2014年中学物理教育教学研究综述--基于对中学物理教与学论文重印的分析_物理论文

2014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，本文主要内容关键词为：中学物理论文,教学研究论文,教与学论文,情况论文,年度论文，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、统计分析

      1.刊物转载排名

      2014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215篇，分布在36种刊物上。表1是排名前9位的刊物转载情况，其中，《物理教师》、《物理教学》、《物理教学探讨》、《中学物理教学参考》、《中学物理》、《物理通报》等物理教学专业期刊转载文章总计134篇，占总数的62.8%。

      2.作者单位、地域分布情况统计

      以转载论文第一作者统计，61.9%来自中学，11.2%来自教育科研单位，27.0%来自高校。高校作者较往年大幅增加，教育科研单位作者有所下降，中学作者比例变动不大。地域分布方面，依然是江苏作者较为活跃（78篇，占36.3%），以绝对优势居榜首，以下依次是浙江（29篇，占13.5%）、广东（24篇，占11.2%）、北京（15篇，占6.8%）、福建（11篇，占5.1%）、上海（8篇，占3.7%）。数据显示，广东、福建两地作者发文数量和质量较往年都有大幅上升。教科研区域发展不平衡的情况依然存在且有愈演愈烈的趋势。

      3.基金项目文章统计

      在转载的论文中，有48篇属于基金项目课题研究成果，占总数的22.3%，较往年有所增长。由此可见，课题研究对教师专业发展有一定促进作用，但并非搞研究就一定要申请课题，根据自身实际情况做些力所能及的教学研究，一样能出成果。

      

      4.转载文章内容分类统计

      2014年度转载文章按内容分类统计结果见下页表2。

      

      由表2可知，当前研究主要集中于教法类，关于课程与学生的研究有待加强，另外评价方面集中于中高考研究，关于学生发展性评价、多元评价方面的文章少之又少。

      二、热点概述

      1.物理教育的理论探索

      物理教育理论研究历来是研究的热点。有学者运用信息论和控制论的基本原理，从学科知识教学方面深入分析了教控系统和学控系统的运行机制，认为知识教学系统是以教师和学生两个主体变量主导的以“教材开发”、“教学设计”、“教学活动”为基础和媒介的双向循环互控过程。这一研究，“一方面可以加深对教学系统本身规律的认识，使其适应教学改革的发展，另一方面可以优化知识教学提供新的思考和启示，促进教学质量的提升”[1]。

      面对多数学生在会考或高考后脑子里只留下一些支离破碎的物理概念规律的名称或公式及解题技巧的现状，冯华老师提出应当以物理观念统领物理教学，“强调从更高、更系统的视角看待物理课程，强调在理解和掌握物理概念和规律的过程中，关注物理学家如何提出科学问题，他们在思考和解决物理问题过程中有哪些关键环节；关注在物理知识形成的过程中，形成了哪些思想方法、研究规范，如何形成了知识系统；关注物理学在研究自然的过程中形成了什么观念，这些观念又是怎样发展并演进成为今天的物理观念”[2]。她从描述物质属性的观念和量度物质运动的观念两个维度，梳理了中学物理教学中应该渗透的10个观念。这与国际科学教育的新发展不谋而合。

      学科教学的学习能力研究是现代教育研究中的一个重要课题。北师大李春密教授认为，“物理学习能力是使学生能够顺利完成物理学习认知活动的比较稳定的个性心理特征。具体指的是学习者在学习物理知识技能的过程中，通过感知、记忆、理解、应用的学习过程完成物理学习活动的能力”[3]。参照基尔福特的智力结构图，综合考虑学生认知发展特点和物理学科特点，建构了由3个维度（物理学习的内容、学习的过程和物理学习能力的品质）14个因子组成的物理学习能力结构模型，并具体建构了物理学习能力的评价指标。

      针对教学复杂化现象，以及由此所造成的困境，有学者借用14世纪唯名论哲学家奥卡姆“如无必要，勿增实体”的思维经济原则，借用奥卡姆剃刀修剪课堂上的“杂草”，考虑课堂上不做什么可以使教学更有效，这种课堂称之为“奥卡姆课堂”。奥卡姆课堂通过“减法原则”来提高课堂教学的有效性，倡导“教师发挥自身的分析综合能力，‘削’去教学事件中各种观念的‘空壳’之后，抓住课堂教学的关键之处，探索促进全体学生发展的最简单和最直接的方法”[4]。

