学术研究 | 中学物理教材研究何以走向理论自立

文章作者 | 陶扬，北京师范大学科学教育研究院博士研究生；郑永和，北京师范大学科学教育研究院院长、教授、博士生导师

文章来源 | 《课程·教材·教法》2026年9月，第46卷第9期

基金项目 | 教育部校外教育培训监管司委托项目“多元协同发展的科学教育整合机制研究”

在基础教育教材建设逐步系统化、制度化的背景下，学科教材研究已不再满足于对局部经验的零散总结，而被期待具有支撑教材制度建设、 课程改革评估与国际比较参与的多重功能。在这 一转型过程中，理论自立既是教材研究走向学科化、体系化的内在要求，也是对国家治理与国际竞争外在需要的有力回应。

（一）适应学理层面的内生要求

教材研究理论的建构，是实现教材研究学科化与体系化的前提。从学理层面看，教材研究本身就是一种理论的形式[1]，其不仅承担着对教育实践经验加以系统化、概念化与模型化的任务， 还是课程实施理论、教学认知理论与社会文化理论在教材层面的交汇点。若缺乏相对稳定的理论支撑，教材研究很容易停留在经验描述与局部改进的层面，便难以形成可积累、可验证、可迁移的研究体系。教材研究理论自立的必要性主要源于两方面的学理诉求。其一，知识体系化的需要。只有形成内在逻辑清晰、范畴自洽的概念系统，教材研究成果才能超越碎片化的个案经验，实现纵向积累与横向对话。其二,方法整合的需要。教材内容研究、使用研究、比较研究、历史研究等各自分散,如果没有共同的理论框架加以统摄,便难以形成问题结构上的关联与方法论上的互通。因此,教材研究的理论自立,并非抽象地追求某种形而上的理论,而是以本土教育实践为基础、以学科本质逻辑为支撑,通过概念建构和机制解释,使教材研究从经验叙述迈向科学解释。

（二）满足实践治理的现实需要

教材研究走向理论自立,同样源于教材治理现代化的现实需求。以 《关于加强和改进新形势下大中小学教材建设的意见》的印发和教育部教材局的成立为标志,我国逐步形成了以顶层设计为引领、以中长期教材建设规划和中小学教材管理办法为支撑的制度体系,初步建构起 “编写— 审定—使用—评价—反馈”的教材治理闭环。在这一框架下,要实现优质教材的可达、可用、可持续,必须将教材与课程标准的一致性、教材可用性、教材可评性等要求转化为可监测、可比较的指标体系,依托教材语料库与学习数据,形成常态化的质量报告与修订清单,并与审定规则和采购机制联动,建构 “研究—决策—改进”的政策反馈链条。因此,教材研究不能再止步于事后评议和经验评论,而是要提供可解释、可预测、 可操作的理论模型与证据支撑。教材治理的制度闭环、质量监测的技术路径与政策评估的证据需求,都对教材研究提出了从经验性判断走向理论化解释与模型化工具的现实要求。

（三）回应国际参与的战略诉求

在国际比较研究与全球教材治理不断升温的背景下,中国正由传统的观察者转向具有制度性影响力的参与者。全球教材治理不仅关涉课程标准、学科内容的跨国比较,还涉及教材质量评价、历史叙事、公民教育等规则的国际协商。要在这一领域获得稳定的话语权,仅依赖经验描述或个案分析是远远不够的,亟须以规范化方法和可验证证据形成具有国际可交流性的学科教材研究体系。近年来,我国研究者围绕物理、科学等学科教材展开的科学史内容分析[2]、科学本质表征[3]等研究,已陆续发表在国际知名期刊,教材研究正从本土实践走向国际知识生产。这些成果不仅展示了中国教材研究的学术能力,也在跨国教材评价、指标体系研发和工具建设等方面提供了来自中国的理论解释与研究范式。因此,从战层面看,推动学科教材研究走向理论自立,不仅关系到我国教材学的发展品质,更直接影响着中国在全球教材治理中的制度性参与和规则共建能力。

讨论学科教材研究的理论自立,必须回到具体学科与研究实践之中。为此,本研究以发表在北大核心期刊的中学物理教材研究论文为对象, 梳理其发展格局,考察其对学科教材研究理论自立的影响。样本选择主要基于三点考虑：一是物理学科具有典型的学科结构与知识逻辑,既包含高度抽象的理论体系,又植根于实验文化和科学方法,适合作为学科教材研究的代表性窗口；二是中学阶段的课程改革和教材修订较为密集,教材版本多样,便于观察教材编写理念、内容组织与课堂使用方式等的变迁；三是发表在北大核心期刊的论文可以代表国内相关研究的主流水准, 有助于保证样本的质量和可比性。

