2020年度中學物理教育教學研究綜述
——基于《中學物理教與學》論文轉載情況分析

張海龍 馬亞鵬

(1. 中國人民大學書報資料中心,北京 100872; 2. 銀川市第九中學,寧夏 銀川 750011)

1 統(tǒng)計分析

1.1 刊物轉載排名

2020年中國人民大學書報資料中心復印報刊資料《中學物理教與學》共轉載論文172篇,分布在33種刊物上．表1是排名前10位的刊物轉載情況,其中,《物理教學探討》《物理教師》《中學物理教學參考》《中學物理》《物理教學》《物理通報》等物理教學專業(yè)期刊轉載文章總計116篇,占總數(shù)的67.4%．

表1

1.2 作者單位、地域分布情況統(tǒng)計

以轉載論文第一作者統(tǒng)計,來自中學、高校和教育科研單位的比例分別是55.2%、22.7%和22.1%．中學作者依然是主力,教育科研單位的轉載占比較往年有所提升．地域分布方面,排名前五位的依次是江蘇(33篇,占19.2%)、北京(27篇,占15.7%)、浙江(25篇,占14.5%)、廣東(14篇,占8.1%)、上海(13篇,占7.6%),地域特征較明顯,但與往年相比有漸趨均衡之勢．

1.3 基金項目文章統(tǒng)計

在轉載的論文中,有71篇屬于基金項目課題研究成果(其中省部級以上課題成果34篇),占總數(shù)的41.3%,與往年大致相當．

1.4 轉載文章內(nèi)容分類統(tǒng)計

2020年度轉載文章按內(nèi)容分類統(tǒng)計結果見表2．

表2

課程與教材領域的文章較往年有所增加．

2 重點與熱點概述

2.1 物理核心素養(yǎng)的深化研究

物理學科核心素養(yǎng)的研究持續(xù)引發(fā)研究者關注,并逐步由對其要素的解讀介紹轉向了深入研究．

(1) 對物理觀念的爭鳴持續(xù)進行．

自《普通高中物理課程標準(2017年版)》(下稱“課標”)將物理觀念納入物理學科核心素養(yǎng),學術界對物理觀念的爭鳴就不絕如縷．《中學物理教與學》持續(xù)關注這一爭鳴,就目前的研究而言,研究者又重新回到“課標”本身,試圖從落實物理學科核心素養(yǎng)的角度展開討論．廖伯琴等認為“物理觀念總體而言是一種物理的自然觀,是在物理知識基礎上的提煉和升華”“物理觀念的學習目的是為了學習者能夠用相關知識去解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題”．[1]這一解讀和“課標”的論述是一致的．續(xù)佩君根據(jù)哲學對觀念“意識對外部現(xiàn)實的一種能動反映形式”的界定,認為“課標”所提及的“物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉和升華”實質(zhì)指物理觀念“是在被高度概括后達到的一種超越物理知識間一般性聯(lián)系且涉及存在(前提)性或本質(zhì)性的內(nèi)在關聯(lián)命題,可使用于對大量事物的判斷”．[2]還有研究認同“物理觀念也是物理知識的觀點”,認為“物理觀念與物理事實、物理概念、物理規(guī)律同屬于物理知識,是聚合和抽象程度更高的物理知識,是居于物理學科中心,具有超越課堂教學的持久價值和遷移價值的關鍵性概念或原理”．[3]

(2) 基于物理核心素養(yǎng)的教學實踐探索．

這些教學實踐探索,也逐漸克服了“求大、求全”和“冠名”式的研究而轉向了就某一具體素養(yǎng)的有效培育展開討論．高翔以“分子動理論的基本內(nèi)容”為例,討論了指向物質(zhì)觀形成的既符合物理邏輯又符合教學邏輯的教與學方式,指出“重視觀念的教學并不是將觀念等同于陳述性知識,它依然需要多樣化的學習方式通過體驗,內(nèi)化為一種認識,上升為一種品格”,[4]頗具啟發(fā)意義．有研究結合我國本土教學實踐情境,提出了“基于心智模型進階的導引式建模教學模式”,[5]該模式將建模教學分為“模型選擇與建構、模型檢驗、模型分析、模型應用和拓展”四個教學要素,強化教師在科學建?；顒又械囊龑ё饔?力求使學生經(jīng)歷建模過程的同時促進其心智模型的發(fā)展．

