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2016年度中学物理教育教学研究综述

[日期:2017-10-15] 来源:  作者:nhxqfhd [字体: ]

2016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

张海龙、马亚鹏 人大基础教育期刊社

 

一、统计分析

       1.刊物转载排名

       2016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183篇,分布在38种刊物上。转载论文总数较去年有所下降,但来源刊分布更为广泛。由下表可知,《物理教师》等六大专业刊被转载数依然占了绝大比例,但转载数分布不均,渐有拉开梯次之势,《物理教学探讨》排名明显上升。

刊名

转载数

有并列排名

占总量比例

《物理教师》

23

1

12.6%

《物理教学探讨》

19

2

10.4%

《中学物理教学参考》

18

3

9.8%

《物理教学》

17

4

9.3%

《中学物理》

17

4

9.3%

《物理通报》

14

5

7.7%

《实验教学与仪器》

12

6

6.6%

《物理实验》

8

7

4.4%

《课程·教材·教法》

7

8

3.8%

《教学月刊》(中学版)

6

9

3.3%

《教育研究与评论》

4

10

2.2%

       

2.作者单位、地域分布情况统计

        以转载论文第一作者统计,56.8%来自中学(104篇),11.5%来自教育科研单位(21篇),31.7%来自高校(58篇)。来自中学和教育科研单位的作者较往年有所下降,来自高校作者数量上升明显。这一结果与课改进入转折点,高校专家集中出成果,为课改建言献策的时代特征相符。转载论文第一作者所在地域的统计结果显示,全国排名前5位的依次是江苏(49篇,占26.8%)、北京(28篇,占15.3%)、浙江(25篇,占13.7%)、广东(19篇,占10.4%)、上海(12篇,占6.6%)。江苏依然以绝对优势蝉联榜首,然占比有所下降。上述五个省份的转载数合计占比为72.7%,可见教育教研发展区域不平衡现象严重,两极分化明显。

       3.基金项目文章统计

       在转载的论文中,有55篇属于基金项目课题研究成果,占总数的30%

       4.转载文章内容分类统计

       2016年度转载文章按研究领域分类统计结果见下表。

 

研究

领域

物理教育总论

课程与教材

研究

物理教学研究

实验

研究

教师

发展

学生

研究

评价

研究

篇数

19

18

78

32

8

15

13

比例

10.4%

9.8%

42.6%

17.5%

4.4%

8.2%

7.1%

 

        由上表可知研究者对宏观物理教育问题的关注有所提升,然各领域研究不平衡现象依旧。

二、热点概述

        1. 物理核心素养

        物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力,是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质,是学生科学素养的重要构成。主要由物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任四个方面构成。研究者从不同的角度对物理核心素养及其落实展开了研究。

        一是物理核心素养的宏观研究。彭前程先生简要分析了一些国家、地区和国际组织关于核心素养的研究和我国学生发展核心素养指标体系后,指出核心素养的出现是由于时代深刻的变化和人们对培养什么样人的观点与时俱进的发展,而提出的更全面、更综合的培养目标,他指出要使物理核心素养真正落到实处,新修订的课程标准除在包括目标、内容、建议等整个标准中贯彻核心素养外,还要制定出与内容相对应的物理核心素养指标体系。邢红军、张抗抗针对高中课程标准修订科学方法得而复失、未将物理思想教育纳入其中,物理思想与物理观念混淆不分的状况,从物理教育的整体结构入手,分析了物理思想教育的独特价值,认为用物理观念代替物理思想,其实是用哲学本体论问题代替了哲学认识论问题,指出由于物理观念远离物理知识的特点,不应过分拔高物理观念教育的价值。这一研究对厘清物理核心素养的内容亦有借鉴意义。

