理工科大學(xué)物理教學(xué)研究回顧、反思與展望

羅 瑩劉兆龍韓思思

（1北京師范大學(xué)物理系，北京 100875；2北京理工大學(xué)理學(xué)院，北京 100081）

理工科大學(xué)物理教學(xué)研究回顧、反思與展望

羅 瑩1劉兆龍2韓思思1

（1北京師范大學(xué)物理系，北京 100875；2北京理工大學(xué)理學(xué)院，北京 100081）

本文回顧了理工科大學(xué)物理教學(xué)研究在過去20年間的發(fā)展歷程，并進(jìn)行了反思與展望.在過去20年間，大學(xué)物理教學(xué)研究的發(fā)展和我國高等教育改革是息息相關(guān)的，經(jīng)歷了起步與發(fā)展兩個(gè)時(shí)期，為物理教育研究的起步奠定了基礎(chǔ).反思理工科大學(xué)物理教學(xué)研究，與國際物理教育研究發(fā)展相比，我國大學(xué)物理教學(xué)研究存在兩個(gè)明顯的問題.一是研究領(lǐng)域過于狹窄，基本上是從“教”的角度進(jìn)行，缺乏從學(xué)生的角度研究；二是研究方法多采用論辯的定性研究，缺乏實(shí)證的定量研究.分析問題產(chǎn)生的原因可能是因?yàn)槲覈髮W(xué)物理教學(xué)研究領(lǐng)域的研究主體、研究方法和研究資助體系與國際上不同引起的.最后，本文對(duì)大學(xué)物理教學(xué)研究的發(fā)展進(jìn)行了展望.

大學(xué)物理；物理教學(xué)研究；物理教育研究

大學(xué)物理課程是我國高等院校理工科專業(yè)重要的必修基礎(chǔ)課，課程涵蓋的基本概念、基本理論和基本方法是科技人才必備的科學(xué)素養(yǎng)的重要部分，是培養(yǎng)和提高分析問題、解決問題能力的重要基礎(chǔ).高校理工科專業(yè)必修的基礎(chǔ)物理課程通常簡稱為“大學(xué)物理”，因此與之相關(guān)的教學(xué)研究也被稱為“大學(xué)物理教學(xué)研究”.

長期以來，我國理工科基礎(chǔ)物理課程的教學(xué)研究主要關(guān)注的是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系、教材與教法等.以大學(xué)物理課程的教學(xué)研究為主要內(nèi)容的雜志，包括20世紀(jì)80年代初創(chuàng)刊的《大學(xué)物理》（創(chuàng)刊于1982年）、《物理與工程》（1981年創(chuàng)刊）和《物理實(shí)驗(yàn)》（1980年創(chuàng)刊）等，其刊登的研究論文絕大多數(shù)是以研究物理教學(xué)內(nèi)容為主.例如:剛體與質(zhì)點(diǎn)碰撞實(shí)例分析、對(duì)簡諧波能量的討論等等.它們是以具體的物理內(nèi)容為研究對(duì)象，研究的主題和關(guān)鍵詞均是物理概念或規(guī)律等.這類研究是大學(xué)物理教學(xué)的基礎(chǔ)，也是提高教師的物理專業(yè)素養(yǎng)的需要.但僅有這些研究是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要另外一類重要研究.它們以物理教學(xué)為研究對(duì)象，研究主題與大學(xué)物理課程教學(xué)相關(guān)，關(guān)鍵詞多為大學(xué)、物理、教學(xué)或教育等.這類研究關(guān)注理工科、特別是工科，基礎(chǔ)物理課程體系、教學(xué)方法和教材等等，其目的是探索適合的、最佳的課程體系和教學(xué)設(shè)計(jì)，以確保基礎(chǔ)物理課程的教學(xué)質(zhì)量.本文中的“大學(xué)物理教學(xué)研究”特指這類以物理教學(xué)為研究對(duì)象的大學(xué)物理教學(xué)研究.它們是理工科大學(xué)物理教學(xué)研究中不可缺少的重要組成部分，也是基礎(chǔ)物理教學(xué)實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的重要保障，更是提升教學(xué)質(zhì)量的重要支撐.

在高等教育成為大眾教育的今天，理工科大學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)變得更加多樣化、需求也更加多元化，如何保證和提高大學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，是每個(gè)學(xué)校和教師面臨的挑戰(zhàn).對(duì)基礎(chǔ)物理課程的培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)方法等進(jìn)行改革已成為亟需解決的重要教育研究課題.

