物理教育期刊論文的創(chuàng)新性分析*
——以兩鏡成像研究為例

顧江鴻 李春密

(阜陽(yáng)師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院 安徽 阜陽(yáng) 236037)(北京師范大學(xué)物理系 北京 100875)

“教學(xué)即研究”、“教師成為研究者”是由教學(xué)活動(dòng)的復(fù)雜性、不確定性所決定的．這就要求教師應(yīng)具有教學(xué)研究的意識(shí)和能力．教師的教育教學(xué)研究能力將決定其教學(xué)質(zhì)量的水平，也反映其專業(yè)化發(fā)展程度．那么我國(guó)物理教師教育教學(xué)研究水平如何？這悠關(guān)物理教育活動(dòng)專業(yè)性強(qiáng)弱，悠關(guān)物理教師隊(duì)伍整體素質(zhì).然而，國(guó)內(nèi)有關(guān)物理教育元研究大多集中在國(guó)外研究熱點(diǎn)問題介紹，如郭玉英[1]、張萍[2]的研究，而鮮有對(duì)物理教育教學(xué)研究質(zhì)量的研究．本研究將以一個(gè)物理問題的研究為例，通過文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)[3]分析、內(nèi)容分析來展示物理教育教學(xué)研究的一個(gè)側(cè)面，以期達(dá)到窺一斑而見全貌的效果，希望能引起大家對(duì)中學(xué)物理教師教育研究水平、中學(xué)物理教師教育研究能力培養(yǎng)的關(guān)注.

1 文獻(xiàn)簡(jiǎn)介

本研究選取兩平面鏡成像為研究對(duì)象(后文簡(jiǎn)稱為兩鏡成像).兩鏡成像內(nèi)容如下，取兩塊大小一樣的平面鏡，在平面鏡的背面固定一木塊使其穩(wěn)定立在桌面上.在兩鏡面間放置一物體，由于從物體發(fā)出的光線經(jīng)兩平面鏡多次反射，物體通過兩平面鏡成多個(gè)像.隨著平面鏡夾角的減小，物體所成的像逐漸增多；平面鏡的角度固定，移動(dòng)物體的位置，像的個(gè)數(shù)也會(huì)改變.物體在兩平面鏡所成的像數(shù)不僅與兩平面鏡的夾角有關(guān)，還與物體在兩平面鏡間的位置有關(guān)，具體來說當(dāng)兩平面鏡夾角一定時(shí)，移動(dòng)物體的位置，成像的個(gè)數(shù)也可能變化，具體推導(dǎo)過程見朱鳳德的研究[4].

在“中國(guó)知網(wǎng)”和“萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)”搜索“兩平面鏡”，共找到研究?jī)社R成像的論文34篇.文章的發(fā)表時(shí)間跨度為從1964年到2014年，最早的論文是“雙平面鏡造像問題分析”[5]，于1964發(fā)表在《物理通報(bào)》上.論文發(fā)表的期刊分布較廣，主要包括物理教育專門期刊和高校學(xué)報(bào)兩類，物理教育期刊包括《物理通報(bào)》、《物理教師》、《中學(xué)物理》、《物理教學(xué)探討》、《物理教學(xué)》、《中學(xué)物理教學(xué)參考》等.論文作者主要是中學(xué)教師和高校教師，中學(xué)教師(包括中學(xué)、教師進(jìn)修學(xué)校、中專學(xué)校)發(fā)表22篇文章，高校教師發(fā)表12篇文章.發(fā)表文章較多的省份為浙江、河北、江蘇、廣東，發(fā)表文章數(shù)量依次為8，4，3，3篇.

2 創(chuàng)新性賦值

為了對(duì)“兩平面鏡成像”論文的創(chuàng)新性進(jìn)行分析，按論文的研究?jī)?nèi)容、研究方法、研究結(jié)論等方面的創(chuàng)新性對(duì)論文進(jìn)行賦值.把提出新的研究?jī)?nèi)容、采用新的研究方法、得出不同的研究結(jié)論做為觀察點(diǎn)，每個(gè)觀察點(diǎn)為1分，分別對(duì)論文賦值.為了在圖中把有錯(cuò)誤的論文區(qū)別開來，凡是論文中出現(xiàn)物理學(xué)科性錯(cuò)誤的論文記為負(fù)數(shù).論文中沒有錯(cuò)誤的論文起點(diǎn)分值定為1分，這類論文的分值范圍是1到4；有錯(cuò)誤的論文起點(diǎn)分值為-4，這類論文的分值范圍為-4到-1.如朱鳳德[4]引入了停像區(qū)、鄰鏡區(qū)、中央?yún)^(qū)來研究不同區(qū)域的成像個(gè)數(shù)，直觀呈現(xiàn)了成像的規(guī)律，這一研究在研究?jī)?nèi)容、研究方法和研究結(jié)論上都是創(chuàng)新的，創(chuàng)新方面為3，加上基礎(chǔ)分，總分為4.顧江鴻[6]用動(dòng)態(tài)描述的方法研究物體在兩平面鏡角平分線上的成像規(guī)律，在研究?jī)?nèi)容、研究方法上分別有創(chuàng)新，加上基礎(chǔ)分，創(chuàng)新值為3.林遂弟[7]描述了成像的規(guī)律，在360除以平面鏡夾角為奇數(shù)時(shí)的像數(shù)是錯(cuò)誤的，研究的內(nèi)容、方法、結(jié)論都沒有創(chuàng)新，論文賦值為-4.把論文按發(fā)表時(shí)間和創(chuàng)新值在坐標(biāo)軸上定位，每一點(diǎn)代表一篇論文，用帶箭頭的線段連接引文和被引文，箭頭方向從被引文指向引文，表示被引文對(duì)引文的研究提供借鑒.由此繪出論文創(chuàng)新進(jìn)化圖譜，如圖1所示.

