核心素养视角下中学物理教学设计的现状分析及启示——基于《物理教师》2016—2020年文献的分析

李 楠 张 静* 汤祖军

（1.长江大学物理与光电工程学院物理教育研究所，湖北 荆州 434023；2.荆州市实验中学，湖北 荆州 434023）

物理学科核心素养已成为21世纪物理课程改革的方向盘，与教学内容的融合正是核心素养扎根物理课堂的关键，优化教学设计则是其首要任务.［1］教学设计类文章一直受到中小学教育类期刊的青睐，伴随着物理学科核心素养的提出，围绕核心素养开展中学物理教学设计逐渐成为关注的热点.本文通过对《物理教师》2016—2020年涉及核心素养的教学设计文献进行分析，在核心素养视角下剖析总结中学物理教学设计的发展现状，以期为未来教师开展教学设计和相关研究提供参考和启示.

1 数据采集

期刊文献具有较强的时效性，能够较好地反映中学物理教学设计的动态.本研究选取《物理教师》这一具有广泛认可度的中等教育类核心期刊.在中国知网数据库中，以“教学设计”为主题词进行检索，以2016—2020年为检索范围，初检显示条目为151条，继而逐条筛查，剔除不符合需要的条目64条，确定涉及核心素养的87篇文献作为研究对象.在数据分析阶段，采用内容分析法，对研究样本作量化分析及质性研究，从文献作者、设计角度、设计特色、框架结构等维度进行分析.

2 中学物理教学设计的现状分析

分析核心素养教学设计文献占教学设计主题总文献数的比例发现，核心素养教学设计文献所占百分比从2016年的20%增加到2019年的73.3%（见图1），呈逐年递增的趋势.2020年占比虽略有下降，但变化相对平稳，且自2018年开始占比始终在50%以上，表明近3年来围绕核心素养开展教学设计成为中学物理教学设计的热点.

图1 涉及核心素养的文章占比统计

2.1 文献作者分析

2.1.1 作者来源分析

以第一作者的第一单位对作者来源进行统计分析，文献作者所在单位主要涵盖了相关教育部门与研究机构（统称为教研部门）、高校和中学3类.［2］研究结果显示，62篇文献作者来自各地中学，中学教师是教学设计类文献的主力军（见图2），其次是高校作者，发文20篇，教研部门仅发文5篇.

图2 作者来源数据统计

2.1.2 合著者分析

文献合著是科研合作的重要形式，合著情况在一定程度上反映着教育教学各单位的科研合作程度.［3］由表1可知，一半以上的文献为独著，其次为2人合著，3人及以上合著不足总数的15%.进一步深入分析合著者来源（见表2），合作最多的是高校成员间的合作，其次为中学和高校间合作，而教研部门与高校间的合作尚未开展.

表1 文献合著情况

表2 文献合著情况

2.2 设计角度

涉及核心素养的教学设计主要可概括为综合素养、物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任5个设计角度.［4］根据文献题目、关键词及内容进行综合判断，若文献包含不止一个角度，则以其主要角度为确定标准，当多个角度权重接近时，则归类为综合素养.基于此对87篇文献进行统计分析（见图3），其中57篇为综合素养，科学思维发文11篇，科学探究发文11篇，物理观念发文5篇，科学态度与责任发文3篇.研究表明，超过半数文献的设计角度倾向于综合素养，聚焦于核心素养子维度的教学设计则相对较少，4个子维度发文之和不足总数35%.

图3 文献设计角度数据统计

不同设计角度的年份分布（见图4）显示，综合素养虽占据了每年教学设计的主体，但随着时间的推进，设计角度逐渐呈现出多角度辐射的特点.对文献内容进行二次分析发现，不同设计角度的文献特点各异.