        二是物理核心素养的实证研究。冷冰冰对《高中物理课程标准(实验)》体现核心素养的指标进行了量化研究,研究发现高中物理课程标准重视科学素养、实践素养、信息技术素养、问题解决能力、主动探究、学习素养、沟通与交流能力、团队合作、环境素养、可持续发展意识;对创新能力、社会责任、人文素养、自我管理能力、身心健康、安全意识、独立自主、自信心、国际视野、国家认同等重视程度还不够。核心素养发展重在关键能力的提升,郭玉英等聚焦物理学科能力,基于理论研讨和多轮实证测评检验,确定了三个维度、九项一级指标的物理学科能力表现框架。通过大样本跨年级测评探查学生的实际能力表现,划分了学生物理学科能力表现的七级水平,为核心素养的分级评价提供了实证资料。研究发现学生在创新迁移能力上表现不甚理想,指出物理教学与评价应引导学生关联整合知识、建构物理观念,在科学实践中培养能力,并基于系统评价改进教学

        三是基于核心素养的物理教学研究。如何开展基于物理核心素养的教学是研究者极为关注的又一重要问题,林钦等提出核心素养导向的物理教学要求重视物理核心概念教学、注重科学研究方法的应用、关注学生真实的情感体验、借助原始问题培养学生解决实际问题的能力和意识以及教师以身作则、言传身教等。研究者还对基于核心素养的探究教学、物理教学设计案例、物理情感试题命制等问题展开了研究。需要说明的是,核心素养是教育领域的新热点,对其展开研究具有重要意义,但我们也发现,不少研究冠之以核心素养之名包装已有的教学案例而并未有真知灼见,这种做法是学风浮躁的表现,不利于研究的深化。

        2. 核心概念与学习进阶

        大概念或核心概念统整课程内容,运用学习进阶思想设计教学是近年来国际科学教育的研究热点,也引起了我国研究者的重视。《中学物理教与学》几次通过专题的形式总结了相关研究成果。

        核心概念是学科知识体系中占据核心地位的少数关键概念。围绕少而精的核心概念进行教学,并通过教学促进学生对核心概念的深入理解,已是科学教育界的共识。核心概念的学习需要大量具体科学概念支撑,因而对科学概念进行层次分析是必要的,张玉峰、郭玉英按照科学概念的抽象水平将其由低到高分为基础概念、重要概念、主题核心概念和学科核心概念,其中重要概念层次分为基本概念和关系概念两个层次。科学概念层次模型具有开放性、层次性、关联性和可操作性等特点,教师在教学时可运用这一模型进行学科核心概念层次分析。白璐、白少民介绍了美国新一代科学教育标准,指出该标准对中学物理核心概念界定、教学等具有重要启示。在实践层面,潘仕恒、罗丽玲以高中物理速度为例,围绕学科核心概念重新认识速度概念的建构及其纵向、横向关联,从整体上将凌乱的知识和认知方法加以整合,促进学生对知识体系的把握和认识的深化,具有借鉴意义。林雪敏以初中物理运动和力这一核心概念为例,提出了围绕核心概念的教学策略,主要有课前要基于学习进阶,掌握学情,明确目标;课内要紧扣实践,提升概念获得的准确性、有效性及应用性;课后要通过绘制概念图,形成有逻辑性的概念体系

        学习进阶从概念提出到有一个广泛和明确的内涵界定经历了较长的一段时间,美国学者Alicia C. Alonzo和我国学者翟小铭对学习进阶的概念、新颖之处、进阶策略和研究历程的阐述,具有正本清源的价值。研究指出,学习进阶既不同于课程文件中的内容进阶,也不是简单的回答是否学会了这个问题,而是定量化地描述学生在学习某一主题时不同的思考方式,关注的是学生怎样思考。我国学者也从应用研究的角度展开了研究,主要有:一是应用学习进阶思想处理学段间的教学衔接问题,如王玉翠以温度教学为例提出了从小学科学到初中段物理的进阶路线。二是应用学习进阶改进物理教学设计,如韩叙虹、姜连国具体分析了向心加速度一节的进阶起点、目标、障碍和进阶层次,并在此基础上进行了课堂教学设计。还有教师将学习进阶思想应用于习题课教学之中。

