物理课程与教学研究30年：回顾、反思与展望，本文主要内容关键词为：教学研究论文,物理论文,课程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
随着20世纪70年代末的改革开放，我国教育的振兴和学术研究的发展，课程与教学论的研究取得了丰硕的成果。
中学物理课程与教学的研究在这三十年的宏观背景中也经历了一个不断成长的过程。尤其近十年来，研究成果不仅在数量上有了较大的增长，而且研究内容、视角、思路和方法均有所突破，学术水平不断提高。为了使物理课程与教学的研究成果能够真正为基础教育的物理课程改革服务，与国际科学教育的同行交流和共享，我们需要对近三十年的成果进行梳理和总结、反思和展望。对其回顾、反思并在此基础上做些前瞻，应该是具有典型意义的。[1]
二、研究方法
本文采用文献法，主要对改革开放以来到2009年共30年间，期刊上发表的文章、著作（节选）等进行挑选和研究。其中以期刊为主，原则上从CSSCI来源期刊、中国人民大学复印报刊资料、核心期刊、中国教育学会物理教学专业委员会会刊等权威期刊和本学科教学有影响的刊物中选取。
本研究在初选约300篇文献的基础上采用特尔斐法，通过电子邮件的形式征求本领域18名专家的意见，进一步筛选出在不同时期、不同方面最具价值的文献约100篇。
特尔斐法又称为专家意见征询法。该方法采用一定的程序，匿名和反复函询的方式进行，拟定调查提纲，提供背景资料，经过几轮的征询和反馈，使不同意见渐趋一致，最后汇总，从而得出统一的预测结果。其特点包括：（1）匿名性，整个过程采取函询方式，专家之间不直接交流，彼此匿名发表意见。有利于创造一个平等自由的氛围，使得个人意见得到充分发表，提高预测的质量。（2）反馈性，整个过程中采用多轮征求意见，每次征询后将本轮情况反馈给每一名专家。通过反馈，专家能够了解全体建议的倾向以及其他专家的理由，有助于互相启发、集思广益。（3）量化性，特尔斐法虽然是定性的方法，但也采用一些简单的统计方法汇总意见。被征求意见的专家一般不少于10人，对一些重大课题的预测和评价专家可达百人以上。特尔菲方法应用范围很广，包括自然科学和社会科学许多重大研究领域。
笔者在此基础上分析总结，得出如下结果。
三、研究结果
本文通过对初选300篇文献的归纳，尤其是对100篇文献的重点分析，结合改革开放以来我国基础教育课程改革的几次重要历程，将30年物理课程与教学的研究过程，大致可分为三个阶段：从1978至1985年为第一阶段即恢复与奠基；从1986至1999年为第二阶段即继承与发展；从2000至2009年为第三阶段即繁荣与开拓。下面分析每一个阶段的基本情况和特点。
（一）第一阶段：恢复与奠基（1978-1985年）
1.恢复符合国情的物理教学
改革开放初期的70年代末，基础教育百废待兴，物理教学也急需正本清源。如何看待当时中学物理教学存在的问题和产生的原因，如何继承和发扬新中国成立以来（1949-1977年）中学物理教学的好传统，是当时人们需要思考和解决的问题。
雷树人总结了我国中学物理教学的传统：重视基本概念和规律的教学，加强演示和学生实验，强调理论联系实际，重视培养学生的能力。[2]汪世清针对“十年动乱”给物理教学造成的破坏，提出了恢复和振兴的三点看法。树立对学生全面训练的观点，这里的“全面”包含着科学知识的传授、科学态度的培养、科学方法的锻炼和科学思维的发展。从思想上重视物理教学中的实验。利用现代化教学手段改进中学物理教学的方法。[3]倪汉彬和束炳如对物理教学中的各种矛盾和关系，提出了六条教学的基本原则。[4]阎金铎论述了物理课程的启发式教学，指出：启发式教学不仅仅是一个教学方法的问题，而是一个教学思想的问题。贯彻启发式教学还必须结合物理学的特点，抓住关键：一是观察、实验，二是思维，三是运用。[5]