本研究遵循系统评价和元分析优先报告项目(preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses, PRISMA) 研究流程[4], 以中国知网北大核心期刊库为主要数据源,以 “物理教材”“物理教科书”为主题词,检索时间范围为2000年1月1日至2025年9月30日。经题目、摘要初筛以及全文评阅复审,共纳入411篇以中学物理教材为主要研究对象、具有明确研究问题的论文。依据研究对象和问题取向,将它们归为理论研究、内容研究、比较研究、历史研究、使用研究五大类型。这五类研究共同构成了当前中学物理教材研究的基本格局,也分别展现了从经验总结走向理论自立的不同路径。

（一）理论研究：从编写经验走向初步概念建构

以物理教材本体为直接研究对象,探讨其编写原理、功能特征与评价体系的理论研究共19篇,主要发表于2000—2023年。该类研究主要围绕三方面主题展开。一是物理教材编写理论, 关注教材应体现的科学观、知识组织逻辑与时代性要求，多以经验总结、逻辑推演和理论比对为主要方法。二是物理教材功能分析，探讨教材在科学知识呈现、科学思维培养与价值建构中的作用，常借鉴教育学、科学哲学等视角。三是教材评价指标体系建构，尝试引入学习理论、认知理论等建构评价指标体系，并借用解释结构模型(interpretive structural modeling，ISM)等工具开展教材结构分析。典型研究包括对中师物理教材编写原则的经验性总结[5]，对物理教材应体现的新科学观的探讨[6]，以及引入ISM 方法建构教材分析结构[7]等。总体而言，物理教材理论研究已开始从经验性总结向理论框架建构过渡，但相关研究的总体数量较少是制约理论自立的关键短板之一。此外，现有研究多停留在经验总结和理念倡导层面，系统化、可验证的理论模型稍显薄弱，对学科教材学的支撑更多地停留在问题意识层面，教材质量评价研究不足[8]。

（二）内容研究：从文本描述迈向证据化分析

内容研究数量最多，共189篇，发表时间覆盖2000—2025年，是当前我国中学物理教材研究的主体领域。此类研究以对教材内部结构与要素的系统剖析为核心，通过考察知识呈现、图像符号、栏目结构、习题任务等显隐性要素，揭示教材的知识逻辑、意识形态与社会价值表达。从发展脉络看，早期的物理教材内容研究以经验性文本描述为主，侧重对某版本教材的知识体系、 习题设计、实验安排等内容做逐项评述，方法多为定性分析与经验反思。这些研究虽然积累了丰富的 “问题清单”，但在分析框架、编码标准和证据链结构上较为松散。随着课程标准的逐步完善，教材与课程标准一致性的研究逐渐兴起。样本中共有14篇论文聚焦物理教材与课程标准的一致性，研究者借用韦伯 (Webb)的一致性分析法[9]和波特 (Porter)的 “实施的课程调查” (the surveys of enacted curriculum，SEC)[10]等量化模式，通过编码统计比较课程标准在教材中的落实程度，使内容研究初步具备了 “指标—数据—结论”的证据结构。以教材文本及其特征为对象的内容分析成为内容研究的核心子领域，共有144篇论文从知识体系、习题结构、实验安排、栏目功能、插图排版等多个维度对物理教材文本进行系统分析，主要运用频率统计、主题分析和文本分析等方法，并辅以经验总结。例如， 通过频率统计，分析插图的性别文化[11]、隐性知识呈现[12]等深层次问题。内容改进导向的论文有31篇，主要是在个案分析的基础上提出教材修订建议，多聚焦概念表述、习题难度与实验安排等方面，方法上以案例分析和经验反思为主。从体量上看，内容研究占据主导地位，推动教材研究呈现从文本描述转向证据化分析的趋势。但从理论自立的要求出发，现有研究仍存在两个薄弱环节：一是跨研究的编码框架和指标体系不够成熟，尚未形成累积性的理论命题；二是分析结果的理论解释偏弱，较少上升到学科教材学层面。