(3) 學生物理核心素養(yǎng)的測評研究．

學業(yè)質(zhì)量水平的提出為學生素養(yǎng)發(fā)展的評價提出了新的課題,評價作為一種價值判斷活動,單就技術性而言,首先是評價量規(guī)的制定,其次是展開真實的測評．學者們在這兩個方面都做了一些有益的探索．王煥霞制定了物理實驗能力表現(xiàn)性評價的標準,這一研究“結合物理實驗能力的基本要素和分類,分別對物理實驗操作能力、物理實驗條件能力、物理實驗記錄能力、表達實驗結果并最終解決物理問題能力開發(fā)了相應的能力表現(xiàn)標準”．[6]也有研究建構了高中生物理質(zhì)疑能力的評價框架．[7]劉曉坤、胡象嶺借助國外學者設計的“證據(jù)使用框架”構建了“概念復雜性”“規(guī)則精確性”“證據(jù)可靠性”和“推理有效性”4個維度的科學論證能力框架,并以“力和運動”等具體的物理內(nèi)容開發(fā)論證測試題,在對高一學生科學論證能力測試結果的分析表明,“大多數(shù)高中學生的科學論證能力處于中等水平,不同性別的被試科學論證能力不存在顯著性差異,科學論證能力與物理學業(yè)成就之間存在顯著的正相關”,[8]這一研究說明科學論證能力和物理學習之間具有相互促進的作用,對深入開展基于科學論證的物理教學具有借鑒意義．

2.2 高中物理新教材研究

2019年,根據(jù)“課標”編寫的高中物理新教材經(jīng)國家教材委員會專家委員會審定通過后正式出版發(fā)行,教材編者及物理教師展開了對新教材解讀、教材比較和使用方面的研究．

(1) 對高中物理新教材的解讀．

對“教材編寫是如何凸顯物理學科核心素養(yǎng)的”這一問題的回答既是新教材編者要明晰的首要問題,也有助于教師提高“用教材教”的能力．彭前程列舉了“人教版”新教材在物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任等方面的編寫方式,還就教材中學習活動的設計、STSE思想的滲透以及融入我國科技進步等編寫特點展開了具體的分析．[9]廖伯琴以幾個案例對新教材凸顯物理學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面的設計做了介紹．[10]總體上來看,這類分析主要圍繞對教材編寫特點的推介展開,至于教材的結構、特色以及蘊含的育人因素等,仍需進一步深入研究．另外,基于新教材的教學改進研究還不多見．

