中學物理教學學術(shù)能力研究

馬亞鵬

核心素養(yǎng)著眼于對“未來人”的美好期許，核心素養(yǎng)的培育歸根結(jié)底要植根于真實的教育實踐情境之中，這將邏輯地導向?qū)處煹慕虒W觀念、學科素養(yǎng)和課程能力的重新審視，即基于核心素養(yǎng)的課程實施必將對教師的教學學術(shù)能力提出更高的要求。有鑒于此，本文就中學物理教學學術(shù)的幾個基本問題展開論述，以期對中學物理教師的教學學術(shù)能力發(fā)展有所裨益。

一、中學物理教學的學術(shù)性

在進行深入探討之前，有必要先考察實踐情境中物理教師的教學能力?！罢f課——上課——評課”是中學教師參與學科教學的最基本的實踐樣態(tài)，從中可窺見教師專業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。以某省的“優(yōu)課”評比為例。在說課環(huán)節(jié)，幾乎所有教師分析教材時僅能從知識點的前后順序上說到“力的分解”具有“承前啟后”的作用，僅一位選手對教材的邏輯結(jié)構(gòu)和編寫特點予以分析。多位教師在陳述教學目標時規(guī)范意識不夠，多次使用“培養(yǎng)學生……”、“使學生……”等語句。教學重、難點分析則完全隨心所欲，如“力的合成”教學中，有人認為“探究求合力的方法”為難點，有人則認為“平行四邊形定則”為難點。在教學過程中，多位教師的課堂教學缺乏明晰的邏輯線索，知識內(nèi)容的給出缺乏明顯的證據(jù)與論證。不僅如此，邏輯的謬誤時有發(fā)生，如在力的合成教學中，有人竟然采用虛擬實驗驗證平行四邊形定則。評課環(huán)節(jié)亦有不足，一些評委在評課時缺乏將授課內(nèi)容納入中學物理課程整體之中考量的意識，僅能從教學經(jīng)驗的角度談一些主觀的感受，無視教學目標、脫離教材、不考慮學情的現(xiàn)象比較突出，筆者將這種現(xiàn)象稱之為“課堂教學的評價游離于目標之外而變成自我喜好的空談”。［1］

認真分析不難發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)生的原因既與長期以來教師的培養(yǎng)模式有關(guān)，又與中學教學唯應試教育的實踐取向不可分割。教師的職前培養(yǎng)早就有“師范性”與“學術(shù)性”之爭，這種爭論由于忽略了“中學學科教學”本身，導致了“實踐上的低效”。［2］在職培養(yǎng)的情況也不容樂觀，一是培養(yǎng)方式封閉，新入職的教師學會教學的歷程主要靠年長教師的“非系統(tǒng)性”的指導和自我“非專門化”的探索。二是繼續(xù)教育學習效果不佳，多數(shù)培訓的主題聚焦于教育改革新理念和新教學模式的解讀，但對如何實際操作不甚明了。最根本的是，此類培訓缺乏與具體學科教學相結(jié)合，難以對教師的專業(yè)發(fā)展起到實質(zhì)性的促進作用。三是唯應試教育的消極影響，多數(shù)物理教師入職后即被應試教育所羈絆，他們在確定教學目標、選擇教學內(nèi)容、開展教學評價時，均以中、高考試題為參照，教學被中、高考復習資料綁架的現(xiàn)象嚴重，久而久之，便喪失了從更高視角看待物理教學的意識。

