2015年度中学物理教育教学研究综述讲解

2015年度中学物理教育教学研究综述

——基于《中学物理教与学》论文转载情况分析

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作者：

张海龙/马亚鹏

作者简介：

张海龙，中国人民大学书报资料中心（北京 100872）；马亚鹏，宁夏银川市第九中学（宁夏银川 750011）。

原文出处：

《物理教师》(苏州)2016年第20162期第2-6页

内容提要：

通过对中国人民大学复印报刊资料《中学物理教与学》转载论文的统计分析可以看出，文章来源较为广泛，源杂志所占篇目较多的依次为《物理教师》、《物理教学》、《物理教学探讨》等，从第一作者地域分布来看，江苏仍居首位。教育教学的热点集中于核心概念与学习进阶、有效提问策略、思维可视化、微课程开发、学习心理研究、教师专业发展等方面。

期刊名称：《中学物理教与学》

复印期号：2016年03期

关键词：

物理教育研究/人大复印报刊资料/中学物理教与学/转载/综述

一、统计分析

1.刊物转载排名

2015年中国人民大学书报资料中心复印报刊资料《中学物理教与学》共转载论文196篇，分布在34种刊物上。表1是排名前10位的刊物转载

情况，其中，《物理教师》、《物理教学》、《物理教学探讨》、《物理通报》、《中学物理教学参考》、《中学物理》等物理教学专业期刊转载文章总计123篇，占总数的62.8%，与往年持平。

2.作者单位、地域分布情况统计

以转载论文第一作者统计，63.3%来自中学，14.3%来自教育科研单位，22.4%来自高校。中学和教育科研单位的作者较往年有所上升，来自高校作者数量下降明显，这从某种程度上可以说明中学物理教研水平和教科研论文质量均在稳步提升。地域分布方面，依然是江苏作者较为活跃（65篇，占33.2%），以绝对优势居榜首，以下依次是浙江（32篇，占

16.3%）、北京（17篇，占8.7%）、广东（15篇，占7.7%）、福建（9篇，占4.6%o）、甘肃和上海（各6篇，占3.1%）。甘肃作为西部地区异军突起，成绩喜人。排名前列的省份总体占比有所下降。

3.基金项目文章统计

在转载的论文中，有69篇属于基金项目课题研究成果，占总数的35.2%，较往年大幅上升，某种程度上可以说明一线教师的课题研究积极性有所提高。

4.转载文章内容分类统计

2015年度转载文章按内容分类统计结果见表2。

由表2可知，研究过于集中在教法层面的现状并未得到改观，其他层面的研究亟待加强。

二、热点概述

1.核心概念与学习进阶

受西方科学教育思潮的影响，国内兴起了基于实证数据的核心概念与学习进阶研究。学科核心概念是组织整合学生自身内容的少数概念，是学生科学认识发展的核心，“核心概念超越了那些孤立而散乱存在的事实和技能，对减轻学生的认知负荷、促进学生形成对自然界的整体认识具有重要作用，能有效促进学生理解学科知识、建构学科体系”。[1]从促进学生科学素养发展的角度，重视物理核心概念在课程与教学中的作用，是面对知识爆炸的必然选择，对促进学生认知的整合发展有重要意义，与学生科学探究能力的发展密切相关。因此，需要学生从整体上建构物理概念体系，“在物理教学中应该选择并围绕‘少而精’的学科核心概念进行”。为了掌握核心概念，必须设置一些下位概念作为支撑，让学生通过循序渐进的学习最终掌握核心概念，这些下位概念即重要概念。但是选择哪些概念作为重要概念，学术界并无定论，乔通博士以“力学”概念教学为例，运用比较教育的方法，对科学教育中重要概念教学进行了国际比较研究，对课标修订和教材编写具有借鉴意义。[2]

科学教育的一个重要目标是促进学生从经验概念向科学概念的转变，掌握学科核心概念，这个过程就是学习进阶的过程。翟小铭等对构建学习进阶的本质问题与教学实践策略进行了深入的研究，指出学习进阶“是一个描述学生在知识学习和实践活动中连续地、更加熟练地发展的框架，这个框架的构建需要了解学习者是如何理解知识以及以何种方式理解这些知识的”，认为基于学习进阶的教学实践应该立足实现从学习过程到认知过程、从演变模式到演进模式、从课堂价值到课程价值的转变。[3]郑曼瑶等介绍了学习进阶的缘起，讨论了学习进阶的构成要素、特点以及在物理教学中的应用和启示，认为学习进阶由进阶变量、水平层次、学术表现和评价四个要素构成，学习进阶具有“基于现有的研究，围绕核心概念进行建构，依赖课程与教学、具有实证性，进阶路径不唯一”等特点。[4]目前，国内对学习进阶的研究，还处于理论探析阶段，仍有待深入研究，尤其是基于实践的研究成果还不多见。