(2) 物理教材對比研究．

較之于教材解讀,物理教材對比研究則圍繞某一主題或視角切入教材文本本身,更為系統(tǒng)、細致地就某一具體問題展開翔實的論證．在教材對比研究中,尤為鮮明的一個特點是對比分析新舊教材在落實物理學科核心素養(yǎng)方面的程度、水平和特色,如張雪等運用量化與質(zhì)性相結合的研究方法對21世紀以來我國三版物理教材中科學本質(zhì)內(nèi)容的變遷做了研究,指出“在數(shù)量上科學本質(zhì)的表征維度覆蓋度逐漸變廣,各表征維度出現(xiàn)頻次呈增長趨勢;在特點上,科學本質(zhì)涉及內(nèi)容的明確性逐漸增強,但準確性有待提高”．[11]教材對比研究也關注到了“課標”的變化,如“課標”對實驗內(nèi)容做了重要的調(diào)整,除了規(guī)定必做實驗外,還優(yōu)化了科學探究的要素,這也反應到了教材編寫中,有研究具體對比了新舊教材力學實驗內(nèi)容的編寫,指出“新教材更重視培養(yǎng)學生的科學思維及科學探究能力”．[12]再如“課標”對學業(yè)質(zhì)量水平的重視折射到教材中則表現(xiàn)為例題、習題編寫在數(shù)量、類型上的增加和情境設計方面的優(yōu)化,有學者對比研究了新舊教材習題編寫的變化,指出新教材在習題部分“設置大量情境、增加圖像表征類型和數(shù)量、增加實驗探究類題目以及在設置問題時側重引導學生推理和論證”等特點．[13]郭慶、喬翠蘭對比研究了新舊4個版本的物理教材具體體現(xiàn)核心素養(yǎng)的水平,指出“兩版新教材(人教版和魯科版)都大大增加了習題數(shù)量,在全面考查核心素養(yǎng)的同時又有不同的側重”．[14]還有研究具體分析了人教版物理新教材習題配置特點,尤其對習題配置提出了較為專業(yè)而又有針對性的建議,[15]對教材編寫和使用均有借鑒意義．我們通過研讀新教材也發(fā)現(xiàn),新教材在某些內(nèi)容的編寫邏輯或表述方面借鑒或采納了教材研究的成果,這也凸顯了教材研究的價值．

2.3 物理深度學習與精準教學

人工智能的發(fā)展引發(fā)人類學習觀的轉變,深度學習與高階思維能力培養(yǎng)日漸引起人們的重視,基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學改革誘使研究者試圖通過“大數(shù)據(jù)”平臺實施精準教學,這些教育思潮也投射到物理教學研究中,引發(fā)了對物理精準教學與深度學習等方面的討論,甚至成為研究熱點．

(1) 深度學習理念在物理教學中的體現(xiàn)．促進學生深度學習的前提是教師需要深度教研、深度備課并以有效的教學策略調(diào)動學生的高階思維．張世成、倪志鋒認為“深度學習必然是觸及學生心靈、深入思維內(nèi)核、體現(xiàn)學習挑戰(zhàn)的學習”,為此,教師在開展教研活動時,應圍繞“如何制定指向思維發(fā)展的學習目標、如何確定觸及學生心靈的學習任務和如何體現(xiàn)學習挑戰(zhàn)的學習評價”等方面展開深度教研以成就深度學習．[16]“新冠”疫情致使“停課不停學”客觀上促進了“線上教學”的發(fā)展,但是直播教學的“低效”亦為人所詬病,為改進物理直播課堂,有研究者提出了契合深度學習理念的生活化直播教學方式,[17]將真實的生活情境拍攝為視頻或直接在戶外進行專門的直播,在此過程中,啟發(fā)學生的思考、討論,將封閉的直播變成了探索發(fā)現(xiàn)的平臺．還有研究對指向深度學習的物理實踐作業(yè)[18]、學習評價[19]等展開了初步的探索,至于物理深度學習的內(nèi)在機制、實現(xiàn)條件等原理性的探討還較為匱乏,需要進一步借助認知心理學等開展跨學科的實證研究．

(2) 通過項目式學習實現(xiàn)深度學習．

項目式學習因其以真實情景為載體,通過驅動性問題促使學生主動探究,自主完成成果生成、知識建構的過程,被認為是觸發(fā)深度學習的重要途徑．李振文等在綜述國際科學教育對項目學習特征的基礎上,提出基于項目學習的物理教學需符合“問題驅動、主動探究、成果生成、知識建構”4個特征,并設計實施了牛頓第三定律“押加比賽”項目,[20]為項目學習與物理課堂教學融合開展提供了很有裨益的探索．黃躍濤對基于項目化學習的物理實驗教學設計展開了研究,指出項目化學習過程具有“培養(yǎng)高階思維、促進知識內(nèi)化、開發(fā)學生頭腦和激發(fā)學生科學態(tài)度與責任感的生成”等優(yōu)勢．[21]我們對項目學習研究的元分析發(fā)現(xiàn),主要有兩個問題值得研究者關注,一是真正開發(fā)出符合物理學科特點及學生認知發(fā)展水平并與課程內(nèi)容相適宜的項目學習實踐案例,二是在項目學習開展的過程中應重視科學解釋、技術應用、數(shù)學表征、工程設計等STEM科學實踐活動的內(nèi)核,使項目學習真正促進學生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展．

