陳運(yùn)保+馬亞強(qiáng)

科學(xué)方法教育是中學(xué)物理教育的重要內(nèi)容。本研究采用文本分析法對(duì)我國高中物理教材進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從各類科學(xué)方法出現(xiàn)的次數(shù)、體現(xiàn)方式、顯性化水平、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)等指標(biāo)分析物理教材在科學(xué)方法顯性化表征上的特點(diǎn)，并基于此提出了教材編寫和使用建議。

物理教材 科學(xué)方法 顯性化 文本分析

一、問題提出的背景

我國物理新課程不僅重視幫助學(xué)生掌握物理知識(shí)，而且越來越重視學(xué)生對(duì)科學(xué)方法的掌握。為此，近年來有很多關(guān)于科學(xué)方法顯性化的研究和呼吁。所謂科學(xué)方法顯性化是教材在隱性使用科學(xué)方法建立物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過標(biāo)示所使用的科學(xué)方法、對(duì)科學(xué)方法的內(nèi)涵進(jìn)行闡述、組織學(xué)生使用和訓(xùn)練科學(xué)方法等手段，更加明確地、顯性化地進(jìn)行科學(xué)方法教育，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)方法。

那么，我國物理教材在科學(xué)方法顯性化表征上做得如何？有哪些經(jīng)驗(yàn)和不足呢？對(duì)此，本文進(jìn)行了教材文本分析，我們相信該研究對(duì)于教材的編寫和使用具有一定的借鑒作用。

二、研究設(shè)計(jì)

1.研究對(duì)象的選取

本研究以人民教育出版社2010年版高中物理教材必修1、必修2和選修3系列為研究對(duì)象，共計(jì)7本教材，分析內(nèi)容包含前言、各章節(jié)及習(xí)題等部分。

2.研究方法與研究工具

本研究主要采用文本分析法，編制數(shù)據(jù)分析記錄表、對(duì)照分析教材進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

首先，確定科學(xué)方法的種類。文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)方法的分類標(biāo)準(zhǔn)不同、類目多樣，本文主要參考邢紅軍老師的分類方法，并考慮到其他的一些因素做了補(bǔ)充，如在一般科學(xué)方法中加入科學(xué)探究法，在實(shí)驗(yàn)方法中加入近幾年教材中新出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)模擬方法，最后，一共解析出24種基本的科學(xué)方法（參見表3第一列）。

我們對(duì)這些科學(xué)方法查閱大量資料，以確認(rèn)其準(zhǔn)確、全面、相互不交叉（即不出現(xiàn)一種具體的操作被歸入兩個(gè)科學(xué)方法的情況）、定義規(guī)范、方便理解[1]。然后，我們以這些科學(xué)方法為指標(biāo)對(duì)物理教材進(jìn)行分析以確定每一類科學(xué)方法出現(xiàn)的次數(shù)和顯性化程度，尤其注意在物理知識(shí)點(diǎn)的建立、引申和擴(kuò)展中，以及“鍵”（知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)之間的連結(jié)處）位置[2]等要點(diǎn)處確認(rèn)科學(xué)方法使用情況。

其次，確定科學(xué)方法的體現(xiàn)方式和顯性化水平層次。教材在處理物理知識(shí)時(shí)會(huì)體現(xiàn)相應(yīng)的科學(xué)方法，通過文獻(xiàn)研究和預(yù)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)有以下四種體現(xiàn)方式：滲透使用，教材在講解物理知識(shí)時(shí)滲透某種科學(xué)方法，但不明確指出其名稱、不進(jìn)行解釋說明，該方式只是隱性使用，并沒有進(jìn)行顯性化處理;命名，教材明確給出該種科學(xué)方法的名稱;講解，教材解釋或講解該科學(xué)方法，如解釋科學(xué)方法的內(nèi)涵、總結(jié)其特點(diǎn)、給出一般性定義、舉例說明、給出使用注意事項(xiàng)等，便于學(xué)生理解和掌握;組織使用，教材組織學(xué)生使用科學(xué)方法解決問題或訓(xùn)練學(xué)生掌握該方法。