對上述現(xiàn)象及成因的分析表明，教師專業(yè)發(fā)展的問題依然突出。斯騰豪斯（L.Stenhouse）“教師即研究者”的宏論啟示我們，教師的專業(yè)發(fā)展必須打破封閉（有時是自我封閉）的困境，應當從經(jīng)驗教學走向教學學術(shù)。中學物理教學學術(shù)，首先是一種把物理教學看成是學術(shù)的態(tài)度，把教學看成學術(shù)，是教學工作具有專業(yè)性的前提，而教學的專業(yè)性，是教師作為專業(yè)人員的根本保障。其次，教學是一個專業(yè)領(lǐng)域，僅憑教學經(jīng)驗的總結(jié)是無法觸及教學的本然面貌和基本規(guī)律的。教學學術(shù)則不同，其以問題為導向，采用合理性的方式對問題展開探究，通過思辨、論理、實證、質(zhì)化等方法，形成對問題的理論認識，這一點與一般的學術(shù)研究并無二致。第三，物理教學學術(shù)與其他學術(shù)領(lǐng)域的一個重要區(qū)別是，物理教學學術(shù)具有鮮明的物理學科特點，它以解決物理教學問題為旨歸，密切圍繞物理學科回答“教什么”“怎樣教”“為什么教”的根本問題。最后，物理教學學術(shù)具有實踐性，物理教學理論的生發(fā)離不開具體、生動、鮮活的教學實踐情境，正是在對實踐情境的反思性探究中，才能體現(xiàn)教學學術(shù)的創(chuàng)造精神，并在此過程中訓練教師的洞察力，增長教學智慧。

二、中學物理教學學術(shù)能力的構(gòu)成

依據(jù)現(xiàn)代認知心理學對能力本質(zhì)的研究可知，教學學術(shù)能力主要是后天習得的。本文將中學物理教學學術(shù)能力定義為：在中學物理教學學術(shù)活動中習得的獨特的認知結(jié)構(gòu)和順利完成中學物理教學學術(shù)活動所需要的關(guān)鍵行為方式，可從認知和行動兩個維度厘定其組成要素。認知維度的能力是指教師在長期的學習和教學中形成的認知結(jié)構(gòu)，依次表現(xiàn)為物理學科專業(yè)知識、物理學科教學知識和物理教學學術(shù)觀念；行動維度則為參與物理教學學術(shù)活動的關(guān)鍵技能，根據(jù)物理學的學科特點和教學實踐活動的需要，劃分為物理科學實踐能力、物理教學實踐能力和物理教學論文寫作三個要素。由此可構(gòu)成一個“兩維度、六要素”的中學物理教學學術(shù)能力結(jié)構(gòu)模型，如圖1。

圖1 中學物理教學學術(shù)能力結(jié)構(gòu)模型

（一）物理學科專業(yè)知識

通常將教師的物理學科專業(yè)知識稱為本體性知識，認為教師應擁有扎實的學科專業(yè)知識，這當然是對的，但由于對本體性知識及其組織缺乏更為細致的研究，人們才會未加反思地認為“大學物理系的畢業(yè)生教中學物理是沒有問題的”。實際上，即使是知名大學的畢業(yè)生，其物理學科知識結(jié)構(gòu)的缺陷依然會對他們的教學造成不小的障礙。如某校教師招聘試講中，應聘者講慣性定律時兩次提到笛卡爾對伽利略觀點做了補充，當評委在問答環(huán)節(jié)問及笛卡爾做了什么樣的補充時，則全然回答不上。這說明，教師對物理規(guī)律建立過程中蘊含的物理思想并不了解，而“對物理學所蘊含的豐富物理思想和特有思維方式的明確闡釋或深刻詮釋，乃是一門物理學課程學術(shù)水平的重要體現(xiàn)?！保?］對于物理教師的學科專業(yè)知識，有必要借用施瓦布（J.J.Schwab）的“實質(zhì)結(jié)構(gòu)”（substantive structure）和“句法結(jié)構(gòu)”（syntactic structure）加以區(qū)分。物理學科知識的實質(zhì)結(jié)構(gòu)指概念、規(guī)律、原理等被組織起來、用以體現(xiàn)具體的物理事實的組織方式，句法結(jié)構(gòu)則是一組用于區(qū)別真理與謬誤、有效與無效的方式，更多的指物理知識的證成方式。物理教師更要掌握物理學科的“句法結(jié)構(gòu)”，以便于理解物理理論的合理性，即不僅需要知道“是什么”，還需要進一步理解“為什么”。