為了使大學(xué)物理教學(xué)研究能夠真正為物理教師和學(xué)習(xí)大學(xué)物理的學(xué)生服務(wù)，趕上國際物理教育研究水平，有必要對(duì)大學(xué)物理教學(xué)研究進(jìn)行梳理和總結(jié)、反思和展望.以提高我國高校理工科的物理教育研究的整體水平.

1 研究對(duì)象、方法及獲得的數(shù)據(jù)

1994年教育部實(shí)施了“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”，促進(jìn)了高等院校展開教育、教學(xué)改革.大學(xué)物理作為培養(yǎng)理工科人才至關(guān)重要的基礎(chǔ)課程，開始了大規(guī)模、多方面的教學(xué)改革，與之相應(yīng)的大學(xué)物理教學(xué)研究也開始逐步發(fā)展.為此，本文選擇1995年作為研究的時(shí)間起點(diǎn).

核心期刊與CSSCI期刊是目前認(rèn)知度較高，學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)同，發(fā)文質(zhì)量較高、具有較高代表性的學(xué)術(shù)刊物.因此，本文選擇近20年來核心期刊和CSSCI期刊發(fā)表的大學(xué)物理教學(xué)研究方面的論文為研究對(duì)象.為了提高文獻(xiàn)檢索的查全率和查準(zhǔn)率，需要選擇正確的主題詞和邏輯運(yùn)算符［1］.因此，大學(xué)物理教學(xué)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵詞選擇為“大學(xué)”“物理”“教學(xué)”.

將主題概念作為檢索語言，其恰當(dāng)?shù)闹黝}詞是“大學(xué)物理教學(xué)”.為了提高查全率，避免文獻(xiàn)被漏檢，需要引入同義詞和選擇范圍更廣的上位詞.將“大學(xué)”替換為同義詞“高?！?，將“教學(xué)”替換為“教育”，同時(shí)檢索“教學(xué)”和“教育”，“大學(xué)”和“高校”，以擴(kuò)大范圍.這里需要注意的是不能將“大學(xué)”替換為“基礎(chǔ)”，因?yàn)椤盎A(chǔ)物理”特指中學(xué)物理.如果將“大學(xué)”替換為“基礎(chǔ)”，會(huì)使檢索結(jié)果包含大量的中學(xué)物理研究內(nèi)容.全面地檢索文獻(xiàn)，需要合理地表達(dá)主題詞間的邏輯關(guān)系，為此本文用“大學(xué)、物理、教育”或“大學(xué)、物理、教學(xué)”或“高校、物理、教學(xué)”“高校、物理、教育”這樣的組配檢索，以保證高準(zhǔn)確率的情況下避免漏檢.

在中國知網(wǎng)中以“大學(xué)”或者“高?！薄拔锢怼薄敖虒W(xué)”或者“教育”為主題詞進(jìn)行檢索，搜索到20年間來源自核心期刊與CSSCI的論文1262篇.如果以“大學(xué)物理”“物理教學(xué)”和“高校物理教學(xué)”組合詞為主題詞進(jìn)行檢索，同樣搜索這20年間的研究論文，檢索到的文章篇數(shù)少于1262篇，故選用前一種方式進(jìn)行文獻(xiàn)檢索.將檢索到的1262篇研究論文中排除與大學(xué)物理教學(xué)主題無關(guān)的文章還余635篇，經(jīng)查閱確定，其研究主題均是大學(xué)物理教學(xué).將635篇文章按每年發(fā)表的文章數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其分布如圖1所示.

圖1 1995—2015年期間，每年發(fā)表的文章篇數(shù)

圖1顯示，在1995—1999年期間，平均每年發(fā)表9.6篇文章，每年不足10篇.將這一時(shí)期看作大學(xué)物理教學(xué)研究的起步時(shí)期.在2000年以后進(jìn)入了發(fā)展期，研究文章數(shù)量逐漸增多，可將其分為兩個(gè)階段.第一階段是2000—2006年期間，這一階段平均每年發(fā)表文章數(shù)為22.7篇.第二階段是2007年至今，平均每年發(fā)表文章數(shù)為47.6. 2015年11月內(nèi)發(fā)表28篇，大學(xué)物理教學(xué)研究進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期.

論文的引用情況反映了學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)和方向.通常來說，受到關(guān)注較多研究方向的文章比較容易被引用，特別是在某個(gè)研究方向剛剛開始的時(shí)候.從這個(gè)意義上講，文章的引用次數(shù)反映了該文章的重要性，可以代表文章的獨(dú)創(chuàng)性，前瞻性以及影響力［2］.雖然文章的引用次數(shù)不能完全反映該論文的研究水平，但是沒有更好的方法衡量論文的水平的情況下，以被引用次數(shù)為參考依據(jù)仍然是一種可行的評(píng)價(jià)方法.