        3. 原始物理问题

        原始物理问题是自然界及社会生活、生产中客观存在且未被加工的物理问题。邢红军教授的研究团队以解决我国题海战术现状为契机,分析舶来教学理论为基础,融合国内外教学理论为手段,构建本土化教学理论为目标,将原始问题引入物理教学并发展为一种本土化的物理教学理论。这一研究,通过给出原始物理问题定义,提出表征理论,编制测量工具,建立表征影响因素结构方程模型,探讨表征机制以及教学实践,证实了原始物理问题教学理论在促进学生思维品质发展中的有效作用。

        为使原始物理问题教学走向实践,一是要运用有效的方法编制高质量的原始问题,二是要研究将原始物理问题融入日常教学的有效策略。《中学物理教与学》在2016年第1期以专题的形式选编了相关研究成果。石尧、刘欣针对多数一线教师不能自行编制原始问题的现状,提出了将习题还原为问题的原始物理问题编制方法,具体包括选材、还原、整合和测试四个步骤,并将原始物理问题的提问方式分为求解某个具体数据、影响因素探究类、原因解释类、问题解决类和判断评价类,指出原始物理问题的编制应当把握科学性原则、开放性原则和趣味性原则。高夏琼、李松岭提出了原始物理问题习题设计的三条指导策略,分别是:题中信息再现常见生活情境;问题中兼顾理论与实际的考查;问题阶梯型设计,弱化问题条件,改变问题的设问方式等。陈彬以一道中考题的命制为例,提出了原始物理问题试题在突出培养学生解决定向表征、抽象表征、图像表征、赋值表征基础上要关注学生利用间接经验解决直接经验问题的能力,理解和运用科学方法的能力以及创造性思维能力。蔡千斌针对原始物理问题的教学现状,指出教学中应引导学生读懂题目,了解学情读懂学生,循序渐进先做后研等教学策略。

        4. IYPT融入物理教学

        IYPTInternational Young Physicists’ Tournament (国际青年物理学家锦标赛)的简称,因其以培养参赛者的创新意识、创新能力、团队协作精神为根本理念,赛题极具开放性和探究性,对培养学生的物理学科核心素养有很高的借鉴价值。近年来,我国学者将IYPT融入物理课程教学之中,成为物理教学研究的一个亮点。一些有条件的学校开发出《IYPT课题研究指导》校本课程,并在此基础上开展系列实验研究,提升学生的核心素养。还有一些学校在IYPT理念指导下给学生设计了分层式的物理探究作业,引导学生开展课题研究,如将探究作业分为入门型、学术型和实践型三种类型,每种类型参与的学生数目不同,对学生能力要求也不同,兼顾全体学生与特长学生的发展。在将IYPT模式融入课堂教学方面,也有一些老师做了积极的探索。陈晨等将IYPT模式融入电动势教学之中,完成了预期的教学目标,提高了学生的科学探究能力。研究同时指出,一些不易理解的要求较低的物理知识可采用IYPT模式;该模式的应用要与传统课堂相结合,选题要基于教学内容,贴近学生的实际。黄敏等老师将IYPT试题引入课堂教学,取得了较好的教学效果,对科学探究教学很有启发意义。

        5. 信息技术与物理课程融合

        现代信息技术的发展尤其是多媒体网络技术的发展极大地促进了教育观念、教学环境、学习内容、教学方式、教学模式等各个领域的变革,信息技术与学科课程融合成为一个蓬勃发展的研究领域。信息技术与课程融合的目标在于创设信息化的学习环境,运用技术手段有效地促进与改善学习,提高学生的信息素养和学习能力。信息技术与物理课程融合方面,学者们做了一些积极的探索。

        一是信息技术手段在物理教学中的应用。李岩对大连市一师一优课,一课一名师活动优秀课例的分析发现信息技术与物理教学融合主要有微课程与传统教学相结合,DIS系统辅助实验教学,数据化资源的恰当运用,手机、iPad等多媒体互动交流等途径。方红德对IRS即时反馈系统应用与课堂精准诊断做了深入探索。由此可见,一线教师使用信息技术改进教学的方式主要在信息呈现和反馈两个环节,这也是符合教学基本规律的。欧剑雄用智能手机开展物理实验,弥补了传统实验的不足,指出运用智能手机做实验具有实验内容更贴近学生生活、器材容易获取、数据处理便捷和可信度高等优点,具有很好的应用前景。胡欣、帅晓红将基于网络(WebQuest)的科学探究与课内探究教学相结合,开展主题探究活动,激发学生动机,培养学生的探究能力。

