1、文獻綜述（一）相關概念界定1 .物理核心素養(yǎng)：學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。物理學科核心素養(yǎng)主要包括.“物理觀念”“科學思維一科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面。“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認識。是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華；是從物理學視角解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的基礎。主要包括物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素C“科學思維”是從物理學視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關系的認識方式；是基于經(jīng)驗事實建構物理模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等方法

2、在科學領域的具體運用；是基于事實證據(jù)和科學推理對不同觀點和結論提出質(zhì)疑和批判，進行檢驗和修正，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品格。“科學思維”主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素。“科學探究”是指基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結論并作出解釋，以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力。“科學探究”主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素。“科學態(tài)度與責任”，是指在認識科學根本，認識科學技術社會環(huán)境關系的基礎上，逐漸形成的探索自然的內(nèi)在動力，嚴謹認真、實事求是和持之以恒的科學態(tài)度，以及遵守道德規(guī)范，保護環(huán)境并推動可持續(xù)

3、發(fā)展的責任感。“科學態(tài)度與責任“，主要包括科學本質(zhì)、科學態(tài)度、社會責任等要素。中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2018年版）S.北京：人民教育出版社，2017:4-5.2 .物理概念：物理概念反映了客觀事物的本質(zhì)屬性，是物理學的基石，物理規(guī)律反映了在某一物理狀態(tài)或物理過程中相關物理概念之間在一定條件下所遵從的關系。閻金鐸，郭玉英.中學物理新課程教學概論M.北京：北京師范大學出版集團，2008:98-121.3 .電磁學：由中華人民共和國教育部于2017年修訂的普通高中物理課程標準,電磁學出現(xiàn)在必修3選擇性必修2。(1)必修3由“靜電場”“電路及其應用”“電磁場與電磁波初步”“能源與

4、可持續(xù)發(fā)展”四個主題組成。選擇性必修2由“磁場”“電磁感應及其應用”“電磁振蕩與電磁波”“傳感器”四個主題組成。4 .教學策略：辭海中，“策略”一詞指的“計謀策略”夏征農(nóng)、陳至立.辭海(第六版第一卷)M.上海：上海辭書出版社，2009:341,而在較為普遍性的意義上，策略涉及的是為達到某一目的而采用的手段和方法。對教學策略(instructionalstrategy)這一概念界定，國內(nèi)外諸多學者有著很多各自的看法，這些界定既呈現(xiàn)出一些共性，又表現(xiàn)出一些明顯的分歧，國內(nèi)的觀點主要有：”教學策略是指教師在課堂上為達到課程目標而采取的一套特定的方式或方法。教學策略要根據(jù)教學情境的要求和學生的需要隨時

5、發(fā)生變化。無論在國內(nèi)還是在國外的教學理論與教學實踐中，絕大多數(shù)教學策略都涉及到如何提煉或轉化課程內(nèi)容的問題。”施良方.崔允津.教學理論：課堂教學的原理、策略與研究M.上海:華東師范大學出版社，1999:137-360.(二)國內(nèi)外研究1 .國內(nèi)研究現(xiàn)狀(1)物理概念教學的發(fā)展過程從論著中發(fā)現(xiàn)，20世紀80年代的物理概念教學所在章節(jié)大多歸入物理教學過程(或教學環(huán)節(jié))中。而后慢慢的又在中學物理教學的主要環(huán)節(jié)一章中設“講清物理概念和規(guī)律”一節(jié)。對論著的內(nèi)容進行簡要分析可看出：上海教育學院1982年在中學物理的教學過程中提及“物理概念教學”內(nèi)容；大部分研究者將概念教學方法與概念教學過程混合進行闡述，或

