基于核心素养的中学物理教师课程实施能力发展研究

马亚鹏，杨 桦，刘瑞峥

2018年1月，教育部正式颁布了《普通高中课程方案》和各学科课程标准，为新时代我国高中课程教学改革提出了新的要求。《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称“2017版课标”）凝练了物理学科核心素养，具有“凸显物理课程的育人价值，反映物理课程与教学论的最新成果，优化高中物理课程结构，明确制定学业质量水平标准，增强课程标准的可操作性等显著特点”[1]。如何将设计好的课程革新方案付诸实践，关乎课程改革的成败，是值得探究的问题。正如有研究指出的：“课程实施是一个伴随课程改革始终的研究话题”[2]。教师的课程实施则为关键的一环，这是因为，只有当国家课程转化为教师理解的课程，进而通过有效教学转化为学生习得的课程，才可以称得上实现了课程的功能。有研究甚至认为教师是“实际掌握变革命脉的关键人物”[3]。这客观上对教师的课程实施能力提出了较高的要求。什么是教师的课程实施能力？基于核心素养的物理教师课程实施能力发展现状如何？教师怎样提升课程实施能力？对上述问题的回答有助于教师的专业发展和课程改革的顺利进行。

一、物理教师课程实施能力的理论建构

（一）课程实施

广义上来讲，课程实施指“将课程计划付诸实践的过程，是达到预期目标的基本途径”[4]，这里隐含着下述逻辑：由课程编制者编制课程方案、课程标准和教科书，这些课程计划相比较旧课程而言，往往携带了新的价值观，即对已有课程的“革新性”改造，而课程实施主要是关注新方案的落实情况。狭义上来讲，“课程实施就是教学”[5]。但课程实施和教学毕竟是两个术语，它们之间既有联系，又有根本的差异。正如有学者指出的：“课程实施的研究主要探讨课程变革的实施程度、影响课程实施的因素、课程变革计划与实践情境的相互适应机制、教师与学生创生课程的过程等。教学研究则主要探讨教师的‘教授行为’、学生的‘学习行为’及二者之间的互动机制。”[6]本研究对课程实施采用广义的理解，但同时认为课程实施的中心环节是教学。

（二）课程实施能力

有研究将课程实施能力分为课程知识和课程技能两个维度，其课程知识相对于舒尔曼所倡导的学科教学知识（PCK），课程技能涵盖“课程理解、设计、实施、评价、开发、研究”等多项技能[7]。还有研究将课程实施能力粗略概括为“课程理解能力、设计能力、执行能力和反思能力”四个方面[8]。总体来看，学术界专门讨论课程实施能力的研究还不多见，且已有研究缺乏与具体的学科课程相结合，鲜见对教师课程实施能力的实证研究。

能力是一个心理学术语，意指“成功地解决某种问题（或完成任务）所表现的良好的适应性的个性心理特征”[9]。认知心理学对能力的研究表明，能力包含认知和行动两个相互融通的层面。因此，本研究将中学物理教师的课程实施能力定义为：在中学物理课程实施过程中习得的物理课程认知结构和为使物理课程实施活动顺利进行所需的关键行为方式。认知维度的课程实施能力指教师在长期实施物理课程过程中所形成的独特的认知结构，可分为物理课程教学观念、物理课程理解和物理课程反思三个要素。行动维度则为物理教师具体实施物理课程时所展现出来的专业技能，可分为物理课程资源开发、物理教学设计、物理课程教学技能三个要素。如此则构成了一个“两维度、六要素”的物理教师课程实施能力结构模型，如图1。

图1.中学物理教师课程实施能力结构模型

1.物理课程教学观念

物理课程教学观念指教师对物理课程实施的看法、观点等构成的信念系统。观点的差异直接导致教学行为的差异，开明（开放）的观念促进事物的变革，守旧（僵化）的观念则阻碍事物的发展，比如物理实验教学，有的教师即使在实验器材完备的情况下从不演示实验，而有的教师则在实验条件落后的情况下选择身边的物品制作仪器进行演示。对待实验教学的这两种不同态度就是新、旧实验教学观念的分野。深究起来，造成这种分野的根源就是教师所拥有的课程实施观念不同。