上述专家的分析和总结，对“文化大革命”后物理课堂恢复到正常的教学秩序具有重要和积极的作用，使当时的物理教学有了“主心骨”，也为物理教学走上正轨指明了方向。同时，他们的观点为其后我国物理教学的发展奠定了基础。迄今的物理教学在许多方面仍然贯彻和落实着他们提出的观点和看法。
2.建立在经验基础上的物理教材教法
由于这个时期的中学物理教师队伍，无论在数量上还是在质量上都存在很大的问题，因此，总结和借鉴优秀物理教师多年来行之有效的课堂教学经验是非常必要的，可以使广大一线教师尽快胜任物理课堂教学，从而提高物理教学的质量。
例如，胡百良总结了提高物理课堂教学质量的四点教学法：充分的事实依据，严密的逻辑推理，生动的语言表述，科学的组织工作。[6]奕玉洁对如何调动学生的物理学习积极性问题，提出了相应的教学策略。首先，采用讨论法教学，把学习主动权交给学生；其次，培养观察兴趣，不断激发学生的求知欲望；最后，加强思维训练，充分发掘学生的学习潜力。[7]张善贤在谈到怎样突出重点的教学时指出：概念教学必须明确为什么这是重点，注意画龙点睛，分清主次抓住关键，举一反三比较鉴别和注意初高中的衔接等教学法。[8]袁哲诚在谈到如何发挥习题课的作用时指出：习题课应该加深理解概念，开拓学生思维，习题课应以学生活动为主，应注重能力的培养。[9]
1978年秋，中学物理新教材出版并开始使用。当时教师在教材使用的过程中遇到了不少困难，很难吃透和把握新教材。所以这个时期以教师掌握新教材为主要内容的教研活动十分活跃。关于教材分析的文章大量涌现，例如：平均速度教学刍议，关于静摩擦力问题的一个常见错误，电源电动势之我见，磁感应强度的矢量性与计算，关于安培力的微观本质，等等。
对物理教学方法的改革成了这一时期教改的中心和基本内容。其中影响较大的有：许国樑提出并试验的启发式综合教学法，辛培之提出的有序启发式教学法，安徽马鞍山二中进行的实验综合探索式教学法，辽宁鞍山一中开展的讨论式教学法，等等。[10]
显然，这个时期对物理教材教法研究主要是建立在优秀物理教师多年课堂教学经验的基础之上。因此，对物理课程的实施来说，无论是当时还是现在，都具有指导作用。经验型的教材教法为物理教学奠定了一定的基础。但是，这个时期的研究成果缺乏理论指导，研究方法不具有科学性，研究内容主要局限在课堂上的教，而没有深入到学生学习物理的认知领域，主题比较单一，涉及的范围比较狭窄。
3.强调和重视物理实验教学
刚刚粉碎“四人帮”之后，学校的物理仪器设备非常匮乏。为了解决物理实验教学中存在的这个突出问题，当时在教育部召开的中学物理教学仪器研究会上，朱正元作了关于自制教具的专题报告和表演，并提出实验教学首先要从实际情况出发，自己动手，就地取材，因陋就简，土法上马，开展群众性的自制教具活动。其次，利用“坛坛罐罐”当仪器，拼拼凑凑做实验。最后，自制仪器是否能做到“省工省料”这一要求，就要看我们能否充分掌握实验本身的关键、特点。[11]安忠和刘炳昇对实验教学的地位和作用、分类和要求等进行了详尽的阐述，指出：中学物理教学必须以实验为基础，中学物理实验能激发学生学习物理的兴趣和求知欲望；能为学生创设生动的物理学习情境；能发展学生的能力，使学生掌握科学方法；实验还有利于培养学生的科学态度和科学精神。[12]刘炳昇还就如何培养学生的观察能力提出了自己的看法。[13]林桐绰对如何培养初、高中学生的实验能力分别提出了自己的见解。[14]张宪魁对物理实验的方法论思想进行了初探，尤其对物理实验中的数学方法和思维方法进行了相关论述。[15]