       二是物理教学网络平台的研发与运用。姚跃涌、张杰介绍了基于互联网技术的高中物理慧备课平台研发与应用。这一平台在互联网环境下支持物理教师利用终端进行个性化备课与共享,教研组教师线上线下集体备课,并实现了备课管理大数据化。

        三是TPACK视角下物理教学模式的研究。TPACK是指整合技术的学科教学知识,是教师使用技术进行有效教学的基础,陈建经过研究指出物理教师的TPACK结构涉及整合技术的统领性观念、整合技术的物理教学策略、整合技术的物理课堂管理、整合技术的物理教学内容等,认为开展技术支持的课堂教学实践是发展TPACK的关键。黄桦则以具体教学实践为例,从TPACK理论框架出发,构建了能有效实施的中学物理翻转课堂模式。

        6. 新高考下物理课程建设

        20149月,国务院下发了《关于深化考试招生制度改革的实施意见》,确立了新时期考试招生制度改革的目标、任务和具体措施,并从浙江省和上海市2014年秋季新入学高一新生开始试点实施。新高考取消文理分科,物理等学科由全国统一考试改为学生选考,并实行等级性考试。在新高考背景下,如何搞好高中物理教学工作,课程建设是一重点。试点省市的老师做了一些有益的探索。

        余雪妹从学科定位、课程理念、课程目标、课程结构、课程实施以及课程评价等方面详细介绍了温州二中在新高考背景下进行物理课程群建设情况的探索。该校立足学校实际,以有用有趣的物理为核心,在植根式发展课程顶层设计框架下,设计了核心课程群、发展课程群和特色课程群,这些课程群又分若干亚类。丰富多样、富有特色的物理课程很好地满足了学生的个性发展,也促进了教师的个人专长,有助于学校形成鲜明的办学特色。这些经验值得其他学校参考借鉴。郑志湖对新高考改革背景下物理选修课程建设的依据、目标、体系以及实施等做了探讨。在物理选修课程实施方面,他提出了物理选修课程教学内容充分体现层次性,建设专业实验室,深化课堂教学改革和构建以学论教物理教学过程发展性评价体系等措施。

        针对中国中小学生学习负担过重和减负问题,以及在此背景下浙江省和上海市新高考削弱物理等学科的做法,清华大学教授、中科院院士朱邦芬提出了不同的看法。他认为,一刀切地降低学业要求不能有效地减轻学生的负担,物理学科边缘化也不利于全民科学素养的提高和科学精神的培养。并从中美比较的角度提出应对一些优秀学生引入类似于美国大学的预修课程(AP课程),适当降低系统难度和定量计算要求、辅之以增加物理实验和对物理概念的理解,高考科学试卷应有较大区分度等建议。

        7. 学生物理学习与发展测评

        近年来,基于物理教育统计与测量的实证研究逐渐受到越来越多的研究者的重视,这方面的研究尤其在学生物理学习与发展测评方面更为多见,主要表现为两个特点。

        一是对学生物理学习情况的调查研究。张晓红等运用调查问卷研究实施新课程改革后某中学两个初三班级学生的物理学习情况。研究表明:学习的学习兴趣、学习习惯;教师教学方式、对学生资源利用,对学生心理的关注等,都存在值得关注与反思的问题。尽管这一研究中存在着研究方法简单、对研究结果缺乏提炼等瑕疵,但教师对自己的学生以实证的方法展开研究并提出改进的做法,是值得肯定和推广的。物理学科辅导资料的使用情况也是了解学生学习情况的一个重要参考指标,詹清清等通过对两所学校(一所普通学校和一所重点学校)的212名高中生的调查研究显示,辅导资料的使用能够辅助学生的学习,拥有辅导资料的最佳为两本;只有极少数学生会喜欢学校统一订购的资料,学生的需要是多样的;学生选购资料时是盲目的,教师极少关注使用资料的过程及存在的问题。