上述方式表現(xiàn)出的顯性化水平是不同的，我們把它們分為以下四個(gè)水平層次（見表1）：

表1 科學(xué)方法顯性化分層表

從表1可以看出：當(dāng)教材只是隱性使用科學(xué)方法時(shí)，教材并沒有進(jìn)行顯性化處理，稱為零水平層次;水平一層次是在使用該科學(xué)方法處理物理知識(shí)時(shí)明確給出名稱，但是不講解其內(nèi)涵、不訓(xùn)練使用該科學(xué)方法，需要學(xué)生自己體會(huì)總結(jié)或者查閱資料來學(xué)習(xí)，因此其顯性化水平較低;水平二、三層次的顯性化程度更高。本研究在解析教材時(shí)采用該指標(biāo)體系來分析科學(xué)方法顯性化處理的方式和水平。

再次，編制文本分析表。本研究根據(jù)以上分析指標(biāo)編制了“科學(xué)方法顯性化分析記錄表”（見表2）作為文本分析的工具。

表2 科學(xué)方法顯性化分析記錄表

最后，整體分析教材科學(xué)方法顯性化表征的系統(tǒng)性。循序漸進(jìn)是教學(xué)的一個(gè)基本原則，也應(yīng)該是評(píng)估教材編寫質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。由于本研究涉及整個(gè)高中物理教材，因此，本研究可以對(duì)高中教材編寫的系統(tǒng)化進(jìn)行分析。

3.研究工具的信度檢驗(yàn)

對(duì)于本研究工具，研究者進(jìn)行了信度分析，請(qǐng)三名物理教學(xué)論研究生分別獨(dú)立使用該工具對(duì)同樣的物理教材進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)三者一致性較高，按照“評(píng)分者信度”的計(jì)算方法，達(dá)到0.928，表明本研究工具具有較高信度。

三、研究發(fā)現(xiàn)

1.研究數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)

我們對(duì)人教社高中物理必修1、2和選修三系列共計(jì)七本教材進(jìn)行分析，整體數(shù)據(jù)如表3。

2.數(shù)據(jù)分析

分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表3，可以得出如下結(jié)論：

第一，各類科學(xué)方法在高中物理新教材中出現(xiàn)的總數(shù)目合計(jì)為950次，相比于高中物理知識(shí)點(diǎn)數(shù)量，次數(shù)非常多，表明教材編寫時(shí)重視使用和體現(xiàn)科學(xué)方法。

第二，從出現(xiàn)的次數(shù)來看，各類科學(xué)方法在教材中使用和體現(xiàn)的情況差別很大，直接定義法出現(xiàn)的次數(shù)最多（353次）。一般來說，當(dāng)教材中出現(xiàn)新概念時(shí)，需要通過直接定義來進(jìn)行解釋，該數(shù)據(jù)表明我國高中物理教材中出現(xiàn)的新知識(shí)是比較多的，教材信息量大。教材體現(xiàn)圖形圖像法的次數(shù)排名第二（100次），表明教材注重采用直觀、易讀的方法來展示物理內(nèi)容。其次為觀察法（78次），表明教材在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生活現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析方面，較為重視。之后為歸納法（66次），表明教材比較注重引導(dǎo)學(xué)生思考、建構(gòu)知識(shí)，逐漸改變了傳統(tǒng)教育過于注重直接講解灌輸?shù)慕虒W(xué)方式。隨后是比較法（46次），表明教材注重引導(dǎo)學(xué)生思考、辨析來建立知識(shí)。體現(xiàn)較多的其他科學(xué)方法依次是近似估算法（45次）、分類法（34次）、科學(xué)研究法（30次）、計(jì)算機(jī)模擬法（29次）和演繹推理法（27次）。

這10種方法的總次數(shù)占85%以上，說明教材編寫者認(rèn)為這些方法是物理學(xué)中基礎(chǔ)的方法，應(yīng)該進(jìn)行一定的科學(xué)方法教育。

第三，從“顯性化數(shù)目”來看，較為明顯的依次是：圖形圖像法（42次）、科學(xué)探究法（22次）、計(jì)算機(jī)模擬方法（21次）、近似估算法（16次）和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法（13次）。表明教材注重對(duì)這些科學(xué)方法加以顯性化處理，試圖引導(dǎo)學(xué)生重視這些方法。endprint