在前面檢索的基礎(chǔ)上，對(duì)搜索到的論文以“被引用的次數(shù)”進(jìn)行再次檢索，結(jié)果顯示被引用至少一次的文獻(xiàn)有496篇（包括作者自引情況）.其中被引用的次數(shù)和發(fā)表文章的時(shí)間分布如表1所示.

表1　文章被引用的總次數(shù)和所發(fā)表的年份分布

續(xù)表

表1中的數(shù)據(jù)顯示大學(xué)物理教學(xué)研究在不同時(shí)期受到的關(guān)注程度，2000年以后大學(xué)物理教學(xué)研究的論文引用率和文章數(shù)量不斷提高，越來越受到關(guān)注.

2 理工科大學(xué)物理教學(xué)研究回顧

前面的數(shù)據(jù)反映了從1995至2015年在高等教育的改革、大學(xué)擴(kuò)招等時(shí)代背景下，大學(xué)物理教學(xué)研究發(fā)展?fàn)顩r.對(duì)以上的數(shù)據(jù)、及其對(duì)文章內(nèi)容進(jìn)行分析、結(jié)合高校發(fā)展情況，將這20年間大學(xué)物理教學(xué)研究發(fā)展過程分為兩個(gè)時(shí)期.

2.1 第一時(shí)期:初始階段（1995年—1999年）

1994年教育部實(shí)施了“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”以后，理工科必修基礎(chǔ)課程，開始了大規(guī)模、多方面的教學(xué)改革.為了培養(yǎng)出滿足社會(huì)現(xiàn)代化需要、未來需要的科技人才，中國物理學(xué)會(huì)教學(xué)委員會(huì)組織了就理工科基礎(chǔ)物理課程教學(xué)的現(xiàn)代化組織了多次會(huì)議，圍繞著理工科基礎(chǔ)物理課的根本性任務(wù)進(jìn)行討論［3］.在大學(xué)物理教學(xué)中非常有影響力的趙凱華先生指出:“物理教育的目的不是為了服務(wù)于專業(yè)課，也不僅僅是傳授知識(shí)，它作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)，是希望培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng).”討論明確了理工科基礎(chǔ)物理課的根本性任務(wù)是培養(yǎng)具有一定科學(xué)素質(zhì)的高端人才.教師在重傳授知識(shí)內(nèi)容的同時(shí)，更應(yīng)注重科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)方法的培養(yǎng).授人以魚不如授人以漁.

在1995—1999年期間，圖1顯示這一時(shí)期平均每年發(fā)表10篇左右論文.大學(xué)物理教學(xué)研究從對(duì)國內(nèi)外成功的經(jīng)驗(yàn)的梳理和總結(jié)開始，將著眼點(diǎn)放在了培養(yǎng)和提高科學(xué)素質(zhì)和能力.在總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)［4，5］基礎(chǔ)上，圍繞大學(xué)物理課程培養(yǎng)目標(biāo)和借助計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段，如何提高學(xué)生的科技素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力進(jìn)行了多項(xiàng)研究［6-8］，揚(yáng)起了大學(xué)物理教學(xué)研究的風(fēng)帆.

2.2 第二時(shí)期:快速發(fā)展時(shí)期（2000年至今）

2000年以后，數(shù)字化、信息化技術(shù)在我國迅速普及.由于當(dāng)時(shí)許多教育先進(jìn)的國家已將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在大學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)中.因此在2000—2006年期間，大學(xué)物理教學(xué)研究圍繞著以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的信息技術(shù)如何與工科基礎(chǔ)物理課教學(xué)相結(jié)合進(jìn)行展開.圖1顯示這個(gè)期間，平均每年發(fā)表22.7篇研究論文，比起步時(shí)期論文的數(shù)量增多了2倍多，這是大學(xué)物理教學(xué)研究發(fā)展時(shí)期的第一階段.在第一階段重點(diǎn)研究了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化和數(shù)字化.借助信息化技術(shù)物理實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)在了以衛(wèi)星電視和網(wǎng)絡(luò)為手段的遠(yuǎn)程教育的大學(xué)物理課程中［9-10］.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等被引入了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中［11，12］.研究比較了國內(nèi)外大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)［13，14］.為了提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，物理實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理進(jìn)行了一系列改革［15-17］.

