2013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
2013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210篇，分布在31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》、《中学物理教学参考》、《物理教学》、《中学物理》、《物理教学探讨》、《物理通报》等物理教学专业期刊转载文章总计135篇，占总数的64.3%。
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，18.1%来自教育科研单位，18.6%来自高校。地域分布方面，第一作者主要来自于江苏（74篇，35.2%）、浙江（24篇，11.4%）、北京（16篇，7.6%）、广东（13篇，6.2%）、上海（11篇，5.2%）、山东（9篇，4.3%）等地，以上占总数的70%。教育科研区域发展不均衡，由此可见一斑。
3.基金项目文章统计
在转载的论文中，有33篇属于基金项目论文，占总数的15.7%。
二、热点概述
1.高中物理新课程研究
高中物理新课程走进实验区已经近十年了，教师从学习、理解、实施新课程走向对新课程的反思。物理课标组组长廖伯琴教授在反思课程设计和调研的基础上，对高中物理课程标准修订提出了一些建议，认为高中物理课程“应综合反映人类在探索自然规律过程中取得的成果，以提高学生科学素养为目标”，“应为学生提供更好的平台，为其走向社会奠定更好的基础，为其有个性地发展提供更多的机会”，“应加强课程标准在高考评价中的权威性，加强对高考大纲、高考方案、高考说明的审议”[1]。
邢红军等通过研究发现，“科学方法并未被纳入各学科的课程标准中，这就使得‘科学方法’仅仅成为课程目标的‘标记’而未成为课程内容”。他们认为这是一个重大的理论问题，并对其进行了实证研究和应用研究，结果表明，“通过对科学方法进行正确分类，把‘学生可接受的方法和方法论纳入课程目标体系之中’是可行的，进一步通过在教科书编写中显化科学方法，在教学中恰当选择教学模式，细化教学过程，从而可以把‘过程与方法’课程目标真正落到实处”[2]。
徐君生老师分析了选修课程实施的现状，指出选修课程实施中存在“教师知识面变窄，教学能力下滑；课堂教学‘前知识’缺乏；学生获取的物理知识存在缺陷；高校录取的理科生物理‘底子薄’”等问题；认为一线教师应当树立教学绝不仅是为高考升学服务的新理念，“要精选与学生终身学习必备的基础知识和技能”[3]。上述观点对即将启动的高中课标修订工作极具参考价值。
2.原始物理问题教学
原始物理问题教学作为一种创新的物理教育理论，是物理教育的本真回归。和物理习题相比，“原始问题更能训练学生的思维能力”。首都师范大学的邢红军教授近年来一直致力于原始物理问题教学研究，将原始问题的解决过程归结为定向表征、抽象表征、图像表征、赋值表征、物理表征、方法表征、数学表征7个层次[4]。
受邢红军教授的启发，一线教师广泛地开发蕴藏在生活生产中的原始物理问题，王建忠老师在教学中选取了来自生活、体育运动、杂技表演和交通运输中的原始物理问题进行教学，让学生“在神奇的自然现象和奇妙的生活面前认识物理科学方法，同时将学到的物理方法和社会实践结合起来，让他们体会在生产、生活中的应用，不仅可以增加学生的乐趣，还将培养学生良好的思维习惯和科学探究能力”[5]。
目前可以适用于中学物理教学的原始问题素材依然处于相对匮乏状态，进一步加大开发力度，最终建立原始物理问题资源库，值得我们憧憬。
3.概念转变教学研究
学生在学习物理课程之前，头脑中已经存在一些前科学概念。前科学概念有些是对客观世界的朴素观念，有些则与科学概念相悖，后者也称之为迷思概念。物理教学研究者以认知心理学的理论为基础，提出了概念转变的教学策略，发表了很多有价值的研究成果。吴迪等认为，“前概念具有隐蔽性，所以教师要通过一定的途径和手段来暴露前概念”[6]。具体可以通过学生的反馈信息和教学积累获取前概念，还可以通过谈话、交流、讨论、问卷调查等具体方法探查。