2.物理教学有效提问

课程改革的推进呼唤教学模式的变革，对教学方式多样化的追求催生了人们对教师教学行为变革的理论思考与实践探索。教师基于问题任务的教学和有效的课堂提问有助于推动学生学习方式的转变，激发学生学习动机，培养思维品质。因此，课堂有效提问也是教师重要的教学基本功之一。王安民老师对课堂提问的观察发现，尽管教师在新课程背景下提问意识得到增强，

但也存在不少问题，突出表现为：“牵强附会造成背离问题属性，热闹浮躁导致远离理性思考，过多浅层设问让大脑处于休眠，高顶尖的问题必致‘曲高和寡’”“‘假’问题充斥课堂，干扰了‘真问题’的解决”，[5]并通过实例对物理课堂教学中的问题设计、提问方法和理答等提出了自己的观点。薛义荣老师对提问的方法进行了深入思考，[6]他提出了情境化设计、趣味化设计、针对化设计、层次化设计、实验化设计等5种常见的问题设计策略。彭前程先生着重研究了探究问题的导入及提问的策略，认为“好的探究问题需要教师恰当地引导”，教师可以通过观察、活动、资料展示、讲述等方式导入要研究的问题。他区分了问题的封闭性和开放性，并探讨了其作用，指出教师运用问题可以“激发兴趣和动机、引导学生对观察到的现象进行讨论、引导学生就各自的解释进行讨论、引导学生在新情况下应用新知识进行讨论”，[7]以使学生积极参与探究，提高科学探究能力。就已有成果可以发现，一线教师对物理有效提问的研究，尚处于经验描述阶段，缺乏基于学习心理学的分析。另一方面，对课堂提问促进学生深度学习和思维能力发展等问题的研究不足。

3.思维可视化研究

近年来，思维可视化工具（如概念图、思维导图、观念地图等）以其独特的优势被应用于学科教学，引起了研究者和一线教师的研究兴趣。这方面的研究主要分为两类。

一是对思维可视化工具及其功能的介绍。陈宗成老师结合初中物理概念生成的可视化表征详细介绍了思维地图的功能、类型和画法。根据语义学和认知心理学原理建构的思维地图，“按照人天然的思维习惯，用图形的形式，直接画出概念建构的思考过程，促进对概念的建构理解和直观把握”

[8]。由于初中学生“抽象思维能力发展滞后于概念生成的需要”以及“物理概念教学方式滞后于个体学习方式改变”给概念生成带来困难，而思维地图能够“通过图形显示，在形象思维与抽象思维间形成可视化的思维链条，既提供了形象支持以调出有关经验，又进一步推动经验的抽象归纳”，充分发挥两种思维的长处，降低概念建构的难度。八种类型的思维地图对应于物理概念的八种建构过程：用流程图可实现概念指向性生成的可视化表征，用桥型图可实现概念形象性、类比性生成的可视化表征，用起泡图可实现概念完整性、抽象性和反思性生成的可视化表征，用圆圈图可实现概念鉴别性、根源性生成的可视化表征，用双起泡图可实现概念辨析性生成的可视化表征，用树形图可实现概念同化性、顺应性、并列性生成的可视化表征，用括号图可实现概念体系结构性生成的可视化表征，用复流程图可实现概念因果性、创造性生成的可视化表征。

二是运用思维可视化工具辅助课堂教学。这方面的研究成果较多，主要讨论在教学的什么环节或阶段使用可视化工具以促进教学。如田小飞老师将思维导图运用于备课，实现了高效备课，具体做法有：“阅读教材内容，创

建思维导图；研读课程标准、教师教学用书，创建思维导图，形成三维教学目标；研究学情，创建思维导图，寻求最近发展区”。[9]王素云老师在记笔记、解决疑难问题、引导学生多角度分析问题时运用了思维导图。[10]鲁信老师则在课堂小结、专题复习、习题教学和科学探究中运用了思维导图。

[11]