至2007年，我國已約有1900多所普通高等院校，其中一半以上是擴(kuò)招后新增加的，多數(shù)是中專提升上來的，這些學(xué)校在理念、制度、師資、設(shè)施等各方面準(zhǔn)備都不足.大學(xué)在經(jīng)歷了“量變”之后，如何迎來質(zhì)的飛躍是高校面臨的嚴(yán)峻的問題.大學(xué)擴(kuò)招也使得高等教育從精英教育走向了大眾教育.伴隨著高等教育的變化，大學(xué)物理教學(xué)研究進(jìn)入了發(fā)展期的第二階段.論文數(shù)量顯著增長，首次突破百篇，圖1顯示2007年至2015年平均每年發(fā)表47.6篇研究論文，超過了第一階段的2倍.與第一階段相比，大學(xué)物理教學(xué)研究的范圍更為細(xì)致、全面.

高等教育的大眾化使得本科教育逐漸走向了通識(shí)教育.這一轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致了必修基礎(chǔ)物理課學(xué)時(shí)減少很多，因?yàn)樵诮虒W(xué)計(jì)劃中增加了原來缺少的通識(shí)課.與此同時(shí)，理工科學(xué)生的物理基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力也變得差別非常之大.因此，如何建立合理的課程體系、進(jìn)行有效的教學(xué)，以保證教學(xué)質(zhì)量成為了教學(xué)研究的首要任務(wù).大學(xué)物理教學(xué)研究在長期教學(xué)實(shí)踐積累的基礎(chǔ)上圍繞著課程體系的建設(shè)［18］、教學(xué)模式［19］以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新［20-22］開展研究.

近2年來，大學(xué)物理教學(xué)研究出現(xiàn)了兩個(gè)新趨勢.一是國際上流行起來的大型網(wǎng)絡(luò)開放課程也對(duì)我國產(chǎn)生了很大影響.2013年10月教育部提出建設(shè)“兩個(gè)200門”網(wǎng)絡(luò)共享課程［23］，理工科的基礎(chǔ)物理課程出現(xiàn)在了愛課程網(wǎng)絡(luò)公開課平臺(tái)中.二是國際上主流的、物理教育研究的方法——量化、實(shí)證研究，被逐漸流入我國的大學(xué)物理教學(xué)研究中［24-28］.

伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和國際主流研究方法的應(yīng)用，大學(xué)物理教學(xué)研究將以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和研究方法作為切入點(diǎn)，以大學(xué)物理教學(xué)為研究對(duì)象，采用量化、實(shí)證的方法，開始一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期.

3 反思與展望

3.1 存在問題

回顧20年來大學(xué)物理教學(xué)研究的發(fā)展歷程，可以看到研究成果豐碩，尤其自2000年后進(jìn)入了發(fā)展的快車道.但與國際先進(jìn)大學(xué)物理教育研究水平相比，還存在明顯不足，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:

（1）研究領(lǐng)域過于狹窄，基本上是從“教”的角度進(jìn)行，缺乏從學(xué)生的角度研究.

總結(jié)20年研究發(fā)展可以發(fā)現(xiàn)我國的大學(xué)物理教學(xué)研究是從課程目標(biāo)、課程體系、教學(xué)方法；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；數(shù)字化與信息化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用等方面進(jìn)行的.這些研究可以概括為是從教育者的角度出發(fā)，著重研究如何實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，其目的是如何更好地完成教學(xué)要求，滿足人才培養(yǎng)需要.對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中是如何“學(xué)”的，以往的研究幾乎是空白.從學(xué)生的角度來看，現(xiàn)有的研究成果對(duì)其學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程幾乎沒有幫助.與國際物理教育研究相比，我國大學(xué)物理教學(xué)的研究范圍是非常狹窄，僅涉及了其中的少部分.

按照國際上流行的觀點(diǎn)［28］，物理教育研究（Physics Education Research，簡稱PER）是物理學(xué)與教育學(xué)間的橋梁，應(yīng)對(duì)物理教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”的過程進(jìn)行研究，其最終目的是了解學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程，分析學(xué)習(xí)物理困難的原因、促進(jìn)和幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理.為了達(dá)到這個(gè)目的，物理教育研究的主要內(nèi)容應(yīng)包括:識(shí)別學(xué)生學(xué)習(xí)物理內(nèi)容時(shí)的迷失概念與困難；設(shè)計(jì)并評(píng)估物理教學(xué)策略；開發(fā)基于研究和經(jīng)過研究檢驗(yàn)的物理課程；將物理教育研究、物理課程開發(fā)的成果應(yīng)用于物理教學(xué).

