素养视角下高中物理教学热点与趋势研究

摘 要：随着新课改的逐步推进，高中学科教学也呈现出新面貌.为探究我国近十年来高中物理教学研究的热点与走向，利用可视化网络分析工具CiteSpace5.5.R2，以2010-2020年知网收录的相关文献为研究对象，进行研究的时空分布、热点和趋势等可视化分析，以期为素养导向下的高中物理教学研究提供参考.

关键词：高中物理;素养;可视化分析;教学热点;趋势研究

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）09-0007-03

作者简介：瞿林云（1993-），女，江苏南通人，硕士，中学二级教师，研究方向：中学物理学科教学、科普教育.

素养教育是新时代对教育所提出的新要求.早在1996年，联合国教科文组织发布《Learning： The Treasure Within》报告，提出“终身教育”的观点[1]，倡导21世纪社会公民应具备“學会求知、学会做事、学会共处、学会生存”四大终身学习理念.1997年，经合组织启动DeSeCo（Definition and Selection of competencies： Theoretical and Conceptual Foundations）项目，对各国的核心素养建构进行了一系列研究[2].2005年，联合国教科文组织与经合组织共同发布了《发展教育的核心素养》报告，明确核心素养的七个维度，并以此来规划青少年的学习框架.

我国教育部在2014年颁布了《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，首次在国家级的文件中正式提出“核心素养”这一概念[3]，提出加快推进考试招生制度改革，强调学生发展的综合考察.同年，国务院颁布的《关于深化考试招生制度改革的实施意见》拉开了高考综合改革的序幕.随着新一轮课程考试改革的逐步推进，素养教育开始逐步渗透于各学科的教学实践.2015年，教育部颁布的《普通高中物理课程标准修订稿》指出：“物理的核心素养是学生在接受物理教育的过程中逐步形成的适应个体终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学科的学习内化之后产生的具有物理学科特性的关键品质[4]”.经过两年的实践，修订后的《高中物理课程标准（2017年版）》，正式定义物理学科核心素养的四个方面，即“物理观念”“科学思维”“科学探究”以及“科学态度与责任"，并对各层级水平进行评价说明[5].随着该研究的不断开展，笔者试图采用量化的分析方法，基于2010-2020年相关的教学研究成果，对素养视角下，高中物理的研究推进、热点和趋势进行分析和总结，旨在全面地把握该领域内的最新研究动态，从而更精准地聚焦物理核心素养的深度研究.

1 研究方法与数据

本文中的数据源自中国知网（CNKI）数据库，通过高级检索系统，选择主题词为“高中物理”并含“素养”，检索从2010年1月1日至2020年12月31日发表的文献，得到了4053条，经人工筛选最终获得数据4006条.采用信息可视化分析软件CiteSpace 5.5.R2分析包括机构来源、作者、关键词、研究前沿等信息.该软件由美国德雷赛尔大学的陈超美教授于2004年开发，其版本不断更新，成为知识分析领域最常用、最具影响力的研究工具[6].

2 时空知识图谱及其分析

2.1 时间分布情况——载文量分析

年度刊载文献量是反映研究领域动态的重要指标，在一定程度上呈现出该领域的研究热度变化.由图1可看出，2015年之前，相关研究热度偏低，处于小幅增长状态.随着2015年-2017年新版《普通高中物理课程标准》的颁布和修订，物理素养教育相关的研究迅速升温.2017年之后，相关发文量增长迅速，到2020年有所缓和，但年度发文量仍维持在千篇以上.

2.2 空间分布图谱

根据对研究机构和作者的网络分析，可以窥探出该领域内的研究力量分布及合作情况.分别对机构和作者进行共线分析，生成合作网络图谱.图谱中节点字体和年轮的厚度的大小与机构发文量成正比，年轮的颜色反映发文的时间，黄色为较早的年份，红色为最近的年份.节点之间的线条代表合作关系.

通过机构合作和作者合作网络图谱（如图2和图3），可以发现，素养教育一直是高中物理教育讨论的话题，国内的师范院校和重点高中是发文的主力军.其中，安徽师范大学（13篇）、扬州大学（10篇）和江苏省太仓高级中学（10篇）为该领域内的领先机构;董友军（12篇）、廖伯琴（8篇）、任虎虎（8篇）为高中物理素养教育领域的领军人物.此外，图谱显示出无论是研究机构还是作者的合作均较少，缺乏校际合作，尤其是高校与中学之间的研究几乎无交流.

3 内容知识图谱及其分析

3.1 关键词共现网络图谱

关键词是文章主题的高度概括及凝炼，往往是一篇文章的核心与精髓.因此，通过对频次高的关键词进行分析，可以一定程度上确定研究领域的热点.