关于物理实验教学的地位与作用、分类与要求、学生观察与实验能力的培养、实验的方法论等内容在这个时期的文献中都有精辟的阐述。可见当时的专家、学者和一线教师都非常关注和重视实验教学。一系列关于物理实验教学的研究对人们认识、理解和有效地开展中学物理实验起到积极的作用，为实验教学的发展奠定了重要的基础。
（二）第二阶段：继承与发展（1986-1999年）
为深化我国基础教育改革，培养社会主义现代化建设的人才，1986年4月12日六届全国人大四次会议审议通过了《中华人民共和国义务教育法》。它以法律的形式确立了20世纪90年代在全国普及九年义务教育的目标。在此背景下，我国物理课程与教学的研究进入一个新的阶段。
1.出现具有一定理论指导的物理教材教法
物理教学是中学教学实践中遇到困难最多，教师参与研讨最活跃的内容，如何进行物理教材教法的改革，促进教学质量的提高是各个时期人们思考的问题。在这一时期教育心理学及认知科学对物理教学提供了一定的理论指导。一些研究者和一线教师在相关理论的启发下，对实践进行了各种各样的思考和尝试，取得了一定的成果。
以认知心理学理论和美国G.波利亚的“怎样解题”理论作为依据，郑青岳对物理问题与解题的成功与受阻的原因、一般过程和解题途径的基本模式等进行了分析与探讨。[16]20世纪70年代，西方学者通过大量的调查发现儿童在学习科学前头脑中就具有“相异构想”，如何针对学生的这种“相异构想”进行物理教学，促成学生认知结构的同化和顺应，范丰会提出了自己的看法。[17]视觉规律是心理学中关于人的感知的一个规律。如何利用视觉的判断、干扰、方向、平衡和识别等特点进行物理教学，梁旭提出了自己的观点：重视视觉感知的特点和规律，突破视觉的负效应，[18]并将自己的观点付诸实践。
“遵循学生认知规律改革物理教学”“元认知在中学物理教学中的作用及其培养”等文献也都反映作者试图运用一定的理论指导物理教学。另外，从物理学自身出发，深入剖析概念的历史、结构与特征，寻找其内涵和外延等，以此指导物理概念教学。另外，对物理教学如何渗透物理方法，剖析物理教学中课堂提问的目的、意义、类型、策略等，探讨物理教学软件结构的制约因素与建构原则等文献都具有一定的理论意义。说明在这个时期对物理教学的研究逐渐由经验型向具有理论指导的方向变化，物理教材教法的研究在不断深入。
2.实证研究初见端倪
多年来在中学物理教学中，判定学生的思维水平，一直存在着以经验代替科学的倾向。[19]但是，这种现象在第二阶段发生了一定的改变，各种定量研究开始运用到对教学的研究之中。
例如，郭玉英等对物理思维能力的因子分析模型及主因素进行了研究，其成果在研究方法上具有引领作用。作者在文献中阐明了物理思维能力的概念，对物理思维能力结构采用了因子分析模型进行模拟，以中学生为样本进行测试，通过统计分析找出了构成物理思维能力的3个主要因素，即建立和运用物理映像的能力，物理概括能力，联想和发散思维能力。[20]乔际平等人采用知识等价排除法，用开底型试题对269名学生进行了能力测试，得到了学生能力级别分布。[21]段金梅等人则利用教材对学生思维水平的要求与学生成绩相比较，以教材对学生的要求当做评价的标准，把教材的要求用五个思维等级表示，结果发现我国中学生的物理思维水平与教材要求相比普遍偏低。[22]男女生学习物理的成绩存在差异的问题，很多教师在实践中都有感受。但是，这种差异的程度多大，具有什么特点，影响因素又是什么，在1991年袁海男运用教育统计的方法对这些问题进行了较深入地研究。[23]胡令用调查和观察的方法对物理学科尖子学生的元认知优势进行了分析，指出具有元认知能力优势的学生，学习的主动性、自觉性、自主性都较强。[24]这些结论为培养学生的元认知技能和能力提供了依据。