（二）物理學科教學知識

在教師知識研究中，舒爾曼（L.S.Shulman）的學科教學知識（pedagogical content knowledge）關(guān)注學科知識的教學維度，是一種與“可教性”（reachability）最密切相關(guān)的內(nèi)容知識。［4］（P138）物理學科教學知識包含了物理學科的核心主題如力和運動、能量等最有用的表述形式，最有力的類比、圖解、例證、解釋和演示，即其包含了使物理學科被學生理解的各種方式。物理學科教學知識還包括理解促使某一物理學的具體主題變得容易或困難的原因，即學生的前概念、迷思概念（mis-concept）等。顯然，教師的物理學科教學知識對迷思概念及其轉(zhuǎn)化、教學內(nèi)容的有序組織以及有效教學策略的選擇起著決定性的意義，理應成為物理教學學術(shù)的核心要素。以高中物理歐姆定律的教學為例，學生在初中時已通過科學探究習得了歐姆定律的內(nèi)容、表達式，高中物理再次學習這一內(nèi)容時，如何確立恰當?shù)慕虒W目標和適切的教學策略以避免簡單重復初中的內(nèi)容，則需要教師豐富的物理學科教學知識加以判斷。新手教師往往重視通過小組探究分別研究電流與電壓、電流與電阻的關(guān)系，經(jīng)過論證得出歐姆定律的表達式。專家型教師則在實驗基礎(chǔ)上通過繪制不同導體兩端電壓與通電電流之間關(guān)系的圖象（即U-I圖象）來精確定義電阻，進而嚴格給出歐姆定律的內(nèi)容、表達式，并通過描繪不同導體的伏安特性曲線（I-U圖象）得出歐姆定律的適用條件，最后還介紹了非線性元件在現(xiàn)代電子技術(shù)中的廣泛應用。［5］顯然，兩種教學的高下一目了然。

（三）物理教學學術(shù)觀念

物理教學學術(shù)觀念指對物理教學學術(shù)的總體看法，主要包括把中學物理教學看成學術(shù)的意識，以學術(shù)的眼光審視物理教學理論與實踐的境界，用學術(shù)的方法解決物理教學實踐問題的態(tài)度。物理教學學術(shù)觀念是極其重要的，它反映了教師深層次的認知結(jié)構(gòu)與思維方式。曾有物理教學論研究生擬研究將學生的物理實驗報告由傳統(tǒng)的驗證性實驗報告升級為探究性實驗報告。筆者在參與課題論證時曾提出觀點：驗證還是探究在實驗報告的具體形態(tài)上并非涇渭分明的，在教學實踐中能否真正體現(xiàn)科學研究的韻味，其實取決于教師的教學觀念，如忽略這種觀念的先導性而單純更改實驗報告的形式，是達不到預期目標的。也就是說，其真正的難點并非在技術(shù)操作上，而在于教師的教育理念。由此可見，物理教學學術(shù)觀念就是要在更為上位的層面上規(guī)范物理教學問題的方向，為更好地發(fā)揮物理學科的育人價值提供先導，同時也在深層次上塑造著物理教師的精神氣質(zhì)。這一觀點迄今為止仍未被學術(shù)界廣泛認同，使得中學物理教師的教學研究通常在“術(shù)”的層面徘徊而沒有真正上升到“法”的境界。