蒋国用、张军朋老师以自由落体运动为例，介绍了基于概念转变的PDEODE教学策略，这一策略“以学生为中心，以教师为组织者和引导者，倡导自由表达的氛围，首先通过实验现象的预测来勘察学生的迷思概念，并让他们在组内及全班的讨论中解释和反思；接着让学生在观察中对已有知识产生不满，引发认知冲突；然后让学生去思考和探讨实验现象，从心理上接受新概念，解决前概念与观察间的矛盾，实现概念转变，最终习得科学概念。”[7]PDEODE教学策略对我国物理教学有重大的启示和指导意义。
特级教师周中森受伽利略《两门新科学》中对话的启发，“通过设计对话式系列问题，引导学生对其已有的物理前概念进行反思”[8]，提出了针对前概念的“对话式反思教学策略”，主要包括问题暴露、引导反思、分析探究和概念重构4个环节。
4.物理模型教学
物理学理论的形成，与物理模型的建立有着密不可分的关系。物理模型是分析、处理、解决物理学问题不可或缺的手段。因此，模型教学是物理教学的核心，是完善学生认知结果、培养科学素养和提高运用所学知识解决实际问题能力的重要手段。《中学物理教与学》在2012年第4期、2013年第10期分别以专题的形式介绍了相关研究成果。
蔡铁权、梅尹从心理学、认识论、逻辑学、科学哲学方法论等视角对模型的概念进行了梳理，认为科学模式是指“人们按照科学研究的特定目的，在一定的假设条件下，用物质形式或思维形式再现原形课题的某种本质特征”[9]。并将物理模型分为天然模型、数学模型、对象模型、空间模型、过程模型、条件模型、状态模型、对称模型、关联模型等。他们认为，模型具有“相似性与简单性统一，可检验性，多种知识和方法的综合运用”等特点，建构模型需要遵循“科学性和猜想性的统一，抽象性和形象性的统一，多样性和易变性的统一”的原则。对于物理模型建构的方法，两位老师总结了量纲分析法、近似、简化、抽象化、假说、类比、唯象模型（表现得像是……）、微元法、等效替代法、理想化方法、示教性模型（非定量证明但却提供见识）等。对模型的教学功能也进行了探讨，认为模型在物理教学中可以“促进认知发展，……理解科学本质，改革教学方式”，同时指出模型方法的局限性，即模型过于简化。
模型教学过程一般包含建立模型、检验和完善模型和应用模型3个阶段。徐敏娜老师采用“知法并行”教学模式显性进行模型教学，提出了模型教学的新思路。她认为，“进行建立模型的教育需要与本节课的知识教学相结合，将知识的学习作为载体，按照模型建立所展示的思路去组织教材，安排教学进程”[10]。
5.物理教学心理研究
基于心理学（学习心理学、认知心理学、教学心理学）的物理教学建立在经过实证研究获得的学习规律基础之上，认为学习目标是预期的学习结果，教学是教师引起、维持、促进学生学的行为，教师在教学时，应当深刻把握学习的认知发展规律，创设适合学生学习的条件和环境，帮助学生完成对知识的建构过程。
华东师范大学的陈刚博士长期致力于科学课程学习心理及教学理论的研究，他借助学习心理学对问题解决的研究，对探究式教学的实质及实施策略进行了分析，认为“科学探究本质上是一个问题解决的过程，一个问题的最终解决依赖于一系列子问题的解决……只有那些课题中包含的问题，其解决需要运用分析等较复杂的思维活动，且解决有比较明确的思路或策略，才可以设计为探究式教学”[11]。在文献[12]中，陈刚博士从心理学的角度分析了“情感、态度和价值观”三者的关系及学习机制，认为“态度是可以习得的学习结果，情感并不是学习结果，只是态度的一种成分，价值观是态度学习的一个阶段，而非独立于态度的学习结果”。因此，教师可以应用心理学对态度学习的研究成果，在物理学科教学中培养学生的科学精神。具体做法有：一是从影响态度的认知因素或行为倾向因素两个方面入手，通过替代和亲历学习的方式来帮助学生形成科学精神；二是从影响学生态度的行为倾向因素入手，来帮助学生形成态度及行为。