（2）大多數(shù)的大學(xué)物理教學(xué)研究多是論證的定性研究，缺乏實(shí)證的定量研究

回顧近20年的發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)已往的大學(xué)物理教學(xué)研究大多數(shù)是基于長期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，采用論證推理方法研究物理課程體系，教學(xué)體系、教學(xué)方法等，具有定性的、論證特征，具體表現(xiàn)在:研究對(duì)象個(gè)性強(qiáng)，取得的研究資料缺乏嚴(yán)謹(jǐn)研究設(shè)計(jì)，研究結(jié)果缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐.由于缺乏定量的、實(shí)證研究，導(dǎo)致大學(xué)物理教學(xué)研究成果的可重復(fù)性不好.這也是我國大學(xué)物理教學(xué)研究論文的引用率不高的原因之一.

在本文檢索到的635篇論文中，僅有496篇被引用.表1中顯示絕大部分論文被引用1～5次，占496篇的57%；引用率最高沒有超過100次，在81～90次之間僅有1篇.這是一篇1995年趙凱華先生發(fā)表的、題為“物理教育與科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)”文章，至2015年其被引用86次.趙凱華先生在大學(xué)物理教學(xué)研究領(lǐng)域非常有影響力，但其論文的引用率與自然科學(xué)領(lǐng)域中論文的引用情況相比，卻相差甚遠(yuǎn).這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因其一是目前大學(xué)物理教學(xué)研究的主流研究范式——采用教育學(xué)中傳統(tǒng)的定性、論辯的研究范式；其二是研究結(jié)果的可重復(fù)性差.這大大限制了物理教學(xué)研究成果的普及和推廣，在一個(gè)大學(xué)取得了很好的教學(xué)效果的研究成果在另一個(gè)大學(xué)中的卻有著諸多不適用.

反觀國際上PER領(lǐng)域，其主流研究范式——用物理學(xué)的研究方法研究物理教育，量化與實(shí)證是其重要特征.量化研究是現(xiàn)代科學(xué)的重要特征，尤其是計(jì)算機(jī)、信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，各種統(tǒng)計(jì)程序應(yīng)用的軟件大量涌現(xiàn)，大大地方便和滿足了教育研究者在研究過程中對(duì)數(shù)據(jù)分析的需要.量化的實(shí)證研究具有更高的信度和效度，具有更強(qiáng)的說服力，其研究成果可推廣性好.例如:同伴教學(xué)雖然發(fā)源于美國的哈佛大學(xué)，但在其他許多大學(xué)都在使用［24］.

3.2 原因解析

將我國大學(xué)物理教學(xué)研究的發(fā)展歷程與走在國際前列的美國高校的PER發(fā)展歷程［29］進(jìn)行比較，我國大學(xué)物理教學(xué)研究領(lǐng)域與其最重要的差別表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:

（1）研究主體的不同.我國大學(xué)物理教學(xué)研究主體是講授理工科基礎(chǔ)物理課程的物理教師，他們主要的研究方向是物理學(xué)，而不是物理教學(xué)，物理教學(xué)研究是他們研究的副業(yè)，不是主業(yè).反觀PER處于高水平的美國，從事PER的人員雖然也是講授大學(xué)物理課程的教師，但他們研究的主要方向是PER.因?yàn)樵诿绹?jīng)過近20多年的快速發(fā)展PER已成為了物理學(xué)新興的學(xué)科分支.美國大學(xué)也有完善的PER方向的研究生培養(yǎng)制度，PER專業(yè)的學(xué)生獲得的是物理學(xué)博士學(xué)位.這個(gè)專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生很受歡迎，他們既是專業(yè)的物理教育研究者，也是優(yōu)秀的物理教師.在我國與物理教育相關(guān)的專業(yè)被稱為物理學(xué)科教學(xué)論，歸屬于教育學(xué)（一級(jí)學(xué)科）下屬的科課程教學(xué)論（二級(jí)學(xué)科）專業(yè)的一個(gè)研究方向，目前大多數(shù)研究人員主要研究中學(xué)物理教育.可以說，盡管我國高等學(xué)校學(xué)習(xí)物理的人數(shù)眾多，物理教師也不少，但仍未形成專業(yè)的大學(xué)PER隊(duì)伍.

（2）研究方法不同.由于我國大學(xué)物理教學(xué)研究隊(duì)伍不能夠、也沒有專注于物理教學(xué)研究，導(dǎo)致現(xiàn)有的研究大多數(shù)是在長期教學(xué)積累的基礎(chǔ)上進(jìn)行的定性論證研究，很少使用國際上PER的主流范式.量化實(shí)證研究需要對(duì)研究對(duì)象和過程進(jìn)行客觀、真實(shí)的觀察與記錄，所獲得的研究資料需要嚴(yán)謹(jǐn)研究設(shè)計(jì)，研究過程不能隨意變化，研究結(jié)果需要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐等.這些要求對(duì)于教學(xué)研究來是需要花費(fèi)大量精力和時(shí)間的，是量化實(shí)證研究的效度與信度的保障.