（四）物理科學實踐能力

物理學是以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，實驗定律的發(fā)現(xiàn)，物理規(guī)律的檢驗，均離不開物理實驗，因此，物理實驗在教學中就具有獨特的作用。近年來，國際科學教育的實踐轉(zhuǎn)向和STEM課程的開發(fā)等進一步彰顯了物理科學實踐的重要性。STEM是科學、技術(shù)、工程和數(shù)學（Science，Technology，Engineering and Mathematics）英文單詞首字母的縮寫。“STEM課程旨在使學生參與以活動、項目和問題解決為基礎(chǔ)的學習，它提供了一種動手做的課堂體驗，學生在應用所學到的數(shù)學和科學知識來應對挑戰(zhàn)時，能夠創(chuàng)造、設計、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問題?！保?］STEM課程超越了食譜式（cookbook）的科學探究教學路向，注重在實踐情境中通過模型、數(shù)據(jù)、論證、合作等科學實踐方式解決科學和工程中的問題。STEM非常強調(diào)工程設計的重要性，把數(shù)學和科學思維相結(jié)合，以提高學生的綜合科學能力。因此，STEM課程對物理教學實踐帶來了豐富的想象空間，也對物理教師提出了更高的要求，教師不能再滿足于根據(jù)實驗室現(xiàn)有的儀器進行演示或驗證實驗，也不能滿足于對現(xiàn)有實驗方案和儀器做一些修修補補的改進工作，而要從STEM課程研發(fā)的視角，開展基于項目的科學實踐活動，在設計研發(fā)的過程中體會科學實驗與理論的關(guān)系，全面準確地理解物理科學的本質(zhì)。由此可見，物理科學實踐既具物理學科特色，又具學科整合性，理應成為物理教師教學學術(shù)能力的核心要素之一。

（五）物理教學實踐能力

物理教學實踐能力的核心是教學技能，將其納入教學學術(shù)是合理的，因為“教學技能是教學學術(shù)得以實現(xiàn)的邏輯路線”。［2］教學技能兼具規(guī)范性和個體性，是技術(shù)性與藝術(shù)性的統(tǒng)一。這里的技術(shù)性指明了“教學技能是構(gòu)成教師職業(yè)的重要內(nèi)容之一，因為它不僅是教師職業(yè)區(qū)別于其他職業(yè)的最基本方面，而且需要專門的訓練和培養(yǎng)?！保?］（P1）藝術(shù)性則說明教學技能具有鮮明的個性化特征，具有個體差異性。筆者曾以“做菜”比喻教學，一般而言，做同一道菜所使用的食材和佐料大體相同，但不同的人做出來的菜口感相差很大，有的人做的菜難以下咽，有的則色香味俱全，上課與其何其相似。筆者在觀摩“同課異構(gòu)”教學研討活動時，多次感慨教學技能的高低對教學成敗的影響。同樣的教學內(nèi)容、相同的演示實驗和相似的教學設計，不同教師的課堂表現(xiàn)迥然不同，有的妙趣橫生，有的卻索然無味。由此可見，教師只有系統(tǒng)化地接受教學技能的訓練，才能在實踐中探索符合自身特點的教學風格。

（六）物理教學論文寫作

物理教學學術(shù)性的集中體現(xiàn)是教學學術(shù)同一般的學術(shù)研究一樣，具有交流、傳播的功能，這一功能的發(fā)揮與教學論文的寫作密不可分。然而在教學實踐中，對教學論文寫作意義的認識還遠遠沒有達成共識，教師對其亦有“畏難”情緒，甚至有相當數(shù)量教學水平很高的教師不會或?qū)懖怀鱿駱拥恼撐?，其精湛的教學技藝未能加以提煉，實在是非常遺憾。皮亞杰認為，智力發(fā)展是一個主體的自我建構(gòu)過程，其發(fā)生的起點和發(fā)展的基礎(chǔ)是主客體之間的相互作用，也即動作或行為。動作分化的內(nèi)向發(fā)展稱為內(nèi)化建構(gòu)，把外向發(fā)展稱為外化建構(gòu)。內(nèi)化建構(gòu)是指主體動作結(jié)構(gòu)從外部層次投射到內(nèi)部層次，如實物運算內(nèi)化為概念運算。外化建構(gòu)則相反，是主體內(nèi)部的圖式投射到外部層次上去，如將邏輯數(shù)學運算歸屬于物理實體形成因果解釋，再將根據(jù)這種因果解釋做出的技術(shù)設計外化為實際的技術(shù)創(chuàng)造。由此可知，教師解決物理習題屬于典型的內(nèi)化建構(gòu)，撰寫教學論文則屬于外化建構(gòu)，這是兩種不同的認知方式。正是在此意義上，有研究指出，“會不會寫論文是研究者與教書匠的區(qū)分標準”。［8］通過物理教學論文撰寫，教師綜合運用物理學科知識、學科教學知識、心理學以及科學史哲（HPS）等，聚焦物理教學理論或?qū)嵺`中存在的疑難問題，系統(tǒng)地收集資料并展開論證，形成新的理性認識，從而豐富物理教學學術(shù)成果，并在此過程中，教師的主觀能動性得以彰顯，創(chuàng)造力得以發(fā)展并發(fā)揮作用。