(3) 物理精準教學的技術路線與方法．

曹寶龍考查了精準教學的發(fā)展與實施,提出精準教學并非是新的教學理論,而是行為主義學習理論的應用,“精準教學應該體現(xiàn)在教學目標、教學過程、鞏固練習和考試評價等各個環(huán)節(jié)”,[22]教師可以借助信息技術平臺輔助采集、分析學生學情信息,給學生以適切、個性化、更精準的指導．互聯(lián)網(wǎng)時代技術手段的進步,促使學情診斷、知識圖譜建構和即時反饋等成為可能,對教學的促進作用是顯而易見的．不過,單靠技術是不夠的,精準教學的開展更需要教師的實踐智慧,正如梁旭的研究所揭示的,即使是要做到精準練習,都需要教師掌握“從教學功能和素養(yǎng)要素及學業(yè)水平角度分析題目”的能力,[23]這在更深層指向了教師的專業(yè)素養(yǎng)．

2.4 物理單元教學設計

單元教學被認為是核心素養(yǎng)時代整合和落實課程目標的關鍵,是走向深度學習的有效途徑,是撬動課堂轉型的支點,引發(fā)了物理教育研究者的研究熱情,發(fā)表了較多研究成果．就目前的研究而言,主要圍繞兩個方面展開．

(1) 圍繞大概念組織單元教學內(nèi)容．

學科素養(yǎng)的整合性決定了單元教學內(nèi)容的系統(tǒng)性與結構化,圍繞大概念實施單元教學已成為基本共識,蔡鐵權、鄭瑤指出應依據(jù)“學科課程標準、學科教材內(nèi)容、學生實際情況和物理觀念的達成”選擇單元設計的主題,認為“將物理觀念作為物理教學的主線來劃分單元,是最適切的選擇”．[24]駱波提出了“解讀課程體系結構,分析認知心理層次,規(guī)劃概念進階路徑”的單元知識結構化的方法．[25]對于以大概念為統(tǒng)領對單元學習過程的規(guī)劃,張玉峰結合學習進階研究指出“學習進階是單元學習過程設計的依據(jù)”,[26]在單元學習過程設計中,要系統(tǒng)規(guī)劃知識銜接及單元內(nèi)認知邏輯,系統(tǒng)規(guī)劃伴隨知識學習的思維發(fā)展,并基于關鍵點系統(tǒng)設計學習方式,其內(nèi)在要求則是從物理情境創(chuàng)設、知識內(nèi)容安排、學科核心素養(yǎng)和學習方式等諸方面對單元學習各層級展開詳細描述．

(2) 采用基于理解的逆向單元教學設計策略．

“逆向設計”是一種“以終為始”的教學設計思路,指在開始時就明確預期的學習結果,并確定相應的學習表現(xiàn)以獲得學習發(fā)生的證據(jù)以評估學習目標的達成標準,這種設計強調(diào)教師是培養(yǎng)學生用表現(xiàn)展示理解能力的指導者,對實施以學習為中心的教學具有促進作用．任虎虎將這一理論用于單元教學設計,開發(fā)了“拋體運動”單元設計的案例,并提出了相應的教學策略,[27]這一研究可作為“范例”,能對單元教學設計提供借鑒．其他的一些研究也設計了具體的案例,但對單元設計實施的實證研究還不多見,研究者需要進一步評估單元設計在促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展方面的作用,進而優(yōu)化單元設計,同時還需要處理好單元設計與具體課時之間的關系,避免出現(xiàn)“兩張皮”的現(xiàn)象．

2.5 物理新高考評價體系

2019年,教育部考試中心頒布了《中國高考評價體系》,提出了“一核四層四翼”的高考評價體系,是我國高考內(nèi)容改革的實施路徑．新評價體系一經(jīng)發(fā)布,就引起了研究者的關注．