浙江师大蔡铁权、梅尹应用视觉表征手段研究物理教学中知识可视化的方式，认为知识可视化的本质“在于将人们的个体知识用各种图解工具以图示的形式表达出来，由此增进知识的传递和创新”[13]。知识可视化具有直观化、结构化、深度化、本质化、高效化、优质化等特征。在物理教学中常用的知识可视化的工具有概念图、思维导图、思维地图、概念卡通、观念地图、知识地图、语义网络等。知识可视化研究对新课程下学生学习方式的转变有较大的借鉴意义。
广东陈坚老师深切地考察了大班额情境下学生的学习状况，以加涅、布卢姆、奥苏伯尔等人的教育心理学研究成果为理论依据，提出了面向全体学生认知准备状态的“起点状态”教学策略，这一策略是指采用“人工”处理的办法，有意识地“拉齐”教学策略。在教学设计中，要注意以下几点：
（1）一定要以反馈的方式检测全班学生的起点情况，要将判断建立在事实依据上，以确保判断的准确性，不能只凭感觉。
（2）要合理运用拉齐起点的具体操作方法，努力做到既高效又实用。
（3）对于复杂的、难度大的教学内容，可能要多次运用教学起点策略。[14]
学生学习心理研究是基础。薛夏炎老师对学生物理知识“提取困难”现象的成因进行了心理学分析，认为学生物理学习过程中的“提取困难”有四种常见的情形：“不能及时提取相关知识，不能独立提取相关知识，不能有效提取相关知识，不能准确提取相关知识”。认为造成“提取困难”的相关因素有“对知识的熟悉程度，对知识的强化程度，掌握知识的有序程度和对知识的理解程度”，克服“提取困难”可以从知识的形成、储存和检索3个方面去考虑。[15]
6.物理教学设计
优秀教师的教学设计案例在各物理教学类专业期刊上都占一定比例，正是通过案例的交流，促进了广大教师的专业发展。浙江的何赛君老师认为一个完整的教学设计应当包含基本信息、前期分析、三维目标的阐明、教学的重难点、教学环境的创设、教学过程设计和课堂评价设计等要素。教师的教学设计技能形成应该遵循“无范→有范→无范”的实践历程，在规范的基础上实现创新。他认为，“利于学生经验的学习环境设计是当前教学设计的主要环节，此其一；提倡自主、合作、探究以及结合学科特点，基于知识分类思想的体验性认知教学模式是教学过程的核心创新，这是其二；教学设计的创新之三是设计方案的形式可以灵活多样”[16]。
王长江、李卫东两位学者提出了区别于传统教学设计的方法：概念为本的教学设计[17]。在科学探究的教学设计中，张世成老师认为科学探究的各个环节中都包含了一个重要的因素——证据意识。他提出“应基于学生证据意识的培养设计教学，保障学生对证据的关注”，具体做法如下：
（1）教材分析——分析探究任务，确定学习目标。
（2）评价促学——设计评价量表，组织学生自评和教师互评。
（3）教学组织——设计探究活动，促进理解发生。
（4）促成反思——抓住关键事件，提升证据意识对“问题数据”的处理。[18]
另外，教学设计中的前期分析尤为重要，加涅的学习任务分析技术是前期分析的重要方法之一，赵跃文老师在文献[19]中，以翔实的案例展示了加涅任务分析图表在中学物理教学中的应用。
7.物理学史教育
物理学史是物理文化的重要组成部分，随着HPS教育理念的兴起，物理学史教育逐渐得到普遍重视，《中学物理教与学》分别于2011年第4期、2013年第4期以专题的形式介绍了教师们的研究成果。
首先是教科书中的物理学史研究。胡扬洋等人研究了物理教材中引入科学史的内容、方式和功能，认为教学用科学史分为科学史故事、科学思想史和科学史观3个级次，不同级次的内容编写方式和教育功能不同。科学史故事应追求“丰满”，避免失实，可以全面促进物理教材的生态化；科学思想史应凸显科学方法，增加宏观史料，为科学方法教育开辟新途径；科学史观应以“渗透”为主，立足于教师培训，以保障学生的科学观健康发展。[20]张正严、武小琴老师比较了3个版本物理科学书中科学家素材选用的内容与方式。[21]