2.物理课程理解能力

物理课程理解能力指教师对革新性课程方案及其实施的感知、认识、分析、判断等。较好的课程理解能力有助于教师准确地把握物理学科的育人价值、物理学科核心素养的内涵、物理教学的基本特征和物理课程运行的基本逻辑等，是教师顺利开展物理课程教学改革的前提。但是，这种课程理解能力又不能简单地等同于课程知识，而是类似于亚里士多德所言的实践智慧，在课程实施过程中则转换为对课程实施的整体的“策划”，这种“策划”既是新的物理课程理念转化为课程实践的前提与准备，也是使课程实施有效、明晰进行下去的重要保障。因此，物理课程理解能力是教师课程知识中最为活跃、最为能动的因素。

3.物理课程反思能力

物理课程反思能力是元认知能力在课程实施中的体现，指教师有意识地对课程实施过程的控制与调节。物理课程反思能力是联结物理课程实施认知与行动两个维度的桥梁，是一种综合能力，主要表现为：一是对课程实施价值的反思，即教师将课程文本（课程标准、教科书）置于客观的立场，结合特定学生物理学习实际情况，将隐匿于课程文本中的育人价值挖掘出来，并实现生动、具体的转化。二是对课程实施行为的反思，即教师将自己抽身出来，审视自己的物理教学过程，判断课程价值的实现程度。三是对课程实施改进的反思，即教师通过反思，调整既定的课程实施方案，谋划改进策略，确保课程实施顺利进行。

4.物理课程资源开发

课程资源的范围极广，物理课程资源按照不同的标准可以分为不同的种类，考虑到物理学科的特点，本研究将物理课程资源分为文本资源、实验室资源、生活资源、场馆资源和多媒体网络资源五个大类。物理教师的课程资源开发能力主要表现为能够依据课程实施的需要，选择、开发、整合与利用适切的资源用于教学，以实现物理教学效益的增值。

5.物理教学设计能力

教学设计是教师在授课前预先制定的教学实施的规划与安排，是将教育理论转化为教学实践的中间过程，也是教师最基本的专业能力之一。中学物理教学设计是以物理教学理论为指导，运用系统方法，分析教科书与学习者，确定教学目标，选择教学策略，设计学习活动以及教学评价方式，形成有序的活动流程和具体的操作方案[10]。基于核心素养的物理教学设计尤为强调物理课程育人价值的实现，重视物理学业质量标准的达成，重视学生在真实的情境中建立模型、推理论证与解决问题的活动，重视学生在物理学习的过程中形成以物理学的视角认识自然世界的科学观念。

6.物理课程教学技能

物理课程教学技能是物理课程实施能力的核心，教学技能“兼具规范性与个体性，是技术性与艺术性的统一”[11]，教师教学技能的高下直接影响课程实施的效果，已为不刊之论。王较过教授从有利于师范生技能训练的角度将物理教学技能分为语言技能、板书技能、提问技能、体态语言技能、课堂组织管理技能、教学导入技能、课堂讲解技能、教学演示技能、教学结课技能、说课技能、教学反思技能和现代教育技术应用技能等[12]。就课程教学实践而言，讲解技能、演示技能、组织技能、提问技能、板书技能、技术应用技能是物理教师最为重要的教学技能，是中学物理教师的看家本领。