(1) 新高考評價體系的物理學科化解讀．

程力、李勇參照高考評價體系的框架,依據(jù)“課標”和高校人才選拔要求,遵循學生認知規(guī)律和物理學科特點,從物理學科考試的功能定位、考查內(nèi)容、考查要求和考查載體等方面,探索高中物理學業(yè)水平選擇性考試物理學科內(nèi)容改革的實施路徑,促進物理學科考試實現(xiàn)由“知識能力立意”評價向“價值引領、素養(yǎng)導向、能力為重、知識為基”評價轉變,以期提升物理學科考試質(zhì)量,推動高考綜合改革落地,助力高中物理育人方式改革．[28]這一研究整合了物理學科核心素養(yǎng)與原高考大綱對學生能力的考查,提出了理解能力、推理論證能力、模型建構能力、實驗探究能力、創(chuàng)新能力等5種關鍵能力．在考查載體上,強調(diào)分層分類以生活實踐情境和學習探索情境設計試題的情境,力求在真實問題情境中考查學生的物理問題解決能力和學科素養(yǎng)．張春麗依據(jù)相關物理教學理論,分別界定了上述5種關鍵能力,使高考評價體系中的關鍵能力更加具體化、可操作．[29]

(2) 新高考評價體系在高考物理試題中的體現(xiàn)．

蔣煒波、趙堅結合近年來的高考試題,具體分析了高考物理試題是如何體現(xiàn)基礎性、綜合性、應用性和創(chuàng)新性的,強調(diào)教師的教學應“體現(xiàn)核心價值的引領作用,貫徹落實物理的學科素養(yǎng),關鍵能力要過硬,必備知識要扎實”等．[30]他們還具體研究了試題命制如何考查科學思維等問題．[31]有研究也具體分析了高考評價體系在2020年高考物理試題中的體現(xiàn)．[32]此外,基于新高考評價體系的物理復習課教學亟待深入扎實的研究．

2.6 物理教研創(chuàng)新與教師發(fā)展

素養(yǎng)時代的教與學對教師專業(yè)能力和專業(yè)智慧提出了更高的要求,教學研究活動是促進教師職后發(fā)展的重要途徑,實踐中教師每年參與教研活動的次數(shù)不在少數(shù),但卻普遍存在著主題不明確、系統(tǒng)性不強和實際參與度不高等現(xiàn)象．可見,如何有效組織真正能使教師獲得發(fā)展的教研活動,是值得討論的問題．陸伯鴻基于對深度教研“指向真實問題,規(guī)劃教研主題,設計系列活動,精準專業(yè)指導,助推教師成長”特點的論述,提出了深度教研運作的“螺絲釘”模型,并將教師的參與度按水平劃分為“話題引導、問題引導、工具參與、任務參與、項目參與”5個層級,其所要求的深度教研至少應該達到“任務參與”的水平,通過“從‘同課異構’到‘同課再構’和從‘同單元命題異構’到‘同單元命題重構’”兩個教研案例,展示了上述模型的實踐應用．[33]這一研究體現(xiàn)了深度教研活動頂層設計的重要性．

實踐層面上,一些教研部門和名師工作室也分享了組織教研活動的創(chuàng)新方法,如張世成名師工作室的“證據(jù)物理”,蔣天林名師工作室以“問題導向課題教學模式建構”為抓手的教研等．[34]再如有研究提出的物理科普名著閱讀為線的教研員培訓,[35]還有 “辯課”深度教研模式等,[36]也都有一定參考價值．實際上,教師參與教研獲得專業(yè)發(fā)展需要教師自身擁有較強的發(fā)展愿望和“內(nèi)驅力”,從組織上應該建設有共同發(fā)展愿景的教研共同體,深層則要培育教學學術文化,這種教學學術文化,“應當弘揚科學精神,倡導真理面前人人平等的理念,并在辯理研討的過程中,真正形成風格鮮明的‘學術共同體’,使得物理教研活動成為分享經(jīng)驗和智識,成就教師自我的教學學術活動”．[37]