      2.物理课堂教学模式

      为解决教学理论和实践相脱离的现象，研究者将教学模式研究视为途径之一。有学者认为，一节课的不同部分、不同方面需要不同类型的教学模式来操作，一节完整的课需要诸多不同类型的教学模式共同合作才能完成。所以，有必要从一节课中所能完成的不同任务的角度，对课堂中的各种不同功能的教学模式的类型进行合理划分。对初中物理实践研究的基础上，从任务角度，将各种教学模式划分为背景模式、整体模式、阶段模式、反馈模式、学习模式和交流模式。对这六类模式的不同组合形成了“四层次五环节教学模式体系”，“从而真正地发挥教学模式在教学中的行动指南作用，真正实现高效课堂”[5]。

      “知法并行”教学模式是近年来物理教学中应用较广的一种教学模式，这种模式指在物理课堂教学过程中，以科学方法为基础，将知识的发展过程及其所运用的科学方法整理出线索，以“知识线”和“方法线”并行前进的一种科学方法教育、教学模式。《中学物理教与学》第7期以专题的方式，介绍了该模式和经典案例。张宪魁先生详细回顾了“知法并行教学模式”的研究进程，详细阐述了课堂教学设计的基本程序、教学实施中应该注意的问题以及教学检测和评价方法[6]。

      王文清等建构了促进科学认知发展的高中物理探究教学模型[7]，还有研究者引进了国外学者建构的面向物理、化学等学科的学习目标驱动设计模型（LGD设计模型）[8]。另外，高端备课也为物理教学模式设计提供了一种思路，它“以物理课程与教学理论为指导，采用‘备课’的形式，研究既符合学生学习规律，有符合物理教学规律，同时符合学生学习规律并接受课堂教学检验的教学设计”[9]。这些研究对中学物理教学都有很好的借鉴作用。

      另外，关于“翻转课堂”教学模式的本土化研究也在如火如荼的进行中。

      3.认知物理教学

      认知物理教学是以认知心理学研究成果为基础，基于对“人是如何学习的”认识开展教学。其核心观点认为，学习存在不同的类型，不同类型的学习需要不同的内部过程和条件，教学应匹配相应的内部过程，才能取得良好的效果。华东师大陈刚博士将物理学科认知领域的学习结果分为物理课程事实性知识意义的学习、物理概念和规律意义的学习、物理概念和规律应用的学习、物理课程系统化知识的学习、物理课程问题解决的学习等5种类型，并详细探讨了各类型学习的内部过程、内部表征和外显行为以及相应的要实现的教学目标。这一分类“有助于教师依据学习过程合理安排教学事件、依据外显行为规划适当的测试项目，这在一定程度上减少学科课程教学的盲目性”[10]。还有学者从领域知识的机构、发现机制和学习活动三个方面建立科学发现学习的认知模型，“为基于计算机的科学发现学习环境奠定了必要的理论基础”[11]。

      在实践领域，浙江省教研室梁旭老师进行了广泛而深入的研究，一是建构了新授课的“学教模式”，即“首先基于认知心理学的研究成果，确定学生学习某一类型知识的认知心理过程——再确定为了实现学生的认知心理过程而需要展开的学习活动——最后确定为了使学生学习活动顺利达成所需要的教学活动”[12]。二是系统研究了复习课的功能与目标，认为复习课的主要功能“在于知识的联系与区分、知识的丰富与拓展、知识的整合与提升”。三是对教学目标内容及表述进行了基于认知心理学的研究，提出了教学目标的三维结构。四是对课堂教学行为进行了理论解释和规划，如如何评价“导学案”、讲实验和做实验的差异、“照搬”高考题是不是好的做法、“一题多解”和“多题一解”的功能与适用条件、医生角色和教师角色的比较等。五是对认知物理教学的研究成果进行了实践推广。这些研究为中学物理教学实践提供了理论基础和实践经验。

      4.物理学习心理研究

      学校教育的目标指向学生的学习质量，了解学生物理学习规律有助于提高学生的学习质量。有老师用实证研究的方法，研究了高中生对物理意义理解的情况。研究表明，“普通中学和重点中学在物理意义理解水平上存在统计意义上的极显著的差异，重点中学的学生优于普通中学学生”。文章认为，出现这种现象的原因“可能与学生本身的认知特点差异有关之外，还可能与学校文化氛围，教师课堂教学和教学风格等因素有关”[13]。事实上，学生原有的知识水平，学习物理学的动机以及学习方式都会影响学生对物理概念、规律意义的理解。在教学中，教师应当注重知识形成的内在逻辑，和学生的学习过程相结合，而非让学生简单机械记忆物理意义。