三、中學物理教學學術(shù)能力的培育途徑

（一）基于問題的專題研究

教師的教學研究常因深度不夠、水平不高而備受“詬病”。多數(shù)教師參與研究的動機并非以解決物理教學問題為主旨，往往是在需要“評職稱”前寫一點東西，缺乏深入、扎實開展教學研究的“志趣”；在研究的主題上，不能持續(xù)關(guān)注某個（些）問題，“打一槍換一個地方”的情況較為多見，由于研究缺乏持續(xù)性和連續(xù)性，往往表現(xiàn)為深度不夠。此外，廣大一線教師在職前（后）教育中未能接受教學研究及論文撰寫的系統(tǒng)訓練，導致在論文寫作中“空喊口號”“亂套術(shù)語”的現(xiàn)象突出。教學研究技能的訓練不足進而影響投身研究的“意愿”，形成“畏難”情緒也就是自然的事情了。因此，要切實提高物理教學學術(shù)水平，就需要改變上述不良傾向，扎實開展基于問題的專題研究?；趩栴}的專題研究無非包含兩個方面，一是要善于發(fā)現(xiàn)有價值的問題，二是對問題的探究不宜淺嘗輒止，要下扎實的工夫，以便形成系統(tǒng)的認識。有學者將中學物理教師的教學研究按主題劃分為“物理學科知識研究、實驗設計與創(chuàng)新、教材編纂與分析、教學設計研究、教學方法與策略總結(jié)”［9］等五個方面，這種分類有其合理性，但在具體研究中仍有待細化。

（二）持久的反思性教學實踐

物理教學學術(shù)的實踐性特征勢必要求開展反思性實踐活動。教學過程是師生文化、社會實踐的過程，前述對教學技能技術(shù)性和藝術(shù)性的反思所揭示的，就是教學學術(shù)與教學研究要超越單一向度的“理論指導實踐”的技術(shù)理性話語，并充分認識到教學實踐的變動不居與復雜混沌性（chaos）。在這個意義上，教師個體的教學實踐具有獨特性，并不存在統(tǒng)一的模式和相同的樣態(tài)。因此，教師欲提高教學學術(shù)水平，就需要關(guān)注并系統(tǒng)反思自身教學實踐情境中形成的“見識”及其背后的“思考方式”。近年來，學術(shù)界對教師“實踐性知識”及其形成機制的研究業(yè)已揭示出“實踐性思考方式”有如下特征［10］（P299）：（1）實踐中的即興性思考；（2）對于不確定狀況的敏感，主體的參與和對問題表象的熟慮態(tài)度；（3）實踐性問題的表象與解決中多元視點的綜合；（4）臨床地建構(gòu)實踐情境中所產(chǎn)生的問題現(xiàn)象相互關(guān)系的語脈化的思考；（5）基于教學展開的固有性不斷地重建問題表象的思考方略?？梢?，這種思考方式本身就是一種高超的技藝。事實上，資深教師所表現(xiàn)出的正是對教學事件的一種反省性的洞察力。從這種立場出發(fā)，教師通過以經(jīng)驗的反思為基礎(chǔ)，成為面向?qū)W生創(chuàng)造有價值的某種經(jīng)驗的“反思性實踐家”（reflective practitioner）。顯然，“反思性實踐家”的教學學術(shù)能力并非在教學中自發(fā)形成的，而是在教學實踐和有意識地反思中建構(gòu)而成的。因此，關(guān)注實踐情境，對問題保持敏感的心，及時反思并與理論、同行、學生對話，逐步建立自己對教學問題的獨特“見識”，是提高教學學術(shù)能力的關(guān)鍵所在。