教育科学研究方法在物理教学研究中的运用，使研究过程更加准确、深入，结论更具有科学性和说服力，从而推动本领域的研究水平不断提高和发展。
3.初步建构具有中国特色的物理教育理论体系
为了反映国内当时的研究水平，为了建构具有中国特色的物理教育理论，在参阅、借鉴了不少国内、外学者的研究成果的基础上，这个时期由国内几名有一定成就的物理教育教学专家、教授编著了一套“物理教育理论丛书”。它们是《物理课程论》《物理教学论》《物理实验论》《物理思维论》《物理学习论》《物理能力测量与培养》。
该系列丛书六个分册分别从课程、教学、实验、思维、学习和能力评价的角度对物理教育的理论进行了系统的分析，在当时具有一定的科学性、新颖性、实用性。丛书在介绍有关理论和研究成果的同时，结合实例，给人以解决问题的思路与方法。[25]丛书的出版标志着物理课程与教学的研究承上启下，继往开来，理论水平达到了一个新的高度，也标志着具有中国特色的物理教育理论体系初步构建。
（三）第三阶段：繁荣与开拓（2000-2009年）
1999年6月《中共中央、国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》提出，要“调整和改革课程体系、结构、内容，建立新的基础教育课程体系”。2001年6月，《国务院关于基础教育改革与发展的决定》进一步明确了“加快建设符合素质教育要求的基础教育课程体系”的任务。于是，我国新一轮基础教育课程改革在世纪之交启动。物理课程与教学的研究也进入了第三阶段。
1.基础教育物理课程改革的内容成为热点
本世纪初开始的基础教育课程改革，促进和繁荣了对物理课程与教学的研究。教育部颁布的初、高中物理课程标准明确提出，物理课程的目的是提高全体学生的科学素养。围绕“科学素养与物理教学”本领域展开了一系列的讨论。如果将科学素养比拟为一座金字塔，那么科学知识犹如塔基，科学方法就是塔身，科学精神则是塔尖。物理教学的最高宗旨，就是为了构建这座宏伟的科学素养之塔而添砖加瓦。[26]由于新课程强调用科学探究的思想改革初、高中物理教学，关于“科学探究的教学以及探究式科学教学的本质特征及问题探讨”成为这一时期的热点话题。人们逐渐认识到科学探究体现了物理学的本质特征，是物理教学的重要组成部分，科学探究与物理知识的建构是统一的过程，科学探究能激发学生学习物理的内在动机，使学生有效地学习物理。[27]在试验区实施初、高中课程改革后，关于“高中物理新课程改革的实践与探索”、“初中物理新课程实施情况的调查报告”和“新课程物理课堂探究教学实施中的问题解决”等一系列课程实施方面的研究成果不断涌现。另外，“新课程理念下物理实验创新的问题”“高中物理新课程取向与物理教师教育”“新课程下中学物理教师的知识结构”以及“新课程物理高考考试大纲与课程标准的匹配性研究”等研究都反映出基础教育物理课程的改革是这一时期的热点。
2.物理实验教学的研究更加全面和深入
新课程改革倡导科学探究的教学思想，重在培养学生的创新意识和实践能力。物理实验作为物理教学中的重要组成部分，也是物理科学探究的重要思想和方法，对培养学生的科学素养具有重要的意义。新课程要求重视物理实验，还强调物理实验的创新。[28]由验证性实验教学向探究性实验教学的转变是一个重点，科学探究的若干要素如何渗透到实验教学中，关于这方面的研讨比较活跃。现代信息技术和现代实验技术的应用，例如，传感器技术、计算机技术、摄影摄像技术、多媒体技术、网络技术等推动了实验教学的发展。对学生实验操作能力及品质的发展研究、物理实验教学的评价策略的研究、国外中学物理实验教学的主要特点及发展趋势等也得到学者的关注和重视。张伟等针对常规实验，提出了“非常规实验”的概念，并研究了非常规实验的特点、教育价值以及如何开发等问题。