      运用物理知识解决问题的能力是重要的物理学习能力之一，问题解决的前提条件是要对问题的心理意义进行合理的表征。物理解题的过程，需要对习题的文字表征到朴素表征和由朴素表征到物理表征两个阶段，最后将物理表征的各物理量用方程的形式表现出来，即数学表征。这一研究的意义在于，教师在教学中应当“要求学生在审题时标出题目中的关键词，努力挖掘题目中的隐含条件，要善于利用图形和图像形象地表达题意，准确地理解题意”[14]，使得问题情境在学生头脑中形成清晰的表象，以便进一步进行思维加工。思维定势对物理解题也有重要的影响。思维定势往往会造成知识和经验的负迁移，影响问题的顺利解决，但同时思维定势也是思维自动化的前提，对物理解题有积极的促进作用。江苏黄网官老师认为在教学中应该着力提升学生的思维定势水平。如在问题解决中，“思维定势水平过窄、水平过低，如‘想当然’、机械训练、表象单一等，常常会导致解题错误”[15]，他以实例说明在教学中提升思维定势水平的策略。

      元认知是对认知的认知，是关于个人自己认知过程的知识和调节这些知识的能力，对思维和学习活动的知识认知和控制。显然，个体元认知能力的高度对学习质量的影响是十分重要的。有学者具体研究了物理元认知能力的培养[16]。元认知包括元认知知识，元认知体验和元认知监控。其中，自我监控能力是高层次的学习能力。有学者研究了在物理学习中学生自我监控能力的培养策略，具体有，“向学生传授自我监控知识，引导学生积累物理解题的有效方法，训练学生物理解题思维自我监控策略”，其中，训练学生物理解题思维自我监控策略有“出声思维法、自我提问法、错题笔记法等”[17]。

      5.物理教材研究

      教科书是最重要的教育资源，集体体现了国家的教育理念。物理教育研究者向来重视对教科书的分析与研究。从《中学物理教与学》转载的文献来看，对物理教科书的研究主要集中在三个方面。

      一是对教科书内容的“二次开发”。《中学物理教与学》在2014年第1期以专题的形式，转载了相关研究文献和实践案例。如南京王永胜老师提出了高中物理教材“二次开发”的5种策略，分别是“动态化、趣味化、直观化、生活化和表格化”[18]。广东曾自力老师认为，通过“适当补充教材内容、适时调整教材顺序、多方整合教材设计、充分挖掘教材素材、酌情删减教材内容”[19]等途径创造性使用物理教材，实现从“教教材”到“用教材教”转变。

      二是对教科书进行心理学和科学方法教育因素分析。宁夏马亚鹏老师以“司南版”《物理3-1》为例，具体分析了教材中“先行组织者”的设计，[20]增强了教材的可理解性，同时也为教师在课堂教学中运用先行组织者策略提供了启发和参考。朱秀丽和冯杰两位老师以“比较法”为例，分析了上海高中物理教科书中科学方法教育的编写方式，提出高中物理教材编写中科学方法显性化的建议[21]。

      三是从课程视角研究教材内容的教学价值。这是一个比较新的研究角度，也说明一线教师已具备一定的课程意识和课程编制与评价能力。杨远萍和高翔两位老师以人教版《探究小车速度随时间变化的规律》为例，从教材承载学科能力发展点的视角研究了课节的教学价值。认为这节课“不仅渗透着实验探究形成科学认知、理论探究进行演绎推理、对图像实施探究形成匀变速直线运动位移随时间变化规律的函数图象这一认知的重要使命，而且是综合运用各种推演方式形成认知规律、强化探究性体验和增强学生感知，以及通过丰富的表象形成规律的科学途径，在认知形成的过程中强化研究方式、发展思维方式”[22]。

      6.物理实验教学

      物理实验教学历来是物理教学研究的热点问题之一，这与物理学的学科特点有关。随着科学探究能力作为重要的教学内容写入新课程标准，在课标实施过程中，一线教师广泛对物理实验教学进行了广泛的研究。

      一是低成本实验开发。20世纪70年代，朱正元先生针对当时学校实验设备的现实，提出“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的观点。实际上，这一思想有深刻的教育价值，低成本实验开发正是在这一思想的指导之下进行的。这是因为，利用学生生活中常见的物品制作的实验器材，更能让学生体会到生活中处处有物理，激发学生的学习兴趣和探究热情。福建钱永昌老师具体探讨了低成本实验的开发方法，具体有“做大一些，提高可见度和震撼力”；“使用随手可得的材料，增加亲近感”；“结构简单，安全可靠，易于揭示物理规律”；“提高艺术美感，激发探究欲望”[23]。邢云开、黄晶两位老师以“简单的物理原理是灵魂”、“简易的制作材料是躯干”、“简便的操作过程显魅力”和“快捷的数据处理是追求”[24]的设计理念，改进和开发了共振摆、声波干涉仪、感应起电演示仪、静电除尘演示实验、电容器充放电演示实验、简易加速度计等低成本实验仪器。