二、物理教师课程实施能力的实证研究

（一）研究方法与实施

基于物理教师课程实施能力结构模型，根据“2017版课标”要求，编制了《基于核心素养的物理课程实施现状调查问卷》，采用随机抽样的方法，面向宁夏普通高中物理教师发放问卷226份，回收问卷220份，剔除无效问卷2份，最终得到有效问卷218份。参与问卷的教师涵盖了宁夏各地市普通高中物理教师，调查结果能够初步反映物理教师课程实施能力的发展现状。为了更为深入地了解教师的课程实施能力，笔者到银川市各普通高中学校，借助区域性教研活动的机会，观摩常态课46节、集中展示课18节、常态视频课32节，与上课教师、教研组长做了较为深入的交流，采集了大量的实践案例和研究资料，并从课程实施能力的角度对课例展开了细致的分析。两项研究相互补充，对物理教师课程实施能力发展水平形成了客观、准确和可信的认识。

（二）物理教师课程实施能力的发展现状

1.物理课程教学观念

近年来，教师通过接受培训、观摩学习，更新了教育观念，绝大多数教师认同现代课程所倡导的核心素养及其培育。在访谈中，教师普遍认为“课程应该与时俱进”“核心素养是个好东西”。但是，对核心素养的落地，一线教师疑虑重重，仅有5.51%的教师认为基于物理学科核心素养的教学“完全可以实现”，38.53%的教师认为“创造条件可以实现”，51.83%的教师认为“部分可以实现”，4.13%的教师表示“太理想化了，完全实现不了”。鉴于观念的内隐性，我们更多地通过课堂观察来“窥测”其课程观念。在课堂教学中，除个别展示课外，几乎所有的课堂将全部的精力都倾注在知识内容的完整性上，课堂教学的结构较为封闭，这说明教师虽持有当今时代的课程观念，但并未能自觉地落实到课堂教学实践之中，这主要与缺乏行之有效的策略有关。还有一部分教师认为“太过注重素养会影响考试成绩”，可见，新旧课程观念的冲突、教育理想与现实的撞击依旧存在。

2.物理课程理解能力

“2017版课标”颁布后，各级教研部门和各学校也都举办了不同层次、不同形式的培训，核心素养的话语方式也逐渐进入到教师的日常话语之中。81.91%的教师通过阅读课程标准了解到物理学科核心素养，但通过阅读专业的学术期刊去了解和研究物理核心素养的仅有35.32%。在对“2017版课标”亮点的理解中，82.57%的教师认同“2017版课标”凸显了物理学科的育人价值，75%以上的教师认为“2017版课标”有助于教师发挥主观能动性。在“2017版课标”使用方面，4.13%的教师“完全按照课程标准进行教学”，选这一项的主要是教龄5年以下的新手教师；71.56%的教师能够“依据课程标准，但会根据教学实际情况适当调整”，23.85%的教师“更多会按自己的理解实施教学”。可见，教师的课程实施取向为“相互适应取向”。相互适应的课程实施取向指“课程实践者在课程实施中总是试图对既定方案加以改变，以适合自身的目标”[13]。从实践的角度，忠实地执行某项课程计划是不可能的。教师结合“2017版课标”要求，根据实际情况调整教学，实际上是有助于课程改革目标的实现的。

3.物理课程反思能力

“2017版课标”理念的落实一方面需要教师深刻理解物理学科的育人价值，以物理核心素养统领课程实施的全过程，另一方面则要求在实践中变革教学方式，因此笔者着重研究教师对教学方式转变的反思。即使90%以上教师认为转变教学方式“很有必要”，且有63%的教师认为采用新的教学方式效果较好，但仍然有70%以上的教师偶尔采用新的教学方式，仅有28.9%的教师经常尝试新的教学方式。究其原因，50.92%的教师认为“升学压力太大”是教学方式转变的突出困难，最突出的问题则为“工作时间紧、强度大，来不及尝试”和“原有教学习惯难以改变”。对影响教学效果的原因反思中，32.57%的教师认为 “老师讲的太多”，25.69%的教师认为“试题难度太大”，41.74%的教师则认为是“学生基础差”或“学生自主性不高”。有意思的是，10年以下教龄的教师将原因主要归为 “学生不行”，10年以上教龄的教师则归结为“讲的太多”。由此可见，教师将教学方式难以转变及教学效果不好的原因往往归结于外在的因素，教龄越短的教师越是如此。在访谈中我们也发现，教师对教学方式和效果的反思停留在从教学经验的角度解释教学现象，鲜见深入到理论的思考。