由此可以发现，关于实验的指导思想、目标、内容、手段、技术，学生的实验能力以及教学评价等在这个阶段都得到重视，物理实验教学的研究更加全面和深入。
3.关于学生学习的实证研究得到重视和发展
对学生来说，物理是一门难学的课程，其中的一部分原因来自传统的教学法，另一部分原因则是来自物理学科的特点。此外，学生本身的因素也对物理学习有重要影响。因此，关注学生的物理学习并采用各种定量方法进行研究，在这个阶段得到重视和发展。
例如，廖伯琴用口语报告分析法，研究学生解决力学问题时，其表征体系的动态特征，结果表明：问题解决者在解决力学问题过程中一般将建立4个不同层次的表征，并且在物理和数学表征层次所占时间显著多于在文字和朴素表征层次的时间。从而解释了来自学习者的因素对物理学习的影响。[29]张军朋采用问卷调查的方式，对理科学生的物理学科学习认识的差异进行研究。结果表明：大多数学生关于物理学科学习的认识处于较低的感性层次上；一些学生虽然认识到物理学是研究物质世界的，却不采用“寻求对物质世界的理解”这样的学习方法；不少学生将在物理学习上的成功归因于“兴趣”；许多学生只知机械学习而不知主动探求；学生学习效果差却不知反思学习方法。[30]母小勇通过成人与中学生的四个对比实验，研究了中学生概念形成的特点。结果是：成人与中学生科学概念形成过程均分为三个部分：振荡渐进期、高原期和突变期。每个部分的特点各不相同。[31]李春密根据实验操作能力的结构模型和各品质的外显表现，以智能品质为主线，就有关的物理实验操作能力的主要指标对高中学生进行了调查，得出相关结论。[32]王春凤等运用集中度分析法，以FCI作为测量工具检测学生对力学概念的掌握，揭示了中学生学习力学概念时的认知模式。[33]
学生物理学习的实证研究成果对在特定教学情境中，为完成教学目标和适应学生认知需要而制定有效的教学策略提供了依据。研究质量有所提高，研究方法呈现多样化的趋势。
4.研究的内容和范围不断丰富与扩大
关于物理课程与教学的评价、物理教师专业发展和物理教育的比较研究等内容在这个时期受到了研究者的青睐，得到了繁荣和发展。
物理课程与教学评价的功能不仅仅是甄别与选拔。在新课程评价理念的指导下，注重过程与结果评价结合，构建多元化、发展性的评价体系，以促进学生科学素养的全面提高和教师的不断进步。例如，中学生物理课堂学习自我评价体系的建构，中学生科学假设质量评价量表的制定，物理新课程模块终结性测验中的若干问题的分析，中考命题的误区及思考，物理高考考试大纲与课程标准的匹配性研究，试题的命制原则研究，科学探究的表现性评价及其有效性研究述评，非正式评价在物理教学中的应用，国外高中物理课程中档案袋评价的研究等一系列相关研究成果层出不穷。
随着改革开放程度的不断扩大，对外交流的不断增多，数字化图书馆查阅功能的不断强大，物理教育的比较研究明显增多。对港、澳、台地区和西方若干国家物理课程标准、改革后编写的物理教材等的分析，对国外物理教育研究的热点问题如概念转变的综述，从研究的视角探索美国物理教学的发展变化及启示等都是这个时期出现的成果。
物理教师在物理课程与教学的设计、组织、建构和生成过程中的重要性毋庸置疑。进入21世纪，作为物理教师，我们面临着自身发展的挑战。比起过去任何时候来，如今物理教师都更是一个需要终身学习和自我发展的职业。[34]对物理教师的成长经历、专业素养、知识结构、课程设计能力、课堂教学的技能培养、实验能力的培养等方面的探讨相对于第一和第二阶段在数量上明显增多，质量上有较大提高。一些研究运用定量方法或在一定理论指导下探究问题，呈现出物理教师教育的成果具有较高水平。