由于研究范式與國際通用的不同，也導(dǎo)致了盡管我國學(xué)習(xí)大學(xué)物理課程的學(xué)生人數(shù)眾多，但大學(xué)物理教學(xué)研究成果卻不能與國家接軌.

（3）研究的資助體系不同.我國大學(xué)物理教學(xué)研究的經(jīng)費(fèi)基本上是教育部，或?qū)W校布置分配的，與自然科學(xué)研究中的資助體系完全不同.這種從上到下的研究資助體系大大地限制了大學(xué)物理教師的教學(xué)研究.目前大學(xué)物理教學(xué)研究對(duì)大學(xué)生學(xué)習(xí)物理的困難和如何獲得物理能力很少關(guān)注.大學(xué)的普通物理教師要想獲得教學(xué)研究經(jīng)費(fèi)的資助非常困難，即使少數(shù)教師獲得學(xué)校的經(jīng)費(fèi)支持，因研究項(xiàng)目的資助級(jí)別不高、評(píng)定職稱時(shí)難以計(jì)入考核指標(biāo)，迫使教師不能專注于教學(xué)研究，極大地限制了教學(xué)研究的積極性.此外，對(duì)教學(xué)研究論文的考核采用與科研論文相同的、SCI收錄標(biāo)準(zhǔn)，而刊登大學(xué)物理教學(xué)研究論文的雜志（《大學(xué)物理》《物理實(shí)驗(yàn)》和《物理與工程》）也只在近些年才進(jìn)入核心期刊，更沒有被SCI收錄.以上歷史遺留的、科研體制上的弊端極大地限制了我國大學(xué)物理教學(xué)研究的發(fā)展，以至于至今沒有跨越到PER專業(yè)，仍然停留在教學(xué)研究范圍.

3.3 展望發(fā)展

20年的發(fā)展歷程顯示大學(xué)物理教學(xué)研究發(fā)展與我國高等教育的改革是息息相關(guān)的.今天，我國社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展對(duì)高等教育質(zhì)量提出了更新、更高的要求，培養(yǎng)符合未來發(fā)展需求人才是高校刻不容緩的任務(wù).大學(xué)物理教學(xué)研究應(yīng)向快速、深入發(fā)展.

縱觀大學(xué)物理教學(xué)研究的發(fā)展，可以看到要實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理教學(xué)研究快速深入發(fā)展，首先需要一支專業(yè)化的研究隊(duì)伍.借鑒美國的經(jīng)驗(yàn)，我國應(yīng)鼓勵(lì)大學(xué)在物理系中設(shè)立PER專業(yè).將PER劃歸為一級(jí)物理學(xué)科下的二級(jí)學(xué)科，讓其成為物理學(xué)的一個(gè)新的研究專業(yè).大學(xué)物理教育將會(huì)受益于PER這個(gè)新興的、嚴(yán)密的研究領(lǐng)域，PER，會(huì)使物理教學(xué)質(zhì)量得到提高.

其次，提倡專業(yè)的物理教育研究者使用PER的、主流研究范式（物理學(xué)的研究方法）研究物理教育，提高我國大學(xué)物理教學(xué)研究成果的信度和效度，增進(jìn)其可重復(fù)性、可普及性和與國際同行的可交流性，以便提升我國PER成果的水平.

第三，為了使我國大學(xué)物理教學(xué)研究快速進(jìn)入PER領(lǐng)域，與國際PER發(fā)展保持一致，在大學(xué)物理教學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)采用與自然科學(xué)相同的管理體系，特別是相同的資助體系.將PER劃歸自然科學(xué)基金的資助范圍.因PER是物理學(xué)重要的組成部分，物理學(xué)的發(fā)展離不開PER.PER的研究方法與物理學(xué)的相同，其差別僅是研究對(duì)象不同. PER的研究對(duì)象是人類的教育行為，而物理學(xué)的研究對(duì)象是物質(zhì)世界.隨著現(xiàn)代物理學(xué)不斷發(fā)展，今天物理學(xué)的研究對(duì)象已從無生命的物質(zhì)世界擴(kuò)展到人類社會(huì)，例如:金融物理出現(xiàn).同樣PER專業(yè)也是物理學(xué)不斷發(fā)展的體現(xiàn).