4.物理课程资源开发

在可利用的多种教学资源中，教师使用最多的是教材和多媒体课件，高达79.82%的教师使用最多的教学辅助手段是多媒体课件，使用演示实验的仅占11.47%。在实验室资源应用方面，近一半的教师认为学校的实验设备不能完全满足教学的需要，因此他们会采用讲授的同时播放课件等方式完成演示与学生实验，或者干脆直接用语言向学生描述实验过程与现象，只有21%的教师会“想方设法、创造条件”进行实验。这说明教师主动开发和应用课程资源的愿望不足。至于校外资源的应用则几乎没有，高达94%的学校从未组织或仅偶尔组织过校外参观或探究活动。通过观摩听课发现，课程资源开发应用的校际差异很大，一是实验室建设差异显著，有的学校拥有现代化的传感器实验室，有的学校则连最基本的仪器都凑不齐；二是实验教学理念差异显著，有些学校教师重视实验，而有学校的教师则认为“学生只要会做题就可以，做不做实验关系不大”；三是开发课程资源的热情差异显著，有学校有成规模的自制教具，这些改进后的实验设备对于突出教学重点、突破教学难点、落实素养目标有很好的促进作用。进一步了解后发现，课程资源利用好的学校有如下特点：一是领导重视，“舍得”给实验室投入；二是有实验技能突出的实验管理员；三是有多位教师参加过市级以上优质课评比，在评比过程中研发和改进了一些实验，变成了校本课程资源。

5.物理教学设计能力

在教学目标设计方面，40.37%的教师依据教材和课程标准确定教学目标，25.69%的教师则依赖于考试大纲或者教师用书，教师在制定教学目标时能兼顾到学生的学情。在教学内容方面，90%以上的教师依据教材内容设计教学，仅做适当调整。课堂观察发现，教师因过于依赖教材，在一些物理知识内容的逻辑展开方面，研究不足，存在问题。在科学探究内容设计方面，60%以上的教师以教材给定的探究活动设计教学，20%的教师则采用讲授法设计教学。在科学探究教学过程方面，35.78%的教师“引导学生完全按照探究的流程进行实验”，29.36%的教师“将探究性实验变成验证性实验让学生验证”，33.94%的教师则采用“教师演示，学生观察，演示后一起讨论”的方式，仅有0.92%的教师“完全让学生自己探究”。较之于八年前的研究[14]，科学探究教学质量有所提高（见表1）。

表1.教师开展科学探究的方式对比

6.物理课程教学技能

教师主要采用的教学方法按使用频率依次为讲授法（70.18%）、导学案教学法（17.44%）、实验探究法（10.09%）和自学阅读法（2.29%），与八年前的研究结果基本相同[14]，这说明讲授法仍然是教师最主要的教学方法，多数教师在讲授中能够运用启发式教学。考虑到技能的外显性（表现为行为），我们还在课堂观察中重点评估教师的教学技能。通过观察发现，物理教师的教学技能整体较高，无论是语言表达，还是启发引导，乃至表情、动作等体态语言的应用，都较为得体、大方，符合物理教学的需要；教师的教学演示有清晰的演示目标，现象明显，操作步骤规范；教师也能够熟练使用多媒体及交互式电子白板。同时，教学技能方面也存在一些问题，一是提问技能有待提高，有些问题指向性不明，有的教师在提出问题后由于急于想得到预设的答案却没有给学生足够的思考、讨论的时间与机会；二是板书、板画技能有待提高，表现为缺乏板书设计的意识，粉笔字不规范，有些教师的书写过于潦草，没有用三角板等画图工具画示意图的意识等。