值得推崇的是一些学者对物理课程或教学中的某个主题进行了多年的研究，形成了系列化的成果，反映出研究的不断深化。例如，郭玉英等在对国外物理教学中的概念转变进行综述的基础上，对我国学生物理学习中的概念转变进行了系列的实证研究；邢红军等对原始物理问题的教育价值、教学和测量工具的编制等进行了多年的研究；胡象岭等对中学生的物理兴趣、自我效能感、自我监控能力的影响因素等进行了实证研究；于海波等对物理教师的专业发展进行了系列研究。
四、反思与展望
回顾改革开放以来30年的研究历程不难发现：我国物理课程与教学的研究成果丰硕，可喜可贺。尤其是进入21世纪，在基础教育的课程改革中更是显示出蓬勃向上的景象。但是，与国际科学教育的研究水平相比，我们的研究还存在很大缺陷，归纳起来主要有：研究主题比较单一，研究方法不够科学，研究成果重复前人的多，真正具有原创性的少。展望未来，要使物理课程与教学的研究逐步深入，不断促进基础教育物理课程的改革，提出如下建议。
（一）丰富和开拓新的研究课题
从30年的物理教育研究主题看，针对物理教学的偏多，而关注物理课程、学生学习、实践活动、多元评价和物理教师专业发展的少。因此，不断丰富和拓宽研究范围是今后本领域的一个发展方向。
（二）注重科学研究方法的运用
将我国涉及物理课程与教学的杂志与国际上同类杂志中刊登的文章进行比较（例如：Physics Teacher,American Journal of Physics,Journal of Research in Science Teaching,Science Education,Journal of Curriculum Studies,International Journal of Science Education），可以发现：多年来国外杂志上发表的文章几乎全部运用教育科学研究方法，且具有严格的学术规范。另外，国际科学教育会议如美国科学教育联合会举办的会议（NARST）或国际物理教育会议（IPEC）等录用会议代表的文章也都是如此。而我国的物理课程与教学研究采用实证方法的还是少数。多数文章不是经验基础上的总结，就是一定理论指导下的思考与分析。汪世清在30年前就提出，“要开展物理教学的科学研究可以考虑试用物理学的方法。只有大量取得数据后加以分析处理才能做出科学的结论。”[3]所以，注重科学研究方法的运用也是今后努力的方向。
（三）加强国际间以及大学与中学之间的交流合作
国际上关于科学教育领域的各种研究成果值得关注、借鉴和学习。通过阅读各类文献，出国访学、博士生联合培养，合作完成研究项目，参加国际学术会议，邀请外国专家来华讲学等各种形式，促进和加强本领域的研究，开阔眼界并提升我们的研究实力。
由于本职工作的不同，高校和中学物理教师在研究内容、范围和视角上存在差异，加强两者之间的密切合作，有利于理论和实践相结合，有利于本领域的研究全面发展。可通过多种方式和途径增强彼此之间的交流与合作。例如，项目合作、研究生与教育硕士的培养、教研讲座、集体备课以及课堂观摩与讨论等。
（四）突出研究成果的创新
在近30年的物理教育研究中，原创成果的数量是非常有限的。希望在今后的发展中，通过严谨的学术规范和科学的研究方法阐述和论证后，能够有更多的创新见解、观点和理论诞生。
五、结束语
研究物理课程与教学的真正目标是：培养广大青少年具备一定的科学素养，成为具有一定的创新精神和实践能力的社会公民。愿广大研究者和实践者以信仰、坚持和执著去不懈努力，为我国的科学教育事业创造更加灿烂的未来。
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