教学论研究生拟研究将学生的物理实验报告由传统的验证性实验报告升级为探究性实验报告。笔者在参与课题论证时曾提出观点：验证还是探究在实验报告的具体形态上并非泾渭分明的，在教学实践中能否真正体现科学研究的韵味，其实取决于教师的教学观念，如忽略这种观念的先导性而单纯更改实验报告的形式，是达不到预期目标的。也就是说，其真正的难点并非在技术操作上，而在于教师的教育理念。由此可见，物理教学学术观念就是要在更为上位的层面上规范物理教学问题的方向，为更好地发挥物理学科的育人价值提供先导，同时也在深层次上塑造着物理教师的精神气质。这一观点迄今为止仍未被学术界广泛认同，使得中学物理教师的教学研究通常在“术”的层面徘徊而没有真正上升到“法”的境界。

（四）物理科学实践能力

物理学是以实验为基础的自然科学，实验定律的发现，物理规律的检验，均离不开物理实验，因此，物理实验在教学中就具有独特的作用。近年来，国际科学教育的实践转向和STEM课程的开发等进一步彰显了物理科学实践的重要性。STEM是科学、技术、工程和数学（Science，Technology，Engineering and Mathematics）英文单词首字母的缩写。“STEM课程旨在使学生参与以活动、项目和问题解决为基础的学习，它提供了一种动手做的课堂体验，学生在应用所学到的数学和科学知识来应对挑战时，能够创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。”［6］STEM课程超越了食谱式（cookbook）的科学探究教学路向，注重在实践情境中通过模型、数据、论证、合作等科学实践方式解决科学和工程中的问题。STEM非常强调工程设计的重要性，把数学和科学思维相结合，以提高学生的综合科学能力。因此，STEM课程对物理教学实践带来了丰富的想象空间，也对物理教师提出了更高的要求，教师不能再满足于根据实验室现有的仪器进行演示或验证实验，也不能满足于对现有实验方案和仪器做一些修修补补的改进工作，而要从STEM课程研发的视角，开展基于项目的科学实践活动，在设计研发的过程中体会科学实验与理论的关系，全面准确地理解物理科学的本质。由此可见，物理科学实践既具物理学科特色，又具学科整合性，理应成为物理教师教学学术能力的核心要素之一。

（五）物理教学实践能力

物理教学实践能力的核心是教学技能，将其纳入教学学术是合理的，因为“教学技能是教学学术得以实现的逻辑路线”。［2］教学技能兼具规范性和个体性，是技术性与艺术性的统一。这里的技术性指明了“教学技能是构成教师职业的重要内容之一，因为它不仅是教师职业区别于其他职业的最基本方面，而且需要专门的训练和培养。”［7］（P1）艺术性则说明教学技能具有鲜明的个性化特征，具有个体差异性。笔者曾以“做菜”比喻教学，一般而言，做同一道菜所使用的食材和佐料大体相同，但不同的人做出来的菜口感相差很大，有的人做的菜难以下咽，有的则色香味俱全，上课与其何其相似。笔者在观摩“同课异构”教学研讨活动时，多次感慨教学技能的高低对教学成败的影响。同样的教学内容、相同的演示实验和相似的教学设计，不同教师的课堂表现迥然不同，有的妙趣横生，有的却索然无味。由此可见，教师只有系统化地接受教学技能的训练，才能在实践中探索符合自身特点的教学风格。

（六）物理教学论文写作

物理教学学术性的集中体现是教学学术同一般的学术研究一样，具有交流、传播的功能，这一功能的发挥与教学论文的写作密不可分。然而在教学实践中，对教学论文写作意义的认识还远远没有达成共识，教师对其亦有“畏难”情绪，甚至有相当数量教学水平很高的教师不会或写不出像样的论文，其精湛的教学技艺未能加以提炼，实在是非常遗憾。皮亚杰认为，智力发展是一个主体的自我建构过程，其发生的起点和发展的基础是主客体之间的相互作用，也即动作或行为。动作分化的内向发展称为内化建构，把外向发展称为外化建构。内化建构是指主体动作结构从外部层次投射到内部层次，如实物运算内化为概念运算。外化建构则相反，是主体内部的图式投射到外部层次上去，如将逻辑数学运算归属于物理实体形成因果解释，再将根据这种因果解释做出的技术设计外化为实际的技术创造。由此可知，教师解决物理习题属于典型的内化建构，撰写教学论文则属于外化建构，这是两种不同的认知方式。正是在此意义上，有研究指出，“会不会写论文是研究者与教书匠的区分标准”。［8］通过物理教学论文撰写，教师综合运用物理学科知识、学科教学知识、心理学以及科学史哲（HPS）等，聚焦物理教学理论或实践中存在的疑难问题，系统地收集资料并展开论证，形成新的理性认识，从而丰富物理教学学术成果，并在此过程中，教师的主观能动性得以彰显，创造力得以发展并发挥作用。