其次是对物理学史教育功能的再认识。陆良荣老师认为在物理教学中适当结合物理学史“可以帮助学生深入理解物理概念，纠正错误观念；可以促进学生充分认识实验在物理学中的地位和作用；有助于学生了解物理学的基本观点和思想；可以帮助学生去理解科学的探究本质，进行科学方法和科学思想的熏陶，形成知识的相对观和发展观”[22]。
再次是物理学史教学模式研究。如高矿老师采用HPS教学模式进行原子核式结构模型的教学，经历了创设情境——引出观点——学习历史——设计实验、科学探究——呈现科学观念和实践检验——总结评价6个环节。[23]李宁老师根据教学实践归纳了将物理学史引入到教学中的四种模式：“呈现—总结”模式、“冲突—统一”模式、“探究—发现”模式和“自学—交流”模式。[24]
三、启示与展望
从转载情况来看，物理教育教学研究队伍不断壮大，教师参与教学研究的积极性逐步提高，研究领域不断扩展，研究成果由经验总结式的“就事论事”转向理论指导下的行动研究或“就理论理”，高水平研究论文增多。目前，主要存在的问题是教师的研究缺乏系统性，同一作者对同一问题的系列研究过少；高校物理教育研究者和一线教师的合作研究不够，相互沟通欠缺，使得研究成果不能及时转化为教学实践；实证研究的水平和质量亟待提高。我们认为，下面几个问题，需要进一步深入研究。
1.科学探究和科学本质研究
课程标准将课程的目标定位为提升全体学生的科学素养，物理教育有义务让学生理解科学，认识科学的本质和价值。科学本质和科学素养统一于科学探究。因此，提高学生的科学探究能力是包括物理教育在内的科学教育的追求之一。目前，对探究学习的理论研究还不够丰富和深入，缺乏对教学实践有力的指导，正如郭玉英教授所言，“目前科学探究教学存在的问题就是如何让教师们从科学探究的本质上去理解探究，不要将探究理解成一些形式化的步骤”[25]。
2.教育心理科学理论在物理教学中的应用
对物理教师的学科教学知识（PCK）研究表明，“PCK是教师专业知识中最核心的知识，发展教师的学科教学知识是教师专业成长的关键”[26]。物理学科知识、物理课程知识和物理教学知识是物理学科教学知识的内核，建构物理教师的学科教学知识，除了对实践经验的反思之外，还要进行物理教学研究。教师要有意识地将教育科学、心理科学（教育心理、学习心理、认知心理、教学心理）的理论与物理教学的需要相结合，经过深度整合，建立对物理教学规律性的认识，进而指导教师的教学实践。
3.基于课程标准的物理教学研究
课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，新课程改革已实施十余年，但从课程实施的现状看，“教学、评估和考试命题的依据不是课程标准，而更多的是考纲及考试说明”[1]。另一方面，课程标准规定的是对学生物理学习结果的基本要求，限定的是学生的学习结果而非教学内容。因此，课程标准因缺乏可操作性而未能得到教师的足够重视，对基于课程标准的物理教学设计、教学评价和教学实施研究不够，需要进一步拓展和深入。
4.基于教学实践的教材研究与再开发
物理课程实施要从基于教师经验或教科书取向走向基于标准的教学，需要教师努力提升开发和优化课程资源的能力。其中，创造性地使用教科书，实现教师的教学由“教教材”向“用教材教”的转变尤为重要。因此，物理教科书的研究要与物理教学实践相结合，为教师提供“用教材教”的范例，引导教师对教材进行“二次开发”。如王较过教授“以沪科版高中《物理1》为例，研究了教材中科学探究内容的呈现方式和分布情况，提出了教师在教学中实施科学探究的有效策略”[27]。
5.物理教育与人文教育的融通
物理学是现代自然科学的基础，物理教育也是素质教育的重要组成部分，传统的物理教育受唯科学主义思潮和工具理性的影响，遮蔽了其人文教育功能。时代呼唤物理文化、物理教育与人文文化的融通。物理教育研究者要“深入探讨和发掘物理学自身所蕴含的人文价值，将其转化为基本的教育资源，并且探索最优化的教学模式促进学生发展。这是物理教育研究最薄弱的部分，也是当前科学教育界所缺失和忽视了的。物理教育人文本质问题的研究必然是回到物理学本身，研究物理学自身及其研究过程和发展历程中所体现出来的人文价值。”[28]