3 啟示與展望

3.1 物理學科育人的課程實現(xiàn)

落實立德樹人根本任務,為黨育人、為國育才是新時代我國教育鮮明的價值觀.近年來,國家下發(fā)了關于教育改革方面的諸多文件,其內(nèi)在精神與育人密不可分,反映到學科教育之中,就是學科育人價值的課程實現(xiàn)．物理學科的育人價值反映在認知價值、發(fā)展價值、精神價值和審美價值諸方面,這些育人價值轉化的路徑,在根本上是以物理學科核心素養(yǎng)統(tǒng)領課程實施的全過程．為此,物理教育研究者不僅要關注“教什么”“怎么教”的問題,更應在更上位的層面上思考“為什么教”的問題,從而使“物理學科教學”在真正意義上上升至“物理學科教育”．物理教育研究者在關注物理學科本體價值的同時,也要關注以下方面:一是物理與人文．深入挖掘物理學科所蘊含的人文精神和文化內(nèi)涵,將社會性科學議題引入課堂,培養(yǎng)學生求真向善臻美的科學態(tài)度與社會責任意識,做好物理文化傳承．二是物理與技術．將科學教育與技術教育相融合,在強調(diào)物理學科核心素養(yǎng)的同時也關注學生工程思維、技術素養(yǎng)的形成,為學生將來的科學決策能力奠基．

3.2 物理思維教學的深化研究

我國的物理教學有著優(yōu)良的傳統(tǒng),尤其是特別注重物理概念、物理規(guī)律的教學,倡導將物理知識講“透”,但在物理思維能力培養(yǎng)上存在“短板”,在研究中也往往將物理思維、物理方法和物理思想相混淆,籠統(tǒng)地稱之為思想方法或思維方法．這些傾向都不利于學生物理思維能力的培養(yǎng)．“課標”將科學思維作為物理學科核心素養(yǎng)的重要維度,并將模型建構、科學推理、科學論證和質(zhì)疑創(chuàng)新作為重要的科學思維．為了深化物理思維教學,則有必要對物理知識、物理方法和物理思維之間的關系進行理論分析,對物理思維教學的方式、路徑做具體的研究,最好能夠以實證研究的路徑來檢驗理論假設,以提高物理思維教學的科學性．

3.3 物理教育研究的元分析

自物理學科核心素養(yǎng)的理論提出以后,物理教育研究者和物理教師對其傾注了極大的熱情,發(fā)表了大量冠名以物理核心素養(yǎng)的論文,這些論文,或為理論論證,或為實踐案例,或為測量評價,一方面反映了物理教學學術的繁榮,但在某種意義上也是學術浮躁的表現(xiàn)．因此,我們需要知曉大家在討論什么,討論是在什么前提和背景下發(fā)生的,以及討論的結果是什么,這就需要對已有研究成果進行元分析,胡揚洋博士發(fā)表的物理教育思想史研究可看成元研究的一種．元分析作為一種研究方法,在心理學等領域已有非常成熟的應用,物理教育研究可以借助這一方法對物理教育領域的核心課題和熱點問題展開分析,以及時獲取對相關問題的基本認識,進而推動物理教學學術的進一步發(fā)展．

3.4 新課標、新教材、新高考研究

高中物理新課標、新教材、新高考逐漸走向了實踐,從“三維目標”到“物理核心素養(yǎng)”的教育價值觀的螺旋上升,重整后的課程結構,新修訂的教材以及新的學業(yè)質(zhì)量標準,這給物理教學實踐帶來了挑戰(zhàn),也對物理教學研究提出了新的課題．義務教育課程標準修訂已近尾聲,預計于2021年發(fā)布,對義務教育物理課程標準修訂的解讀與使用也將是未來研究的一大熱點．希冀物理教育工作者以“扎根田野,長程發(fā)展,做真學問”的教育情懷、教研理念和發(fā)展愿景,服務于物理教育教學改革與發(fā)展,共同提高我國物理教育的質(zhì)量．