4.物理微课程开发

时下，“微课”“慕课”“翻转课堂”等基于微视频和网络技术为载体的新教学手段风靡全国，又有自上而下的、由教育行政部门推动的“一师一优课、一课一名师”活动推波助澜，加速了教育信息化的发展，使“信息技术与学科课程的深度融合”这一理念迅速地进入了中小学的教学实践领域。《中学物理教与学》第9期以专题的方式精选了一线教师关于微课程开发方面的研究成果。商俊博老师以“楞次定律”为例，详细介绍了自己设计、制作物理微课的经验。[12]李泽钦、王笑君老师针对微课开发过程中缺乏系统化、模块化制作的现状以及传统习题教学的不足等问题，提出了系统化地构建习题微课的思路与方法，并构建了物理习题微课的学习模式和教学实现方法。[13]刘金易、耿建老师则制作了丰富的物理实验微课视频，并按照一定的章节和脉络将各类实验微课视频组织归纳上传到物理微课网，供学生自主学习。[14]他们还介绍了物理实验微课制作的技巧，值得初学者借鉴。

与一些微课开发处于经验摸索不同，伊亮亮、董玉琦老师在CTCL范式指导下，运用前概念、概念转变等领域的相关研究成果，探索优质微视频学习资源的开发路径，并以初中物理“光现象”单元学习为例，进行了实证研究。[15]研究表明，依据CTCL研究范式的基本理念设计的开发路径所开发的学习资源能够有效地促进学习者发生概念转变，提升学习效果。同时，“学习资源的品质不是简单地由开发路径决定的，在开发过程中还需要有明晰、可靠的理论指导”。

5.物理教学评价

评价一直是物理教育研究中的薄弱环节，尤其是过程性评价和发展性评价等的研究明显落后于课程改革。2015年的转载文献中，评价研究有了一定的发展。

一是由对终结性评价的关注转向对过程性评价的深入探讨，表现性评价的建构成为热点。“表现性评价要求学生完成一个真实的任务，或制作一个作品以证明其知识与技能等，即让学生在真实情景中去表现其所知与所能。”[16]陈浩、吴秋瑛老师设计并建构了基于标准的初中物理实验操作能力表现性评价框架。该框架由两部分组成，一部分是表现性检测的分项评分法的评分规则，按学生的表现水平赋分，每一个表现水平均有特定的行为描述和操作特征；另一部分是中学实验能力表现性评价要素表，每种要素都有相应的评价标准。需要指出的是，这两个评价量表的建立需要和具体的实验

相结合，进而制定出评价细目表，以更好地指导实践。周佳瑜老师的评价任务设计采用的就是这种方法。[17]

二是借鉴认知心理学中的SOLO分类理论，对学生的认知发展水平和思维能力进行诊断和评价。SOLO分类理论指“可观察的学习结果结构”，是一种以等级描述为特征的“质性”评价方法，研究者主要依据该理论进行物理开放型试题的编制与评价以及学生物理学习诊断和教学改进。肖燃、朱行建老师“依据SOLO分类理论设计的开放题，从试题建构到评分均具有较强的可操作性，解决了开放题的建构与评分的一致性问题”[18]。程柱建老师将高考实验试题考查的相关能力要求对应到SOLO理论为基础的其中4种能力层次中，提供了研究高考实验试题的新视角。[19]黄晶老师借助SOLO分类理论对一道保送生试题进行了分析，有助于解释高难度问题解决的心理过程，对教学的实施有很好的启发意义。[20]

6.物理学习心理研究

了解学生的物理学习过程，客观表述并科学解释学生物理学习心理现象和规律有助于提高物理教学质量，近年来，物理学习心理的研究逐渐成为热点，并逐渐超越“心理学+物理”的研究范式，呈现出多样化的特点。

一些学者基于学习心理学对学生物理学习错误和学习障碍进行了深入的探究，如白孝忠老师从信息加工心理学视角分析了学生物理学习深层次错误产生的原因，认为“呈现的物理信息过多，关键信息隐藏在物理习题中以及

呈现物理信息的方式复杂”会导致学生“从物理情境中提取信息发生障碍”；“长时记忆中的知识模糊，没有起固定作用的知识”以及“不按序列加工信息”和“逻辑加工过程发生障碍”等会导致信息加工错误。[21]还有人以高考实验题为例，将学生物理实验智慧技能障碍由低到高分为“定势思维、记忆建构、数学智慧技能水平低、缺乏物理意识、不理解实验原理、物理概念层次混乱、忽略物理规律关键特征、逻辑推理不当”[22]等八个方面，有助于教师诊断学生学习过程中的错误和思维障碍，提高教学的效率。