（三）在專業(yè)學術(shù)期刊發(fā)表學術(shù)論文

從皮亞杰內(nèi)化建構(gòu)和外化建構(gòu)的角度分析得出，撰寫物理教學論文是物理教學學術(shù)能力的要素之一，因此，在專業(yè)學術(shù)期刊發(fā)表論文既是教學學術(shù)水平的體現(xiàn)，又是提高教學學術(shù)能力的途徑。學術(shù)發(fā)表的意義與價值不容小覷，學術(shù)作為公器，“不僅指學術(shù)研究為公共福祉和公眾服務，也是指學術(shù)研究是一種公民交流各種真知灼見的方式?！保?1］（P266）因此，學術(shù)論文的發(fā)表則意味著學術(shù)研究的公共性，是研究者參與學術(shù)共同體對話的過程。在主流期刊發(fā)表學術(shù)論文就是“運用語言的公共性和普遍性意義，把證據(jù)、理據(jù)與主張聯(lián)系起來，辨明關(guān)系和道理，從而使研究結(jié)論建立在堅實的理由之上?！保?1］（P266）顯然，論文發(fā)表與實踐中廣泛存在著的各種評獎論文在品格上是迥異的。就評獎論文本身而言，因其未公開發(fā)表的特點，使其已失去了學術(shù)論文的公共性和“對話”功能，評獎論文與教師的職稱晉升等相聯(lián)系，實則無益于教學學術(shù)的發(fā)展，也無益于教研生態(tài)文化的重建。而在專業(yè)學術(shù)期刊發(fā)表教學研究論文則不同，從投稿、發(fā)表及發(fā)表后引起的學術(shù)討論等，是研究者“走進”學術(shù)共同體的姿態(tài)，同時也是檢視、反思自己的學術(shù)主張和論證邏輯的過程，這無疑有助于增進研究者的學術(shù)能力。任何一個歷經(jīng)多次投稿、不斷被拒并最終發(fā)表，以及發(fā)表后接受過同行討論與質(zhì)疑的作者，都能切身體悟到這一過程對自身學術(shù)能力提升所起的不可或缺的促進作用。

（四）培育教學學術(shù)文化

中小學教師相對封閉的專業(yè)成長環(huán)境，塑造了相對狹隘的學術(shù)文化，比如在一些公開課或聽、評課活動中，“專業(yè)性不強、指向性不明、參與度不高”［12］等問題突出，不僅如此，多數(shù)情況下聽不到就具體教學中存在問題的批評，對相關(guān)問題的討論與爭鋒更是鮮見，“一團和氣”背后顯現(xiàn)的是學術(shù)文化的闕如。教學學術(shù)文化與一般學術(shù)文化相似，其最根本的精神動力是科學精神，就是竺可楨先生所講的“不計利害、只問是非”的精神?？茖W精神的核心在于理性的懷疑和批判精神，理性的懷疑與批判則意味著在學術(shù)問題面前沒有真正的權(quán)威，只有相互的研討以及對各種言說合理性的辯護。這里的研討、懷疑與批判并不涉及任何個人的私見，更與個人的品格等無關(guān)，即不能認為年少者對年長者觀點及論證合理性的批評是“自以為是”、“傲慢自大”甚至“大逆不道”。在學術(shù)討論中，我們應該時刻憶起亞里士多德“吾愛吾師，吾更愛真理”的箴言。因此，為了提高物理教師的教學學術(shù)水平，為保障“教師與其同伴間的相互學習”［13］的順利開展，從文化的角度出發(fā)，則必須大力培育教學學術(shù)文化，無論多大規(guī)模、何種形式的教研活動，都應當弘揚科學精神，倡導真理面前人人平等的理念，并且在辯理研討的過程中，真正形成風格鮮明的“學術(shù)共同體”，使得物理教研活動成為分享經(jīng)驗與智識，成就教師自我的教學學術(shù)活動，唯有如此，才能達成中學物理教師的教學學術(shù)文化。

（感謝首都師大邢紅軍教授對本文的指導?。?/p>