（三）比较研究：从版本优劣评述转向机制性解释探索

比较研究的数量位居第二，共136篇，主要发表于2004—2025年。此类研究通过对不同版本教材进行横向或纵向的系统对比，揭示教材知识体系、编排逻辑、教育功能与价值取向上的差异与共性，是连接教材文本、课堂实践与课程理念的关键环节。就对象而言，此类研究主要分为三类。一是国内同时期不同版本教材的横向比较，共46篇，聚焦人教版、教科版、沪科版、 粤教版、北师大版等版本，对知识序列、习题结构、实验活动、栏目表达等进行条目化对比。这些研究主要停留在优劣评述，尚未形成稳定的理论命题与解释模型。二是国内不同时期教材的纵向比较，共18篇。这些研究通过对比教材内容与结构的具体变化，关注教材如何在不同情境中体现科学本质、新技术融入与核心素养培育目标，探讨新课程理念在教材中的落地机制与影响路径。三是跨国教材比较研究，共72篇。这些研究以中美教材对比为主，兼及英国、日本、德国、新加坡等国家，研究范围从知识内容逐渐扩展到科学本质、核心素养与学习任务结构等，研究方法呈现质性解释、量化编码、结构建模并行的趋势，如引入ISM 模型开展层级网络分析[13]。从内容来看，比较研究具备生成可迁移理论命题的天然优势，其价值在于提炼可迁移的设计原则与评价指标，为教材理论建构提供跨情境的证据支撑，但现有研究未能充分实现从版本优劣的差异分析向机制性解释的理论跃迁。

（四）历史研究：从变迁叙事走向生成逻辑的理论意识萌芽

历史研究数量相对较少，共17篇，主要发表于2010—2022年。此类研究以时间为纵轴， 通过回溯不同历史时期物理教材的编写理念、内容体系与制度治理，探讨教材变迁与社会文化、 课程改革之间的互动机制，是理解教材发展逻辑的重要路径。从研究内容看，历史研究主要呈现三个方向。一是从宏观层面回顾教材建设格局、 理念变革及研究热点演进[14-15]，对不同阶段物理教材的整体特征进行时间序列式描述，为认识教材发展阶段提供基本脉络。二是针对特定要素的历史追踪研究，如学生实验的探究特征由技能训练向素养导向转变，显示学习活动结构的升级[16]；科学本质表征从隐性转向显隐并举[17]， 揭示教材知识呈现与课程理念之间的内在联动。 三是教材表达形式与文化语境的互动，关注教材语言、图像、叙事方式与社会文化因素的关联， 如通过分析清末日译中学物理教材的引介与民国初期书面语文法的嬗变，反映科学话语、语言规范与教材体例在现代化进程中的同频共振[18-19]。 历史研究综合运用历史溯源、文本分析与文献计量等方法，通过跨时段、跨版本的教材比较建构初步可复核的历史证据链。总体而言，历史研究已经超越了单纯的编年史描述，不仅回答教材如何变，还关注为何如此变化以及是在何种制度与文化条件下变化等问题。然而，现有研究多以具体时期或版本为单位，尚未从更高层面抽象出关于物理教材生成逻辑的中层理论，如不同历史阶段政策导向、科学观念与教材结构之间的关系等。未来，有必要基于已有经验事实，加强跨时期对照机制分析，把历史研究积累的丰富材料转化为可用于指导当下教材修订的证据与理论资源。

（五）使用研究：从课堂经验迈向证据导向的实证

使用研究共50篇，发表时间覆盖2001— 2024年。此类研究关注教材在真实教学情境中的实际作用及其被教师、学生理解和转化的方式，旨在揭示教材的可教性、可学性与课堂生成路径。教学性是教材的根本属性[20]，因此，该类研究天然具有实践性与应用性，其累积的证据也直接服务教材修订与教学改进。现有研究大致形成三个议题。早期，多聚焦物理教材使用方法与策略，探讨教师如何在备课过程中将教材转化为学材，即围绕学习目标重构、任务化设计、学情适配与课堂组织实现二次表征，使教材内容与学生的认知进阶实现有效对接[21]。随后，开始出现教材内容的二次开发与再建构研究，主要围绕实验活动、习题资源、探究任务与核心概念进行重组、扩展与情境化，探索以用促教的生成路径，呈现实用性较强的实践导向。近年来，已有研究开始通过问卷、访谈等方法，从教师视角[22-23]和学生视角[24]考察教材的使用频率、满意度、适应性及其影响因素，分析教材使用在教学实践中的作用路径与瓶颈，标志着使用研究从个案经验走向初步实证。从理论自立的角度看， 物理教材使用研究已经完成从教学经验记录到初步证据导向的跨越，但要真正支撑学科教材学的建构，仍需引入更为严谨的研究设计与分析方法，建立教材使用与学习成效之间的因果或结构性关系模型；扩大样本与情境的覆盖面，形成代表性使用画像；将经验命题上升为跨学科对话的教材使用理论。