难能可贵的是，关于物理学习心理的实证研究的层次和水平均有所提高。如“文化重演论”曾作为一种重要的思潮引入到教育研究中，比较典型的提法是学生和科学家共同体概念形成过程中具有一致性或相似性。但是，基于实证数据的研究一直不多见，母小勇教授以实证研究的方法具体研究了中学生和物理学家共同体物理学概念形成过程的关联度，用科学实验和数据分析对上述观点进行“准判决性”实证，研究发现“中学生和物理学家共同体物理学概念形成的文生曲线具有高度的相似性”，这一研究“为中小学教师设计科学探究活动、研究性活动等提供参考”，“深化人类对真实情景中真实概念形成过程的机制与规律的认识”[23]。还有人研究了中学生物理学科问题分类表征层次[24]，这些研究加深了我们对学生学习规律的认识。

7.物理教师专业发展

经济社会的发展导致人们对优质教育的期望不断增强，优质教育需要更多高水平的教师，因而，各学校都非常重视教师的培养，教师专业发展研究是一个常谈常新的课题。学者们对物理教师专业发展的研究又表现为以下三个新的特点。

一是专家型教师对自身成长经历的反思。郑青岳老师发表的系列论文，通过自己从事教学研究的经验，翔实地提出了“用问题为教学研究确定目标”[25]“用理论提高教学研究的水准”[26]“用创新体现教学研究的价值”[27]等观点，给一线教师尤其是青年教师很多启迪，为教师在教学过程中开展教学研究提供了可行而有效的方法。

二是关注学术能力向教学技术的转化。王忠明老师根据教学范畴内的物理具有的科学性和教育性两重性的特点，指出物理教师需要将自己所拥有的物理学术形态通过一定方式转化为符合学生认知规律的物理教学形态，体现为教师教学技术的进益。[28]他认为实现这种转化的方式有七种：压缩的知识稀释化，静态的知识动态化，抽象的知识形象化，高难的知识台阶化，理论的知识实践（验）化，经验知识逻辑化，物理现象数学化。

三是探索名师共同体（工作室）的发展策略。张建奋老师以教学策略适切性理论为指导构建教师实践共同体，引导教师“合法”参与到课例研究中，学会用理论框架去分析课例，以提高教师的实践能力。[29]还有老师以

某地区的高中物理名师为研究对象，发现有特色、阅历丰富、擅长引领等是名师的共性特点，并提出了名师成长的五条有效途径。[30]

三、启示与展望

近些年来，我国物理教师参与教学研究的积极性不断增强，涌现出一批优秀的物理教学专家和研究人员，发表了大量优秀的研究成果，一些教师逐渐从“就事论事”的研究取向走向“就事论理”乃至“就理论理”式的研究，丰富和发展了本土化的物理教育理论。我们认为，物理教育研究还应有更为深远的发展。

1.对已有研究成果的梳理、总结、评价和反思

改革开放30多年来，我国的物理教育工作者在探索物理教育规律、优化物理教育模式的过程中，积累了丰富的经验和研究成果，这些研究成果散见于物理教育类研究期刊和学术论著之中，时至今日，需要从物理教育思想史的角度进行梳理、总结、评价和反思，唯此，才能够处理好继承与创新、借鉴国外理论与提升本土经验的关系问题，才能合理把握并超越我国物理教育工作者开创的研究传统，不断推进我国物理教育研究走向新的高度。

2.探索基于物理文化、教育哲学的物理教育研究

研读已有的研究成果发现，教师们对具体的、中微观的即“应该怎么做”“做得怎么样”的问题关注比较多，而对于“做什么”“为什么这样做”的问题重视不够、思考较少。尤其是基于物理文化、教育哲学的物理教

育研究成果偏少，从物理教育育人功能的角度探索物理课程设计、内容选择和教学策略的优质文献偏少，从一定程度上削弱了、阻碍了、遮蔽了物理教育育人价值的实现。

3.对物理课程与教学改革给予理论关照

物理课程与教学理论是一种规范理论，本身就有对物理课程与教学实践的指引、提升作用。因此，物理教育研究应当以理论思维、理论视角反观物理课程改革、物理高考招生制度改革、信息技术与物理课程融合等教育新政策、新思潮，从实践完善理论、以理论规范实践，让物理教学健康发展，让物理教育的目的真正落脚在学生的发展上。这也是物理教育研究者的使命和责任。

4.提高物理教育研究的科学化水平

囿于国内教育科学发展的实际，很长一段时间以来，物理学科教育存在着“教育学+物理”的研究方式，这种方式一方面满足于借鉴教育学理论并直接应用到物理教学中，另一方面又仅停留在对经验、现象的描述阶段，使得物理学科教育研究的科学化程度不高。因此，有必要根植于物理教育的实际，采用实证研究等方法扎实推进物理教育领域课题研究，加强大学物理教育专家和一线教师合作研究的层次和水平，攻克物理教育难题。

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原文参考文献：

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