我國中學(xué)物理學(xué)科能力的百年建構(gòu)

1、課程標(biāo)準(zhǔn)是國家頒布的課程綱領(lǐng)，是課程實(shí)施的指導(dǎo)性文件，其中的課程目標(biāo)明確了立德樹人的學(xué)科教育期望，也蘊(yùn)含著對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求。從 1902 年清政府管學(xué)大臣張百煕主持制定《欽定學(xué)堂章程》，到 2017 版《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的頒布，我國中學(xué)物理課程的發(fā)展已逾百年。與時(shí)俱進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科能力成為物理教育的核心目標(biāo)，百年課程中物理學(xué)科能力的建構(gòu)將反映出不同發(fā)展階段對中學(xué)生所應(yīng)具備的物理能力的要求。為厘清物理學(xué)科能力的百年演變軌跡和發(fā)

2、展特征，本研究選取 1902—2017 年頒布的 31 份物理課程標(biāo)準(zhǔn)，將其按照時(shí)間順序劃分為四個(gè)階段，利用文本分析軟件和自然語言處理系統(tǒng)開展高頻詞共現(xiàn)和特征詞權(quán)重分析，結(jié)合分學(xué)段三維權(quán)重計(jì)量，深度剖析百年中學(xué)物理課程發(fā)展史特征和能力變革；并基于物理學(xué)科能力分類框架，從基本能力、綜合能力、問題解決、認(rèn)識(shí)論和創(chuàng)造性思維五個(gè)維度對課程目標(biāo)進(jìn)行學(xué)科能力演變的文本研究，以構(gòu)建我國百年中學(xué)物理學(xué)科能力。一、研究方法 一、研究方法 我國基

3、礎(chǔ)教育階段歷來重視數(shù)理化教育，物理學(xué)科能力被認(rèn)為是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分。本文以百年來的中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)為研究對象，綜合運(yùn)用多種文本分析方法，剖析其對物理學(xué)科能力要求的演變特征，從而為當(dāng)前的物理課程改革提供歷史文本的研究證據(jù)和實(shí)證分析的科學(xué)依據(jù)。（一）研究背景和 （一）研究背景和對象學(xué)科能力是成功解決學(xué)科問題或完成學(xué)科任務(wù)的個(gè)性特征［1］，以概括能力為基礎(chǔ)，兼具思維品質(zhì)成分和個(gè)體差異以及學(xué)科的特殊能力［2］。物理學(xué)科能力是指學(xué)生順利

4、進(jìn)行物理學(xué)科的認(rèn)識(shí)活動(dòng)和問題解決活動(dòng)所必需的、穩(wěn)定的心理調(diào)節(jié)機(jī)制，是系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的物理學(xué)科知識(shí)技能及核心活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)圖式（穩(wěn)定的學(xué)科經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)）對學(xué)習(xí)行為的定向調(diào)節(jié)和執(zhí)行調(diào)節(jié)。［3］歐美發(fā)達(dá)國家倡導(dǎo)合科的科學(xué)教育，重視考查科學(xué)教育對學(xué)生能力的培養(yǎng)，因此諸多國際大型測評項(xiàng)目均以科學(xué)素養(yǎng)為基準(zhǔn)進(jìn)行測評。如國際學(xué)生測評項(xiàng)目（Program for International Student Assessment,簡稱 PISA）強(qiáng)調(diào)在現(xiàn)實(shí)生活中

5、創(chuàng)造性地運(yùn)用基本科學(xué)知識(shí)的能力，圍繞科學(xué)素養(yǎng)的四個(gè)方面，即科學(xué)知識(shí)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)能力和情境脈絡(luò)展開［4］，測評內(nèi)容的知識(shí)領(lǐng)域涉及物理學(xué)科，關(guān)注物理知識(shí)、物理態(tài)度、物理技能和物理情境，2018 年時(shí)還新增了創(chuàng)造性思維。美國國家教育進(jìn)步評價(jià)（The National Assessment of Educational Progress,簡稱 NAEP）的測評框架突出科學(xué)實(shí)踐，涵蓋識(shí)別科學(xué)原理、運(yùn)用科學(xué)探究、運(yùn)用科學(xué)原理以及運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

6、。 ［5］發(fā)展中國家則特別強(qiáng)調(diào)分科的物理能力，比如土耳其咖茲大學(xué)的安魯·珀溫（Unlu Pervin）通過對本國科學(xué)藝術(shù)中心 11—13 歲資優(yōu)生物理能力的測量，將物理能力分為六大方面：物理學(xué)習(xí)興趣、形成新的物理信息的能力、解釋物理主題和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力、進(jìn)行物理原理和規(guī)律的分析、具備將物理與其他學(xué)科相聯(lián)系的跨學(xué)科能力、能夠改進(jìn)所學(xué)物理知識(shí)和技能。 ［6］物理學(xué)最初是從自然哲學(xué)中分化出來的，19 世紀(jì)中葉才成為一門獨(dú)立的學(xué)科［7

7、］。20 世紀(jì)初，物理學(xué)已然成為揭示自然規(guī)律、探索宇宙奧秘的最重要的學(xué)科之一，被譽(yù)為“自然科學(xué)之王”［8］。1862 年，清廷開辦京師同文館。1869 年，丁韙良被擢升為同文館總教習(xí)，在其推動(dòng)下，格物學(xué)（即物理）成為正式課程。20 世紀(jì)初，隨著興學(xué)堂和推行新學(xué)制等一系列改革舉部分，并構(gòu)建了物理實(shí)驗(yàn)操作能力的結(jié)構(gòu)模型。 ［20］郭玉英、張玉峰和姚建欣提出物理學(xué)科能力表現(xiàn)的理論框架，即學(xué)習(xí)理解能力、應(yīng)用實(shí)踐能力、遷移創(chuàng)新能力三大維度的 9

8、項(xiàng)一級指標(biāo)和 7 級水平。 ［21］從探索自然的樸素理論，建立經(jīng)典物理體系，到 20 世紀(jì)相對論和量子論的革新，再到智能時(shí)代的物理學(xué)，物理學(xué)的演化歷程即是人類探索未知世界的智慧和求真之途?；A(chǔ)物理課程具有獨(dú)特的育人價(jià)值，物理學(xué)科能力的發(fā)展也是伴隨著物理學(xué)和物理教育的演化歷程，經(jīng)歷了初期的理論移植與經(jīng)驗(yàn)積累、轉(zhuǎn)型期的思想流變與實(shí)踐改革、新課改后的理論繁榮與方法創(chuàng)新等不同階段。 ［22］雖然我國學(xué)者對物理學(xué)科能力的劃分標(biāo)準(zhǔn)不同，但其演進(jìn)歷程

9、最終都包含和指向了基本能力和綜合能力，以實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)探究和科學(xué)思維為核心的問題解決能力，以情感態(tài)度價(jià)值觀和學(xué)科本質(zhì)為核心的認(rèn)識(shí)論能力，以及高階創(chuàng)造性思維。因此，本研究綜合物理學(xué)科能力的層級式分類特征，將其能力領(lǐng)域進(jìn)行了五級劃分（基本能力、綜合能力、問題解決能力、認(rèn)識(shí)論和創(chuàng)造性思維），得到了中學(xué)物理學(xué)科能力文本分析的分類框架，實(shí)質(zhì)上區(qū)分了靜態(tài)能力和動(dòng)態(tài)能力，并考量了高階思維能力和各測評維度同質(zhì)性與異質(zhì)性的平衡。表 2 我國中學(xué)物理學(xué)