三、中学物理教学学术能力的培育途径

（一）基于问题的专题研究

教师的教学研究常因深度不够、水平不高而备受“诟病”。多数教师参与研究的动机并非以解决物理教学问题为主旨，往往是在需要“评职称”前写一点东西，缺乏深入、扎实开展教学研究的“志趣”；在研究的主题上，不能持续关注某个（些）问题，“打一枪换一个地方”的情况较为多见，由于研究缺乏持续性和连续性，往往表现为深度不够。此外，广大一线教师在职前（后）教育中未能接受教学研究及论文撰写的系统训练，导致在论文写作中“空喊口号”“乱套术语”的现象突出。教学研究技能的训练不足进而影响投身研究的“意愿”，形成“畏难”情绪也就是自然的事情了。因此，要切实提高物理教学学术水平，就需要改变上述不良倾向，扎实开展基于问题的专题研究。基于问题的专题研究无非包含两个方面，一是要善于发现有价值的问题，二是对问题的探究不宜浅尝辄止，要下扎实的工夫，以便形成系统的认识。有学者将中学物理教师的教学研究按主题划分为“物理学科知识研究、实验设计与创新、教材编纂与分析、教学设计研究、教学方法与策略总结”［9］等五个方面，这种分类有其合理性，但在具体研究中仍有待细化。

（二）持久的反思性教学实践

物理教学学术的实践性特征势必要求开展反思性实践活动。教学过程是师生文化、社会实践的过程，前述对教学技能技术性和艺术性的反思所揭示的，就是教学学术与教学研究要超越单一向度的“理论指导实践”的技术理性话语，并充分认识到教学实践的变动不居与复杂混沌性（chaos）。在这个意义上，教师个体的教学实践具有独特性，并不存在统一的模式和相同的样态。因此，教师欲提高教学学术水平，就需要关注并系统反思自身教学实践情境中形成的“见识”及其背后的“思考方式”。近年来，学术界对教师“实践性知识”及其形成机制的研究业已揭示出“实践性思考方式”有如下特征［10］（P299）：（1）实践中的即兴性思考；（2）对于不确定状况的敏感，主体的参与和对问题表象的熟虑态度；（3）实践性问题的表象与解决中多元视点的综合；（4）临床地建构实践情境中所产生的问题现象相互关系的语脉化的思考；（5）基于教学展开的固有性不断地重建问题表象的思考方略。可见，这种思考方式本身就是一种高超的技艺。事实上，资深教师所表现出的正是对教学事件的一种反省性的洞察力。从这种立场出发，教师通过以经验的反思为基础，成为面向学生创造有价值的某种经验的“反思性实践家”（reflective practitioner）。显然，“反思性实践家”的教学学术能力并非在教学中自发形成的，而是在教学实践和有意识地反思中建构而成的。因此，关注实践情境，对问题保持敏感的心，及时反思并与理论、同行、学生对话，逐步建立自己对教学问题的独特“见识”，是提高教学学术能力的关键所在。

（三）在专业学术期刊发表学术论文

从皮亚杰内化建构和外化建构的角度分析得出，撰写物理教学论文是物理教学学术能力的要素之一，因此，在专业学术期刊发表论文既是教学学术水平的体现，又是提高教学学术能力的途径。学术发表的意义与价值不容小觑，学术作为公器，“不仅指学术研究为公共福祉和公众服务，也是指学术研究是一种公民交流各种真知灼见的方式。”［11］（P266）因此，学术论文的发表则意味着学术研究的公共性，是研究者参与学术共同体对话的过程。在主流期刊发表学术论文就是“运用语言的公共性和普遍性意义，把证据、理据与主张联系起来，辨明关系和道理，从而使研究结论建立在坚实的理由之上。”［11］（P266）显然，论文发表与实践中广泛存在着的各种评奖论文在品格上是迥异的。就评奖论文本身而言，因其未公开发表的特点，使其已失去了学术论文的公共性和“对话”功能，评奖论文与教师的职称晋升等相联系，实则无益于教学学术的发展，也无益于教研生态文化的重建。而在专业学术期刊发表教学研究论文则不同，从投稿、发表及发表后引起的学术讨论等，是研究者“走进”学术共同体的姿态，同时也是检视、反思自己的学术主张和论证逻辑的过程，这无疑有助于增进研究者的学术能力。任何一个历经多次投稿、不断被拒并最终发表，以及发表后接受过同行讨论与质疑的作者，都能切身体悟到这一过程对自身学术能力提升所起的不可或缺的促进作用。

（四）培育教学学术文化

中小学教师相对封闭的专业成长环境，塑造了相对狭隘的学术文化，比如在一些公开课或听、评课活动中，“专业性不强、指向性不明、参与度不高”［12］等问题突出，不仅如此，多数情况下听不到就具体教学中存在问题的批评，对相关问题的讨论与争锋更是鲜见，“一团和气”背后显现的是学术文化的阙如。教学学术文化与一般学术文化相似，其最根本的精神动力是科学精神，就是竺可桢先生所讲的“不计利害、只问是非”的精神。科学精神的核心在于理性的怀疑和批判精神，理性的怀疑与批判则意味着在学术问题面前没有真正的权威，只有相互的研讨以及对各种言说合理性的辩护。这里的研讨、怀疑与批判并不涉及任何个人的私见，更与个人的品格等无关，即不能认为年少者对年长者观点及论证合理性的批评是“自以为是”、“傲慢自大”甚至“大逆不道”。在学术讨论中，我们应该时刻忆起亚里士多德“吾爱吾师，吾更爱真理”的箴言。因此，为了提高物理教师的教学学术水平，为保障“教师与其同伴间的相互学习”［13］的顺利开展，从文化的角度出发，则必须大力培育教学学术文化，无论多大规模、何种形式的教研活动，都应当弘扬科学精神，倡导真理面前人人平等的理念，并且在辩理研讨的过程中，真正形成风格鲜明的“学术共同体”，使得物理教研活动成为分享经验与智识，成就教师自我的教学学术活动，唯有如此，才能达成中学物理教师的教学学术文化。

（感谢首都师大邢红军教授对本文的指导！）