（三）物理教师课程实施能力发展中存在的突出问题

1.对物理课程理念的理解不够深入

教师在物理课程理解方面，过于依赖“2017版课标”文本和培训。获取信息途径的单一导致多数教师仅能从概念上甚至名称上了解物理课程的新理念，如知道物理核心素养有物理观念等四个要素，但对何为物理观念、物理观念与物理知识之间的关系及对物理观念的教学处理等则语焉不详。再如在教学设计时，教师能够从形式上使用四个维度来陈述教学目标（替代了原来的三维目标），但未能将教学目标与“2017版课标”所制定的学业质量标准联系起来，从而也导致了所制定的目标缺乏合理性。说明教师对物理课程与教学理论缺乏深入的研究，所形成的新的物理课程观念也不够牢固，容易在实践中被强大的教学惯性所抵抗。

2.对教学技能的掌握和使用过于单一

基于核心素养的物理教学的基本特征是要引导学生在真实问题情境中运用科学思想方法通过科学探究建构物理概念和规律，并在真实的情境之中应用这些物理知识和科学方法，养成科学思维，形成物理观念，最终形成只有经由物理教育才能获得的独特精神气质和人格品质[15]，这从客观上对教师的教学技能提出了更高要求。但实践中，由于教师缺乏有意识创新教学方法的意愿和尝试，在讲授法一统教学的情况下，其它的教学技能没能得到充分的训练，导致其物理课程实施能力无法胜任核心素养时代的要求。

3.开发与使用教学资源的能力不足

由于学校的实验设备无法满足教学需要，教师只能采用多媒体课件甚至口头讲授实验来代替实验教学，长此以往，则使教师主动开发和利用教学资源尤其是使用实验资源的能力大打折扣。另外一点值得注意的现象是，一些学校采用集体研发导学案的方式开发教学资料，这种采用“知识填空+例题习题”为主要内容的导学案，将原本鲜活的物理世界约化为通过阅读教材（甚至有一大部分学生根本不读教材，而是直接读教辅资料）后的概念规律填空与习题演练，是不利于学生物理学习的，对物理学科核心素养的培育更是有害的。

四、物理教师提高课程实施能力的策略

前述对物理教师课程实施能力结构的研究业已表明，这种能力既与教师的理论素养有关，也与其实践智慧密不可分。也就是说，教师既要有结构良好的“明言知识”，更要有丰富生动的“实践性知识”，这两类知识在实践场域中与教师的课程教学实践交融互渗，生成为教师的课程实施能力。针对实证研究所发现的教师课程实施能力发展中存在的突出问题，结合教师学习的特点，提出物理教师提高课程实施能力的具体策略。

（一）研读物理教育研究论著

自组织理论强调系统只有与外界持续不断地进行物质、能量和信息的交换才能实现更新，这一理论反映到教师的课程实施能力发展方面，则是首先要从知识界汲取物理教育理论。改革开放四十多年来，在几代物理教育学人持续不断地努力下，形成了丰富的物理教育理论，教师需要通过阅读研习专业的物理教育理论著作方能获得其知识结构，这对青年教师而言尤为重要[16]。值此课程变革时代，对各种物理教育理论及其实践，应在物理核心素养的视域下进行再审视[17]。从这个角度，物理核心概念建立及其演化的概念史，物理观念的孕育与形成的思想史，物理科学方法论，物理科学本质，物理学与技术、社会乃至人类文明的关系，都应成为物理教师学习研究的内容。比如同为“火车转弯问题”的教学，传统的课程强调圆周运动向心力知识的应用，核心素养视域下的教学则可将证据意识（为什么火车的弯道要设计成“外高内低”）、设计思维（给火车弯道设计最优的运行速率）和模型建构（建构水平面内匀速圆周运动模型）密切融合，以期寻求学生真实的发展。