图4 设计角度年份分布统计

综合素养角度的教学设计的主题较广泛，多基于对教学内容及对象的分析，探索实现核心素养落地的教学策略、方法等.相对而言，4个子维度的教学设计更为聚焦，特点也更显著，如物理观念角度，主要围绕物理知识的内在逻辑展开，以物理观念为主、科学思维为辅，亦或结合学习进阶理论，循序渐进地实现观念的进阶与建构.科学思维角度的特点主要表现为从知识逻辑及学生思维出发，选择有针对性的教学方法、策略，聚焦科学思维的培养.科学探究角度则通过强化科学探究或将探究贯穿整个教学活动，引导学生在过程中发展探究能力.科学态度与责任角度整体偏内隐性、抽象性，多以融合的形式实现，通常结合物理学史、HPS等素材，来发展学生的科学态度与责任.该维度主要包含科学本质、科学态度、科学伦理等要素，其中科学本质要素相较涉及最多，在3篇该角度文献中有2篇聚焦于科学本质.

但是在各设计角度中仍存在一些问题，例如物理观念的形成本就是循序渐进、不能一蹴而就的，且设计重点在于对知识的提炼和升华过程，［5］某些教学设计仍局限在知识和概念的理解方面，并未进行提炼、升华，对物理观念的理解有待深入；再如综合素养视角，个别文献虽在文中反复提及发展学生核心素养，但实质上相关性不强，缺乏对其本质及实施途径的深入思考，尤其在核心素养教学目标制定上偏表面知识化，并未升华至物理学科核心素养的层面.

2.3 课型及学科领域

课题是教学设计的主要载体，也是实际教学的核心内容.经统计，研究样本主要集中于高中学段，占比2/3以上，初中教学设计明显相对较少.

2.3.1 基本课型

结合教学实际并根据所统计文献中课型的情况，［6］将物理课型分为概念课、规律课、实验课、习题课、复习课、活动课6类（见表3），若与以上课型均不符，则归于其他.

表3 文献课型统计

文献中教学设计的课型主要集中在概念课和规律课两类课型上（见表3），其中概念课占比50%以上，但对实验课、复习课、习题课的关注均相对较少，活动课尚未有文章发表.

2.3.2 学科领域

基于物理教育研究对学科领域的划分，［7］将中学物理知识所涉及的学科领域分为力学、热学、振动与波、光学、电磁学、近代物理.由于部分教学设计并非只含有一个课题，故同一篇文章可能涉及多个领域，经统计，学科领域主要集中在力学和电磁学两部分（见表4），但对热学、近代物理、振动与波等领域的关注相对较少.

表4 学科领域统计

2.4 设计特色

通过对教学设计特色的统计，12.6%的文献与相关教育教学理论相结合，如“学习进阶”、“建模教学”、“HPS”、“皮亚杰建构主义”等理论，其中结合“学习进阶”理论的教学设计占比近3/4.

另一类具有鲜明特色的是4篇结合相关教师技能比赛、优课评比等教学竞赛的教学设计文献，研究者通过竞赛中的观摩学习，提升自身对教学设计的思考，例如结合对大赛物理课堂的观摩学习和分析点评，进一步构建了以“问题→研究→展示→评价”为主线的教学设计.［8］

除此之外，其他设计特色比较分散，主要是结合一些新颖的教学策略和教学方法（见表5），如“层近式问题串”、“问题导学式”、“单元视域”、“信息化教学”、“深度教学”等.

表5 设计特色统计

2.5 框架结构

任何一篇教学设计都有自身的设计逻辑，了解其框架结构有助于一线教师更好的理解教学设计文献.通过对文献框架结构进行质性分析，将文献归纳为3大类：基于教学设计内容构建框架、围绕核心素养设计角度构建框架和围绕文献设计特色构建框架.