圖1 論文創(chuàng)新進(jìn)化圖譜

3 結(jié)論

從圖1可以看出，有連線的點(diǎn)集中在標(biāo)號(hào)為4，5，10，11，12，13的論文上.12，13參考文獻(xiàn)分別為27，20篇，引用了本研究的多篇文獻(xiàn)，因此指向它們的連線最多；4，5，9是有錯(cuò)誤的論文，引發(fā)了系列的討論.從圖1中可以看出三次主要的學(xué)術(shù)探討，1，2，3是2對(duì)1進(jìn)行修改，但修改后是錯(cuò)誤的，3又對(duì)2進(jìn)行修正.5，6，7，8形成一次討論，5有錯(cuò)誤，引發(fā)了6，7，8對(duì)5的修正，同時(shí)8又對(duì)6進(jìn)行了補(bǔ)充.4，9，10，11，12，13是時(shí)間跨度較長(zhǎng)的討論，產(chǎn)生了幾篇?jiǎng)?chuàng)新值高的論文.在圖1中論文整體呈現(xiàn)的特點(diǎn)是“獨(dú)立型研究”多、論文創(chuàng)新性低、論文出錯(cuò)率高、“糾錯(cuò)型論文”多.

3. 1 “獨(dú)立型研究”多

研究、發(fā)表論文是最體現(xiàn)創(chuàng)新的活動(dòng)，規(guī)范的研究應(yīng)該是對(duì)前人沒有答案的問題的解答，或是對(duì)前人研究方法、研究過程、研究結(jié)論的改進(jìn)或修正.規(guī)范的論文應(yīng)包括對(duì)前人工作的介紹，正常的研究創(chuàng)新進(jìn)化圖譜應(yīng)該是一個(gè)按時(shí)間從過去指向現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)圖，每一篇論文都應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，既連接著前人的論文，又指向以后的研究.但圖中有17篇文章是獨(dú)立的，既沒有引文，也沒有被引文.“獨(dú)立型研究”從論文內(nèi)容來看，好像是首創(chuàng)的研究，具有較高的創(chuàng)新性，自己具有此研究的優(yōu)先權(quán)，但是從縱向來看實(shí)質(zhì)上是重復(fù)性研究.產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是多方面的.“獨(dú)立型研究”勢(shì)必導(dǎo)致論文創(chuàng)新性低、出錯(cuò)率高等現(xiàn)象的發(fā)生.

3. 2 論文創(chuàng)新性低

在圖1中，共有15篇論文分值為1或-4.這部分論文討論的內(nèi)容、方法、結(jié)論等已在以前的文章中都研究過，優(yōu)先權(quán)是別人的.產(chǎn)生的原因在于沒有按規(guī)范的研究程序先查閱文獻(xiàn)，再確定研究問題.在兩鏡成像中，通過內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)，研究?jī)?nèi)容的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在找普適性規(guī)律、特殊點(diǎn)的成像規(guī)律、在平面鏡夾角一定時(shí)物體位置與像數(shù)的關(guān)系、物體在角平分線上時(shí)的成像規(guī)律、不同像的方位、三平面鏡成像等.研究方法的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在利用平面鏡物像關(guān)系、利用光的反射定律、利用極坐標(biāo)、利用光的等路徑法、動(dòng)態(tài)描述等方面.

3. 3 論文出錯(cuò)率高

位于時(shí)間軸下方的論文其創(chuàng)新值為負(fù)值，這些論文要么有科學(xué)知識(shí)方面的錯(cuò)誤、要么物理方法的應(yīng)用不當(dāng).在圖1中有10篇文章有科學(xué)性的錯(cuò)誤，錯(cuò)誤主要體現(xiàn)在結(jié)論錯(cuò)誤、推導(dǎo)過程錯(cuò)誤等方面.論文出現(xiàn)科學(xué)性錯(cuò)誤主要與著者個(gè)人的學(xué)科水平有關(guān).