他山之石，可以攻玉.美國PER的發(fā)展［29］給我們提供了先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn).美國物理學(xué)會(huì)（APS）早在1999年發(fā)表了“關(guān)于物理教育研究的聲明”，聲明承認(rèn)PER是成長中的研究領(lǐng)域，支持美國高校的物理系設(shè)立PER研究方向.此后，美國自然科學(xué)基金的大力資助了EPR的研究.據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2006至2010年期間美國自然科學(xué)基金至少資助了262個(gè)PER項(xiàng)目，經(jīng)費(fèi)約為7250萬美元，占PER總經(jīng)費(fèi)的75%.為了使PER在物理學(xué)科中擁有被公認(rèn)的高水平研究成果，美國物理學(xué)會(huì)與AAPT聯(lián)手，于2005年開始出版電子期刊《物理評(píng)論專輯——物理教育研究》（Physical Review Special Topics——Physics Education Research）.這個(gè)專刊的設(shè)立使得從事PER的教師能夠得到正確的評(píng)價(jià)，專注于PER方向的研究.專業(yè)的研究隊(duì)伍，在有效經(jīng)費(fèi)的資助和高水平的成果展示體系下，專注于PER是美國的PER在十幾年的時(shí)間內(nèi)迅速發(fā)展起來的核心要素.

時(shí)至今日，我國物理教育研究如果能夠走上專業(yè)的、學(xué)術(shù)化發(fā)展之路，必然帶動(dòng)我國高等物理教育的迅速崛起，使高等物理教育走上可持續(xù)發(fā)展之路，進(jìn)而促使教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生素質(zhì)、能力的提高.

［1］李育嫦.文獻(xiàn)檢索中提高查全率與查準(zhǔn)率的方法探討［J］圖書館學(xué)研究，2002，21（11）:92-95.

［2］劉雅娟，王巖.用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)研究的幾項(xiàng)指標(biāo)探討［J］.科研管理，2000，21（1）:93-98.

［3］趙凱華.物理教育與科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)［J］.大學(xué)物理，1995，14（8）:2-6.

［4］沈克琦.國立西南聯(lián)合大學(xué)物理系——抗日戰(zhàn)爭時(shí)期中國物理學(xué)界的一支奇葩（Ⅰ）［J］.物理，1995，24（3）:179-187.

［5］牟其善.美國中學(xué)物理教育考察研究［J］.比較教育研究，1995，23（6）:25-27.

［6］顧牡，吳於人，陳銘南，等.突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)，創(chuàng)建有特色的大學(xué)物理課程教學(xué)體系［J］.高等工程教育研究，2002，20（2）:9-11.

［7］王曉蒲，霍劍青，楊旭，等.大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)踐［J］.物理實(shí)驗(yàn)，2001，21（1）:28-29.

［8］馬秀峰.大學(xué)物理多媒體CAI課件開發(fā)中的幾個(gè)基本問題［J］.電化教育研究，1998，5（6）:170-173.

［9］王曉蒲，霍劍青，楊旭，等.大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)［J］.物理實(shí)驗(yàn)，2001，21（5）:19-22.

［10］洪延姬，竇志國，王明東，等.“大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容簡介［J］.大學(xué)物理，2001，20（3）:39-42.

［11］葛智勇，殷潔，楊茂田.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)輔助課件的設(shè)計(jì)與開發(fā)［J］.中國遠(yuǎn)程教育，2002，22（3）:53-54.

［12］盧宇，陳宏敏，賴恒，等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，20（3）: 106-108.

［13］段家忯，曹惠賢，王煜，等.美國高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理情況考察報(bào)告［J］.大學(xué)物理，2004，23（3）:42-45.

［14］沈元華.香港五所大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況考察報(bào)告［J］.物理實(shí)驗(yàn)，2000，20（11）:28-29.

［15］謝行恕，霍劍青.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的改革和探討［J］.物理，2000，29（9）:571-572.

［16］呂斯驊，段家忯.全面改革物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與內(nèi)容，培養(yǎng)有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的創(chuàng)新人才［J］.大學(xué)物理，2003，22（1）:34-36.

［17］孫敬姝，李志有，梁浩，等.將科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化成演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐［J］.物理實(shí)驗(yàn)，2003，23（5）:30-31.

［18］毛駿健，顧牡，吳於人.建設(shè)以知識(shí)、能力和素質(zhì)為教學(xué)目標(biāo)的大學(xué)物理精品課程［J］.大學(xué)物理，2008，27（10）:44-46.

［19］周雨青，張玉萍，董科.大學(xué)物理教學(xué)中引入“案例教學(xué)”模式的實(shí)踐［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2011，27（10）:52-54.

［20］孫臘珍，張?jiān)雒?以培養(yǎng)學(xué)生能力為核心，建立多層次實(shí)驗(yàn)課程體系和多元化教學(xué)模式［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（4）:1-2.