        二是对学生物理学习能力发展的测评研究。在科学探究中,学生提出物理问题的能力是极其重要的探究能力,也是物理教学着力要培养的能力。高岱亮、田春凤运用PTA(基本要素分析)评分量表设计制定了学生提出问题能力的量表,为一线教师提供了一种新的评价工具。郭芳侠、陈楚琪借鉴西方学者提出的三阶测试方法(在传统选择题测试基础增加选择理由选项和学生对自己作答情况的确定性选项构成三阶测试题),结合实际诊断案例研究了三阶测试在中学物理教学中的适用性,为教师更好地实现因材施教提供现实依据。研究表明与传统的选择题测试相比,三阶测试可提供更可靠的诊断结果和更详尽的诊断信息,不仅可有效区分学生的错误原因,还能显示学生错误概念的类型。

三、启示与展望

        我们通过对《中学物理教与学》过去五年的转载文献统计分析发现,我国物理教学研究具有显著的本土特点,又有诸多不足,需要研究者扩大关注点、转变研究范式、寻找国外研究与国内研究的契合点等。本文不再赘述。展望2017年,以下几个方面或将形成新的热点:

        1.学科核心素养培育的落地生根

        目前学生发展核心素养框架已然确立,随着高中新课程课标的颁布,物理学科核心素养也得到清晰的界定。而核心素养培育理念的落地生根需要专家学者和一线教育工作者的共同努力。从课程建设、教材编制、教学方式到基于核心素养的测量与评价,必然要经历一系列的变革,产生一系列的成果。

        2.高中新课标解读

        以核心素养培育为导向的高中新课程标准的修订完成,预示着新一轮课程改革的开始。此次课标修订有哪些重要变化?为什么会有这样的变化?传递了怎样的理念信号?这些均需要专家学者的详细阐释和一线教师的仔细揣摩。

        3.中高考改革与应对

        各地中高考改革方案的出台必将对物理课程教学带来重大的影响。在新的模式下,课程多元化、教学方式多样化、物理专用教室、走班制等从理论走向实践,这一切都要求中学物理教师具有较强的课程领导力,也需要深入研究并解决新的中高考背景下物理教学的实践问题。唯此,才能推动物理课程改革走向纵深。

        一些省份的高考改革方案导致物理学科成绩占比失衡,严重压缩了物理学科的生存空间,这与提升国民科学素养的时代要求不符。要改变这一局面,自然离不开一线教育工作者的据理力争。而且问题的症结不仅仅在于高考,更在于高招制度的改革,在于打破高校招生的计划体制,扩大高校招生自主权,真正按照社会需要和人才培养规律选拔人才的实现。相信在不久的将来,高校各专业(如物理学、工程力学)的招生以相关学科(如物理)成绩为主要依据,其他学科成绩作为参考将不再只是一个愿景。只有这样,才能将学生个性化发展与人才培养需求相结合,从而彻底打破千军万马过独木桥的局面,实现条条大路通罗马。届时,高考也将不再是高招制度停滞不前的替罪羊。

        4. 创客理念与教学融合

        全球创客运动的蓬勃发展为教育的创新改革提供了新的契机。做中学、快乐教育、大成智慧、构造论这些创客教育背后的核心理念决定了创客教育具有无限的价值潜能。今后会有越来越多的教师将创客理念应用到教学中去,物理教师的创客教育行动催生一批批的学生物理创客。

        我们身处一个价值多元的时代,各种思想观点层出不穷、相互交锋,物理教育领域亦概莫能外。此种情况下,我们既需要在嘈杂的声音中保持理性的判断,还需要以面向未来的态度敞开心扉勇于接受新生事物。因此,物理教师与物理教育研究者需要更为积极主动地关注自己的学习与发展,并将其看成为终身孜孜以求的事业。

 

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