3. 4 “糾錯(cuò)型論文”多

“糾錯(cuò)型論文”是針對(duì)已發(fā)表論文的錯(cuò)誤進(jìn)行研究所發(fā)表的論文.有錯(cuò)誤、不完善、有爭(zhēng)議的論文容易引起研究者的關(guān)注，容易成為高被引論文.圖1顯示有10篇文章有錯(cuò)誤，其中圖1中標(biāo)號(hào)為4的文章引發(fā)了4篇文章的發(fā)表、5引發(fā)了3篇文章、9引發(fā)了2篇文章.難怪有研究經(jīng)驗(yàn)的中學(xué)物理教師私下交流時(shí)談到，寫“糾錯(cuò)型論文”是發(fā)表論文的捷徑.

4 建議

雖然兩鏡成像問題是物理教育研究中的一個(gè)小課題，但是這也反映出物理教育期刊論文、物理教育研究、我國(guó)物理教師隊(duì)伍的研究現(xiàn)狀.為了糾正物理教育期刊論文中存在的重復(fù)研究、“出錯(cuò)糾正，再出錯(cuò)再糾正”的怪圈，進(jìn)一步提高物理教育教學(xué)研究的水平、建設(shè)一支高水平的物理教師隊(duì)伍，建議采取以下措施.

4.1 對(duì)我國(guó)物理教育傳統(tǒng)研究成果再研究打造具有我國(guó)特色的物理教育研究品牌

從建國(guó)到現(xiàn)在近70年來，雖然我國(guó)物理教育有起伏、有曲折，但是廣大物理教育工作者在物理教育教學(xué)研究中積累了豐富的智慧和難得的經(jīng)驗(yàn).如兩鏡成像、覆杯實(shí)驗(yàn)、超級(jí)碰撞等經(jīng)典物理學(xué)科問題的討論，朱正元的“自制實(shí)驗(yàn)”，劉炳昇的“創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”等等.這些成果不僅需要整理、吸收、應(yīng)用，更需要對(duì)已有成果的深入研究、發(fā)揚(yáng)光大，形成具有中國(guó)特色的物理教育研究成果和品牌.就拿本文所討論的兩鏡成像為例來說，可以從文獻(xiàn)中找出未解的物理問題繼續(xù)研究、開發(fā)兩鏡成像的教具、中學(xué)生兩鏡成像教學(xué)研究、物理教師兩鏡成像培訓(xùn)研究、兩平面鏡成像的元研究等等.

4.2 整合優(yōu)勢(shì)力量編寫高質(zhì)量教學(xué)論教材及時(shí)轉(zhuǎn)化推廣普及物理教育研究成果

由于教材的編寫、選用各自為政，導(dǎo)致已有的物理教育教學(xué)研究成果沒有及時(shí)轉(zhuǎn)化為物理教師的培養(yǎng)和培訓(xùn)內(nèi)容、已有的研究成果沒有及時(shí)在中學(xué)物理教師中推廣普及.教師在物理教育教學(xué)研究中不得不從零開始摸索前行，重復(fù)研究，造成大量的浪費(fèi).為改善物理教育教學(xué)研究中低效的現(xiàn)狀，需要有關(guān)部門重視高校教學(xué)論教材建設(shè)，設(shè)立物理教師培養(yǎng)教材編寫、使用、監(jiān)管的機(jī)構(gòu)，統(tǒng)整學(xué)術(shù)造詣?shì)^深的專家編制精品教材，在全國(guó)推廣，并定期進(jìn)行修訂，把最新研究成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，讓職前中學(xué)物理教師、一線中學(xué)物理教師及時(shí)了解，避免他們?cè)趯I(yè)化發(fā)展中走彎路、走回頭路.

4.3 實(shí)施物理教育期刊分層分類管理促進(jìn)物理教育研究向“縱深”發(fā)展

目前基礎(chǔ)教育階段的物理教育專業(yè)期刊面向所有的物理教師，服務(wù)對(duì)象針對(duì)性不強(qiáng)；內(nèi)容涉及到物理教育教學(xué)的方方面面，期刊間欄目區(qū)分不明顯；期刊層次差別不大.這一定程度上降低了期刊對(duì)高水平的研究者吸引力、增加了提高論文質(zhì)量的難度.建議有關(guān)部門對(duì)期刊進(jìn)行分類分級(jí)管理，期刊級(jí)別錯(cuò)位發(fā)展、期刊研究方向更加聚焦，這樣一方面可以為高水平理論前沿研究成果提供集中展示的平臺(tái)，便于推廣；另一方面也使一線物理教師的實(shí)踐性知識(shí)在更大的范圍有用武之地.