图5 框架构成内容

基于教学设计内容构建框架指以教学设计全部或其中部分内容直接形成框架，共涉及35篇文献.为进一步分析此类教学设计所涉及的具体内容，结合研究样本具体情况和相关研究，［6］将教学设计内容概括为：教材分析，学情分析，教学目标，教学重难点，教学模式、方法和策略，制定测评工具，教学设计思路，教学过程设计，教学反思和修改等9项内容.统计发现，“教学过程设计”成为该类文献必不可少的内容，涵盖“教材分析”、“学情分析”、“教学目标”的文献占半数以上，含“教学设计思路”、“教学反思与修改”的文献占1/3以上，含有其他几项内容均相对较少，不足10篇（见图5）.围绕核心素养设计角度构建框架的文献有15篇，例如从核心素养的前提、灵魂和保障3方面构建框架、［9］从核心素养4个分目标的培养构建框架，［10］以科学思维的发展阶段构建框架等.［11］其它37篇文献是以其自身设计特色形成框架，如结合理论的教学设计多以先介绍理论内涵，再结合理论展开教学流程为框架；结合特色教学方法和策略的教学设计，如“层近式问题串”、“逆向教学设计”、“知识图谱”等，则围绕特色内容来形成框架，紧密贴合文献特色主题展开.

3 总结与建议

5年来，围绕学科核心素养的教学设计日益受到研究者的关注，设计内容和视角在不断突显深度和广度的同时，更显创新和突破.2019年陆续发布并投入使用的新版高中教材以及即将发布的义务教育课程标准，都给物理教学实践带来了新的挑战，也对物理教学设计提出了新的课题.［12］核心素养在未来的研究发展中依旧会是教学设计的热点之一，只有进一步提高核心素养教学设计的系统性和深刻性，才能在未来教学实践中取得突破性进展.基于以上分析，对未来中学物理教学设计提出如下建议.

3.1 构建学术共同体，凝聚研究力量

构建学术共同体是助力研究深化的重要基础.教学设计作为理论与实践的桥梁，理应受到学术界的重视.目前教学设计文献作者来源广泛，研究机构主要集中在中学，以独著为主要研究形式，但作者间合作程度不高.中学教师作为中学物理教学设计的实践者，在教学设计的研究方面占据了不可替代的作用.但在对教学设计的研究中，高校教师更聚焦于教学设计的理论研究，若各单位研究人员扬长避短，主动加强交流合作，形成研究共同体，实现多领域教育工作者共同发力，不仅能够促进中学物理教学设计的优化和发展，同时丰富中学教师的教学思路.

3.2 深入理解核心素养，促进有效落实

理解核心素养内涵是在教学中落实核心素养的第一步，理解上的偏差或不足，都会令实际教学越来越偏离核心素养实现的正确轨道，影响核心素养的有效落实.当前核心素养教学设计的角度聚焦于综合素养，并逐渐向多维度辐射，但对物理核心素养及其各要素的挖掘深度不够，仍存在表面化、浅层次的情况.因此应进一步加深对核心素养本质的理解，重视对核心素养落实路径的探析，充分把握核心素养与教学设计的连接点，从而增强教师教学的逻辑性，强化实践中核心素养落实的针对性.

3.3 注重理论实践融合，拓宽研究视野

近几年教学设计的研究已呈现出“多点开花，多维并进”的特点，［13］中学物理教学设计的课型以概念课和规律课为主，学段多集中于高中阶段，结构框架丰富，且以多种教学理论、策略和方法的融入为主要特色.但仍存在学段、课型和学科领域分布不均、教学设计理论基础提升不足等问题，且在与其他学科和期刊的比较中发现，中学物理教学设计的研究视野还有待进一步拓展，例如时下教育研究热点中的“现代技术”、“跨学科”、“创客”、“混合式教学”、“劳动教育”等尚缺乏相关研究.未来研究可通过加强理论与实践的融合，善用新版教材，巧妙将核心素养与五育融合，顺应教育研究现代化的发展趋势.［14］随着义务教育课程修订工作的不断推进，高中课程标准所确立的物理学科核心素养体系将有望贯穿整个中学阶段物理课程，研究者可进一步关注初中课程围绕核心素养开展教学设计的相关研究.