（二）反思物理教学实践案例

鉴于课程实施是一项极其复杂的实践活动，借助舍恩（D. Schon）的“反思性实践家”概念，拥有变革课堂能力的教师就是所谓的反思性实践家，成为反思性实践家需要教师“基于‘行动中的反思’，扎根具体案例的研究，形成自身的知识和技术”[18]。案例反思也是最为贴近教师的真实专业发展需要的研修方式，教师通过观看自己或他人的教学案例视频，与自身的教学经验系统联通融合，并在反思的基础上形成独特的见识，即获得对复杂的教学境脉特有的“洞察力”。笔者在开展此项研究的过程中，观摩了逾百节鲜活而又独特的物理教学实践课，记录了大量原始的听课笔记，试图从理论的向度解释优秀教师的教学经验，丰富了自己对物理教学的理解，受到了很多的启发，并通过反馈作用实现了自身的教学实践的不断调整、改进与创新。这一过程中，形成了对核心素养视域下物理课程实施的基本认识，从中亦体悟到了真实的成长的发生。可见，基于教学案例的反思性实践是提高物理教师课程实施能力的有效途径。

（三）自主开发物理实验资源

物理学以实验为基础的特点反映在物理课程中是对物理实验的重视，提高物理实验教学效果的一个方面是教师自身应具有较强的实验开发与创新能力，高水平的教学需要教师能“从STEM课程研发的视角，开展基于项目的科学实践活动，在设计研发的过程中体会科学实验与理论的关系，全面准确理解物理科学的本质”[11]。这种能力的提高需要教师经常性地走进实验室，结合课程实施需求，设计和更新实验方案，研发和改进实验仪器，也能从日常生活中常见的物品取材构思，开发出符合物理学规律的新的实验设备。如有教师在“火车转弯问题”的教学中，制作了“火车的轨道模型”，颇具震撼力；同时还利用手机中的传感器、地图软件等实测了高铁铁轨弯道的倾斜角、弯道的轨道半径，在课堂上让学生为经过这一弯道的列车设计最优的运行速率。这些教学资源的有序开发为学生真实的问题解决提供支撑。从技能的角度可知，这种开发研究不是单纯的“动脑”，也不是单一的“动手”，而是“手脑并用”的实践活动。

（四）开展任务驱动型合作研究

具有共同发展愿景的教师组成学习共同体，在共同体内部展开基于任务驱动的合作研究，也是提高教师课程实施能力的有效策略之一。这是因为，“教师的实践思维与其说是一个人的创造，毋宁说是每一个教师在其所在学习文化之中与同僚教师一道分享、一道形成的”[19]。这种分享与合作要想取得良好的效果，首先要求团队成员应具有共同的发展愿景，能够做到“理念共享”。研究表明，“理念共享对中学教师专业合作行为具有显著的正向作用”[20]。其次要有一定的研修载体，即非常清楚、具体的研修任务。只有通过具体任务的驱动，年长的成熟教师和新手教师一道，坦诚地分享对同一问题的不同认识，在辩理、论理的过程中解决问题，最终形成共识。这种基于具体的任务而展开的研究长期进行，就会沉淀、发酵为独特的教研文化。这也是我们看到不同学校的物理教研组风格迥异的根本原因。当然，为了使这种合作学习能够上升到一定的高度，借助专家的指导是十分重要和必要的。

“课程理想的愿景固然重要，但踏踏实实做事更为重要。”[21]笔者在课程实施研究过程中，依靠学校力量建设了名师工作室，同几位有共同发展愿景的青年教师对物理教学学术能力、科学论证教学、物理教材对比等课题展开了丰富的理论研究和教学行动研究，取得了若干代表性成果，也使工作室所有成员的物理课程实施能力获得了不同程度的发展。笔者及其团队的教学行动研究充分证明，上述策略能够切实提高物理教师的课程实施能力。