关键词之间的连线表示这两个词常会出现在同一篇文献，连线的粗细代表共现的频率强度，越粗代表共现越频繁.同样可以发现（如图4）核心素养是高中物理研究长期关注的话题.随着核心素养研究在国内的发展，越来越多的研究开始从物理核心素养的内涵、学科教学策略、培养路径等具体环节展开更为具体的研究.

在关键词共现分析的基础上，进一步进行聚类分析，每个聚类由关系紧密的高频词组成，在聚类图中黄色依旧表示较早的年份，红色表示最近的年份，标签数字越小，聚类中包含的关键词越多，聚类越大.本研究共形成10个聚类标签（如图5）.其中，聚类#0 “创新”为最大的聚类;聚类#1“物理教学”标签下主要聚焦于“培养”“物理学史”“教学策略”相关的研究;稍早的研究关注实际教学，随着物理学科核心素养的推广，近年来涌现的研究关注学习科学、强调创新性，同时也注重与国外相关研究的交流与融合.

3.2 研究前沿關键词时序图谱

在关键词共现图的基础上还可以形成关键词时序图（如图6）.起初高中物理对于学科素养的研究聚焦于具体的课堂教学，2015年后，随着新课标的修订，研究者们致力于基于核心素养的理念建构与教学策略、培养途径和教学实践等方面的研究.

进一步筛选出突现的关键词，即在某段时间出现频次显著高于其他年份的词.本研究中共检测到20个突现词（如图7）.“科学素养”“高中物理教学”“物理教学”“物理课程”“新课改”“人文素养”“新课程”“物理素养”“人文精神” “高中物理实验教学” “素质教育”“信息技术”是早些年的研究方向，该类研究主要针对现状，对如何将素养教育融入物理教学展开探索性的讨论.2014年后，随着核心素养在国内的推广，“物理学科”“物理思维”“学习素养”“高考物理”“内涵”成为研究的热门，研究者对物理学科下的素养教育赋予更准确的内涵，顺应新高考改革的同时进一步细化培养路径.

4 结论与分析

研究表明，高中物理教学从未停止对学生素养教育的关注.尤其是近五年，随着素养教育在国内的渗透，高中物理在素养教育方面的研究呈现一派活力.尤其是在新高考改革开启和物理课程标准修订之后，物理核心素养的地位凸显.有关物理素养教育研究的年发文量持续增长，已突破千篇.虽然2020年的发文量有所回落，但幅度并不明显.

在研究的力量分布方面，研究机构和学者大多集中在师范院校和重点高中.各机构之间、发文作者之间的合作力度较弱.随着新一轮教学改革的推进，合理搭建学术交流平台，尤其是加强大学与中学的合作，将有利于促进高校理论研究的成果落实到现实教学的进程，加快物理核心素养的本土化.

在研究热点和类型方面，关于高中物理素养教育的研究涉及学科核心素养、科学素养、教学策略、实验教学、课程标准等主题.不仅有对教学策略的深度思考，还重视学生学习过程中学习深度的挖掘.不仅具备国际视野，还着眼于教学实践中的学科创新;不仅对常规教学策略进行了讨论，还对易忽视的实验教学和物理学史部分展开思考.整体呈现出全学科展开，多维度探索的特点.

在研究发展和趋势方面，研究的主题经历了由抽象的教学策略讨论向具体的教学模式探索;由关注教师的教学方法向关注学生的素养养成过渡;由传统教学规律下的逐步发展向高考政策引领下的加速推进转变.2014年后，随着新一轮课程改革的全面推进，核心素养成为各个学科研究的焦点.物理也不例外，不但衍生出“物理思维”“学习素养”“内涵”等新主题，还紧扣高考改革步伐，将教学模式转变与高考评价机制相统一.可以预见，随着学科素养理论研究的逐步完善，研究视角会从理论进一步落实到实践，研究对象将从课堂教学转向学生学习，研究方法将势必从定性讨论转向定量分析，从而实现对培养途径和学习深度的系统分析.

参考文献：

[1]European Council.Lisbon Eropean Council 23 and 24 March 2000 Presidency Conclusions[EB/OL].http：//www.europarl.eu/summits/lisl_en，2000-09-04/2013-01-01.

[2]张钟文.核心素养理念下的初高中物理教学衔接研究[D].南昌：江西师范大学，2020.

[3]中华人民共和国教育部.教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见[N].中国高校人文社会科学信息网，2014-04-25.

[4]胡东明.高中物理教材中以培养学科核心素养为目标的习题分析[J].物理通报，2017（S1）：12-14.

[5]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[6]陈悦.引文空间分析原理与应用[M].北京：科学出版社，2014.

（收稿日期：2021-03-03）