我国中学物理教材研究已经在内容研究、比较研究与使用研究等方面形成了较为丰富的经验积累，推动了教材编写与课程实施的持续改进， 并在一定程度上呈现由经验总结迈向理论自立的趋势。然而，其在理论概念的自觉建构、分析框架的跨研究可比性以及方法整合的系统性等方面仍显不足。为在既有成果的基础上进一步推动学科教材研究实现理论自立，须在理论框架、方法路径与制度机制三个层面协同推进。

（一）以学科教材研究为支点，建构中国特色教材学理论体系

当前，国内教材学正在学科化，可细分为基础教材学、应用教材学、学科教材学、交叉教材学与比较教材学等领域[25]91，其中学科教材学被视为连接一般教材理论与具体学科教材实践的关键支点。从物理学科的研究图景看，五大类型研究已经在课程标准落实、内容呈现、教材修订逻辑与课堂使用方式等方面积累了较为扎实的经验材料，为学科教材学的建构提供了丰富素材库，但这些成果尚未充分上升为理论命题与概念体系。从这个意义上看，教材研究的理论自立并不是脱离经验的抽象化，而是以本土教育实践与学科知识论为支点，将零散经验提升为可系统表述、可跨情境检验的理论结构。就物理学科而言，这一过程至少包括三重进路。

第一，从通用教材学到学科教材学的双向互动。一方面，需要在教材学的一般范畴 (教材本体、教材功能、教材使用、教材评价等)框架内，对物理教材研究中的具体问题，如概念进阶、实验文化、科学本质、科学建模问题表征[26]等进行再界定与理论化处理；另一方面，应利用物理教材比较研究、历史研究与使用研究中形成的经验命题反哺通用教材学范畴的修订和拓展，使教材学不再停留于抽象的概念罗列，而是与具体学科教材实践形成互动生成关系。

第二，通过 “问题—证据—命题”的路径生成学科化理论。现有物理教材研究已经围绕教材与课程标准一致性、教材内容结构与任务设计、新旧版本与中外物理教材比较、教材使用适应性与满意度等形成相对稳定的问题域，但在部分研究中，问题、证据与理论命题之间仍存在一定断裂。实现理论自立，需要在现有经验的基础上， 通过系统的概念梳理与命题提炼，将某一单元习题难度偏高、某一版本实验活动弱化等具体发现上升为可被反复检验的学科教材学命题，如不同版本教材在体现学科核心概念纵向递进性上的结构差异、物理教材实验任务的探究层级与学生科学探究能力发展的关联模式等。

第三，从历史与比较维度提炼教材生成逻辑。物理教材历史研究与比较研究揭示了不同时期、不同国家教材内容、结构与理念的演变特征，但这些成果往往以变迁事实呈现，缺乏对背后生成逻辑的机制解释。学科教材学的理论自立，应在已有研究的基础上进一步回答何以如此变化、在何种制度与文化约束下发生、哪些是稳定的结构性约束、哪些是可调整的设计变量等问题，将改革开放以来的教材建设、中美日教材结构比较等专题研究汇聚为关于中国物理教材如何生成的中层理论框架。

（二）以多元方法论整合为抓手，推动教材研究的范式创新

教材研究的理论自立离不开研究范式的转型。前文对五大类型研究的梳理表明，我国物理教材研究整体上经历了由经验总结、比较描述向实证分析与人文解释并行的演进，但在方法整合与范式创新方面仍有较大提升空间。围绕这一问题，可以从以下四个方面发力。

其一，强化证据导向的文本研究。内容研究与比较研究已经广泛采用频率统计、主题分析、 一致性分析等方法，但不少研究仍停留在简单的频次比较与现象描述层面，缺乏对分析框架、编码维度与效应意义的充分论证。未来，可在既有实践的基础上，引入研究编码体系，加强编码者信度检验与统计推断，推动描述型分析走向解释型分析，为学科教材学研究提供可复核、可迁移的证据支撑。