      二是实验教学创新。有学者分析了中学物理实验教学的现状和问题，提出“让物理实验回归物理探索的本义”[25]的观点，对其意义、理论支持和案例进行了探究，这一研究对中学老师认识实验教学的功能和具体策略有启发意义。陕西吕康社老师提出了物理实验有效教学的“导”与“研”模式，即“教师根据实验情境适时设疑，激发学生探讨，在此基础上，或进行评价，或引导分析，或指导实验，使学生在实验中接受信息，理解信息，并能对结论进行抽象概括”；“学生在教师‘导’的作用下根据问题情境，或提出假说，或设计方案，或实验验证，或分析结果以达到对信息的充分理解”；“在实验过程中师生共同参与做到‘导’与‘研’的充分结合，使得实验教学具有很强的问题性、参与性、实践性和开放性”[26]。

      三是实验能力评价。有学者统计分析了2014年高考物理实验试题对学生“反思评价”能力考查特点，认为高考试题对学生“反思评价”能力的考查主要集中在“注重误差分析能力的考查，强调实验故障的排除能力，注重实验创新设计能力的考查”[27]三个方面。提出教学中要做“真实验”，渗透误差思想和进行适当的“反思评价”能力的试题训练。值得说明的是，研究对物理实验能力评价的实证研究成果不多，质量参差不齐，对物理实验教学实践有一定的影响。

      7.物理教师专业发展

      教师专业发展也是物理教育研究者持续关注和研究的课题之一。翁崇涛等研究了中学物理教师的学科教学知识结构，并提出了物理教师的PCK建构的基本策略，建议中学物理教师可以通过“提升对物理科学的理解水平，形成促进PCK发展的教学思维，把握学生心理发展的特点，拓展物理课程的学科视域，提升整合转化能力，多路径丰富PCK资源库”[28]等策略建构自己的学科教学知识。张中华、张正严两位老师以四川某市一位高中物理教师为个案，具体研究了他在物理课堂教学中展现出来的PCK，认为“当前我国物理教师学科教学知识更新的核心问题是，如何将新的教学理念和方法融入学科教学之中”；“教师学科教学知识的更新还涉及如何用已有的学科知识解释随着时代变化教师在教学中遇到的新的情境问题”[29]。

      依据教师专业发展的基本规律，大多数教师都会面临一定时间的瓶颈期，出现职业倦怠。有学者分析了教师存在专家发展瓶颈的原因，指出“物理教师突破专业瓶颈应该从提升专家的理论修养入手，跳出物理课堂看教学”的观点[30]，认为中学物理教师可以通过外力推动（积极参加学习接受培训），换位思考（走出物理看物理教学），共同体中促进（正确认识积极参与教学研究）和跃升的突变（要学习理论并找到正确学习理论的方法）等方法突破瓶颈。

      另外，依托名师效应，强化成长共同体建设对物理教师的专业发展也有着积极的促进作用，一些老师介绍了自己在这方面的做法，并提出了中肯的建议[31][32]。

      三、启示与展望

      1.关于课程的研究

      高中模块化课程实施以来，一方面显示出其进步意义，另一方面也出现了诸多问题，如部分模块形同虚设，教学内容衔接不畅，等等。而从近年发表和转载的文章情况来看，针对课程的研究数量很少，且多为校本或地方课程开发、课标解读等，对课程实施过程中出现的诸多问题却鲜有论及，由此凸显的是物理教育工作者课程反思意识的薄弱。教师不能安于只做课程的忠实执行者，也要担当起课程优化与创生的使命，从整体上系统反思课程设置，甚至要结合数学、化学等交叉学科综合考虑，为课程优化建言献策。

      2.关于学生的研究

      从统计结果来看，目前关于学生的研究依然相对匮乏，且主要集中于认知心理学的物理教学应用层面，对诸如学习焦虑等学生学习情感的关注不够，对影响物理学习能力的智力和非智力因素缺乏深入研究，仅有少数理论建构，实证研究几乎为零。此外，国际科学教育领域关于学习进阶理论的研究方兴未艾，在我国却刚刚起步，关于这一领域的研究值得期待。

      3.关于评价的研究

      党的十八届三中全会审议通过了《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》，《决定》提出，推进考试招生制度改革，从根本上解决一考定终身的弊端。随着高考制度的改革，物理学科或将退出高考，而与之相配套的学生学业水平测试和综合素质评价却亟待完善。这是摆在全体物理教育工作者面前的一个重要课题。

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