6、者針對教學過程進行具體方法的闡述，也即大部分研究者只是論及概念教學過程，并將此視為獨立的概念教學方法。20世紀90年代后期，隨著物理教育學的發(fā)展，物理教學內(nèi)容退縮到“節(jié)”的層次。將概念教學歸入教學模式之中，專設一節(jié)講述概念教學模式。從上可見，大部分研究者已經(jīng)意識到概念教學與實驗、練習、復習及課外活動等教學具有差異，特設專章、節(jié)、目進行論述。個別研究者依據(jù)物理教科書的章節(jié)對具體概念的教學方法進行論述。趙寧寧，我國物理概念教學二十年J教育科學研究，2006.4:3(2)物理概念教學的研究內(nèi)容研究者大多針對物理概念教學的定義和特點、概念教學的過程(或環(huán)節(jié))、概念教學方法、概念教學的問題以及教學中的注

7、意事項等進行論述，以閻金鐸、王志軍、俞國祥的中學物理教材教法(1998)最為典型，主要談及了“物理概念的特點”、“掌握概念的過程”、“物理概念教學”等三部分。也有研究者只涉及到概念教學的一般過程而沒有特別設立“概念教學方法”的“節(jié)”。在物理教學論著當中，也有研究者將概念教學專門設為一章加以研究，并涉及到物理概念教學的模式、認知策略和案例。以段傳宗、查有梁、廖伯琴的物理教育學研究(1996)為例，特別設立“物理教育中概念形成的研究”一章,內(nèi)容包括：物理概念形成的“協(xié)作現(xiàn)象”模式研究、高中生掌握物理概念的認識策略研究、物理概念形成的模式研究及案例分析、物理發(fā)現(xiàn)與物理概念形成之研究等節(jié)。辯證唯物主義

8、認識論成為概念教學的主要基礎，故大多學者將教學過程的程序表述為：感性引入、理解形成、練習鞏固、實踐運用等。在物理領域，研究者經(jīng)常默認物理概念分為定量和定性的概念，定量的物理概念稱為物理量，物理量之間的關系構成了物理規(guī)律。因此，物理概念教學和物理規(guī)律教學方法之間并不存在非常大的區(qū)別，但物理概念、規(guī)律教學和實驗教學之間具有一定的區(qū)別。而期刊文獻的作者將視角主要集中在幾個常見的“概念教學環(huán)節(jié)”：概念引入、概念形成。這些文獻是關于某個教學環(huán)節(jié)或某個教學問題所提出的具體方法，很多研究者都關心概念的引入環(huán)節(jié)，要求尋找概念的切入點。很多教師都借助于具體的物理概念案例，對自己的概念教學方法進行闡述和講解。(3

9、)我國目前物理概念教學的研究成果通過對物理教育論著和期刊的分析，我們可以看到我國物理概念教學一直以來受到學者們的關注，已經(jīng)取得一定的研究成果：物理概念教學在其定義和特點、概念教學的過程(或環(huán)節(jié))、概念教學方法、概念教學的問題、教學中的注意事項等方面已經(jīng)日趨完善。20世紀90年代中期以前，研究者根據(jù)辯證唯物主義認識論和教學認識論提出了物理概念教學過程和相應的方法，教師在此基礎上加以補充和豐富。20世紀90年代以后，隨著國際科學教育研究成果的引入，教學論和心理學研究的發(fā)展，物理概念教學研究領域出現(xiàn)了新的研究取向，從更為細化的角度對物理概念教學展開研究。可以發(fā)現(xiàn)，我國物理概念教學的研究方式從理論推演

10、到實證研究的轉變，理論基礎從泛化到具體的轉變，教學方法從抽象到具體的轉變。但是，辯證唯物主義的認識論、教學認識論和以心理學為指導的概念教學過程、概念教學方法之間所持有的教學方法并沒有呈現(xiàn)出非常大的差異，但每種教學方法其背后的價值假設卻很不一樣。而不同認識論的支持者共同享用著這些方法，它們是：對概念進行比較的方法，又稱對比、類比。比較作為一種思維過程，包括對概念進行分析、綜合、抽象和概括的過程。根據(jù)對象的差異，包括為了抽取物理現(xiàn)象的本質(zhì)而進行的物理現(xiàn)象的要素的比較；也包括相似的物理概念之間的對比。為概念教學進行教學準備的方法：如觀察、演示實驗、學生實驗、列舉事實、講故事、理論導入以及舊知識引入等