［21］王慧琴，吳慶豐，梁曉軍，等.以應(yīng)用為導(dǎo)向的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)改革的探討［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（9）:148-150.

［22］姚列明，霍中生，祖小濤，等.將科研項(xiàng)目引入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的嘗試［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26（6）:12-14.

［23］陸昉.推進(jìn)課程共享與教學(xué)改革 全面提升大學(xué)教學(xué)質(zhì)量［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2014，30（1）:8-11.

［24］張萍，Mazur Eric.Peer-Instruction—哈佛大學(xué)物理課程教學(xué)新方法［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2010，26（8）:69-71.

［25］衡耀付.大學(xué)物理教學(xué)開展探究式教學(xué)的探討［J］.教育探索，2008，24（3）:51-52.

［26］盧榮德，程福臻，陶小平.大學(xué)物理教學(xué)模式的探究與實(shí)踐［J］.教育與現(xiàn)代化，2010，25（2）:35-39.（現(xiàn)名研究生教育研究）

［27］樊雅平，黃生學(xué).大學(xué)物理教學(xué)中的問題設(shè)計(jì)研究［J］.教育與職業(yè)，2010，91（12）:156-157.

［28］C.mcdermott Lillian，羅瑩.通過物理教育研究促進(jìn)物理教學(xué)［J］.物理教師，2011，32（7）:3-4.

［29］劉兆龍，羅瑩，胡海云.“物理教育研究”及其對(duì)美國高等學(xué)校物理教學(xué)的激勵(lì)［J］.物理，2014，43（7）:478-482.

6 結(jié)論與前瞻

本文運(yùn)用電磁感應(yīng)的基本定理及行列式技術(shù)，成功地推導(dǎo)出3個(gè)相互耦合的并聯(lián)線圈的等效自感系數(shù)，其在各特例情形的具體結(jié)論，均與文獻(xiàn)中已有的結(jié)果相符，檢驗(yàn)和證實(shí)了本文理論的正確性.本文公式（14）及其行列式推導(dǎo)方法不僅能夠成功地解決3個(gè)線圈的并聯(lián)耦合的等效自感問題，在最一般的情形，還能推廣應(yīng)用于n個(gè)并聯(lián)且相互耦合線圈的等效自感問題［6］，其等效自感系數(shù)是由各自的自感系數(shù)與互感系數(shù)構(gòu)成的兩個(gè)分別為n階與n-1階矩陣的行列式之比，亦即:

這為進(jìn)一步處理混聯(lián)且相互耦合的線圈的等效自感問題奠定了理論基礎(chǔ)，并將有益于電磁場、電路分析及電工學(xué)的教學(xué)與研究.

參 考 文 獻(xiàn)

［1］賈起民，鄭永令，陳暨耀.電磁學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2001:223-230.

［2］胡友秋，程福臻，劉之景，電磁學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，1994:319-324.

［3］劉南平，齊兆藝.電路基礎(chǔ)［M］.北京:科學(xué)出版社，2005: 148-151.

［4］史祥蓉，楊紹華.并聯(lián)線圈的等效自感和電流分配問題的討論［J］.大學(xué)物理，2010，29（1）:31-35.

［5］虞國寅，周國全.電動(dòng)力學(xué)［M］.2版.北京:高等教育出版社，2008.

［6］Zhou Guo-quan.The Equivalent Self-induced Coefficient of N Coupled Parallel Coils［J］.PIER Letters；2014，46:59-66.

REVIEW，REFLECTION AND PROSPECT: COLLEGE PHYSICS TEACHING RESEARCH IN PAST 20 YEARS

Luo Ying1Liu Zhaolong2Han Sisi1

（1Department of Physics，Beijing Normal University，Beijing 100875；2School of Physics，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081）

This article reviewed andrethought the development of College Physics Teaching Research（CPTR）in the past 20 years.The development of CPTR is linked closely with the reform and development of higher education.There are two stages of CPTR in the past 20 years，the start and development.Based on the reflection of the past 20 years，future development is proposed in Physical Education Research.

college physics；college physics teaching research；physics education research

2016-04-08

獲北京師范大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目:“雙重預(yù)警、網(wǎng)絡(luò)交互教學(xué)模式在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用研究”、未來教育高精尖創(chuàng)新中心項(xiàng)目支持.

羅瑩，女，副教授，主要從事物理教育測量與評(píng)價(jià)研究.luoying@bnu.edu.cn

羅瑩，劉兆龍，韓思思.理工科大學(xué)物理教學(xué)研究回顧、反思與展望［J］.物理與工程，2016，26（4）:112-117.