其二，从静态文本迈向动态使用。近年来关于教材使用的研究表明，单纯从教材文本出发难以解释教材对学习成效的真实作用路径，教材研究需要从静态文本分析转向动态使用跟踪，从以教师为主体的使用研究拓展为 “学生—教师—教材三元互动”的综合研究，回应学生使用教材研究新取向，扭转倚重教师教而忽视学生学的不良倾向[25]93，将学生的教材使用行为、策略与困难纳入研究视野[27]，并与教师的教学使用、课堂任务设计相结合，建构 “教材—教师—学生—情境”的多维分析框架，揭示教材可教性与可学性的真实运行机制，为理论自立提供基于实践情境的动态证据。

其三，推进实证与解释双路径的耦合。教材既是知识传播的载体，也是文化与意识形态的载体。过往的插图性别文化分析、隐性知识呈现、 科学本质表征等研究，已经显露出人文解释路径的重要性。在此基础上，可以进一步将一致性分析、结构方程模型等定量技术与话语分析、叙事研究等质性方法结合起来：一方面通过量化编码与模型分析揭示教材结构特征与学习要求，另一 方面借助话语与叙事视角分析教材在文化再生产、意识形态表达中的作用，从而形成 “证据—意义—价值”相融合的综合研究范式。

其四，拓展教材数据视角。随着数字教材与教学过程数据的积累，建构以教材文本为核心、 兼顾课堂行为与学习结果的教材数据场景成为可能。借助教材语料库、知识图谱与语义网络分析等工具，研究者能够更加系统地刻画教材内容结构及其演变路径。例如，在物理教材研究中，可以围绕概念网络、实验任务网络、习题难度分布等关键维度，建构可视化的教材知识图谱，并与学生测评数据、课堂观察记录等联结，探索教材设计与学习成效之间的关联机制，为理论建模提供新的方法支撑。

（三）以制度机制为支撑，健全教材研究的证据体系与质量保障

理论自立不仅是学术问题，也深受制度环境与学术共同体建设的影响。当前，我国物理教材研究呈现 “高校—出版社—教研机构—一线教师”协同的格局，但在数据共享、质量监测与成果转化等环节仍然存在制度瓶颈。结合近年来国家教材建设顶层设计与教材研究基地建设的实践，可从三个方面完善支撑体系。

第一，建设教材研究数据库与开放平台。人民教育出版社研发了中国百年中小学教科书全文图像库，收藏了清末、民国、解放区、港台以及外文教材45万册;首都师范大学教科书博物馆的馆藏颇具特色且规模可观。[28]但在全国范围内，教材文本、版本历史、课程标准与使用数据依然高度分散。因此，有必要在现有基础上，以学科为单位，建设汇集不同时期、不同学段、不同版本物理教材文本及其使用数据的系统性数据库，并逐步实现与其他学科的互联互通，为学科教材学建构提供长期、稳定的证据基础。

第二， 借助智能技术， 完善教材质量监测机制。现有物理教材研究明显偏向编写与文本层面，聚焦使用效果与学习结果的研究相对匮乏， 这与教材评价研究不足密切相关。因此，有必要在国家与地方层面建立以学科为单位的教材质量监测项目，依托大数据分析、人工智能等数智技术，将教材与课程标准一致性、教师与学生使用体验等指标转化为可常态化采集的多模态数据[29]，并通过年度报告、修订清单等形式嵌入教材审定与选用决策，使学科教材研究真正成为 “研究—决策—改进”闭环中的关键环节。

第三，依托人民教育出版社课程教材研究所、国家教材研究基地等平台建设学术共同体。 近年来，人民教育出版社组织编写了学科教材论丛书，以具体学科为单元，系统梳理教材的编写依据、理论基础、历史沿革、使用与评价等内容，初步呈现出以学科教材学为纽带的研究共同体形态。以物理学科为例，可在现有研究的基础上，推动中学物理教材学专题研究与学术著作的系统产出，并通过国家教材研究基地、学科专业委员会、教材研究年会等组织平台，聚合高校、 出版社、教研机构与一线教师的研究力量，形成以问题域为纽带、以证据共享为基础、以理论建构为共同目标的学术共同体。这既有利于增强学科教材研究的持续性与累积性，也能为理论自立提供稳定的组织载体和制度空间。