11、等。借助于國際物理教學領域的研究，我國開始關注前概念教學問題，這將物理概念教學的研究推進到認知的層次領域，關注到學生學習之前的認知狀態(tài)，從學生心理的角度切入到物理概念教學本身。2 .國外研究現(xiàn)狀21世紀以來，世界各國的基礎教育都進入到改革新階段.2013年，美國新一代科學教育標準NGSSE式頒布.基于學習進階發(fā)展的表現(xiàn)，使科學課程的3個維度實踐、共通概念和核心概念緊密聯(lián)系、相互促進，從而將以往的科學課程線性、零散、互不相關的內(nèi)容組成系統(tǒng)的、相互聯(lián)系的體系，并使之與社會生活領域息息相關.羅瑩.物理核心素養(yǎng)研究：物理知識與物理觀念J.物理教師,2018.6:2.(1)國外物理概念教學的研究內(nèi)容美國

12、的物理教育研究者從20世紀80年代開始了大規(guī)模對學生物理概念的研究，研究對象包括各個層面的學生，如Hestenes、Wells(1992)等人開展了對芝加哥1500多名高中生物理概念理解的研究JHallonand.Dhestenes.TheinitialknowledgeStateofcollegephysicsstudent.JAm.J.Phys.1985.53:5Miller,J.D.TheScientificLiteracy:AConceptualandEmpiricalReviewJ.Daedalus,1983,112(2)：29-48.;華盛頓大學教育研究小組(1980)、Cleme

13、nt(1982)、Thornton(1998)等也開展了對大學生物理概念理解的研究。研究內(nèi)容涉及力、運動、能量、光、熱、溫度及簡單電路等物理概念；研究角度包括：教學前學生具有的前概念以及它們對于物理概念教學的影響；傳統(tǒng)講座式教學是否能夠促進學生理解、掌握物理概念；如果傳統(tǒng)教學不能起到積極作用，那么使用何種教學策略能更好地促進學生對于物理概念的理解和掌握。8(2)國外物理概念教學的研究成果經(jīng)過長達二十幾年對學生物理概念的研究，美國的物理教育研究者得出了一些重要的研究結果：概念廣泛存在于學生頭腦中，并會嚴重影響學生物理概念的學習傳統(tǒng)教學很難改變學生的前概念有效“轉變學生概念”的教學策略：基于小組合

14、作互動的教學策略與基于電腦技術互動的教學策略。吳偉，王新星，美國學生物理概念研究的發(fā)展J,課程教材教法，2008.2:84-85哈佛大學E.Mazur教授提出的一種課堂交流激活式的教學方法(Interactive-Engagementmethod),簡稱IE。這種方法主要是為了增加課堂中學生的參與和激勵學生主動思維的能動精神。IE方法簡單易行，不多占用時問，教學效果良好，受到教師們的青睞。最近一項對IE方法與傳統(tǒng)教學方法教學效果比較的研究報告表明：IE方法確實比傳統(tǒng)的教學方法優(yōu)越。被調(diào)查的有62個班總共6542名學生。其中有48個班4458名學生用IE方法進行教學，另外14個班2084名學生基本不用IE方法。研究者用學生學習物理前、后的測試成績進行對比，用平均標準增量來衡量教學效果。平均標準增量定義為實際平均增量與最大可能增量的比值,其中前者為學習物理之后的平均成績與學習之前的平均成績之差；后者為滿分（100）與學習之前的平均成績之差。結果表明，IE方法的平均標準增量是傳統(tǒng)方法的兩倍,分別為0.48和0.23o用另一份同樣是Hestenes等人設計的檢查學生解決問題能力的試卷,Mechanics-Baselinetest）,簡稱MB對以上62個班中的30個班3259名學生的測試，結果表明：FCI成績與MB績的相關系數(shù)為0.91。