

2026年6月,第十届国际华人物理学家与天文学家组织国际会议(The 10th OCPA International Conference,OCPA10)在新加坡举行。宁波大学教师教育学院讲师孙烨超与2024级小学教育(师范)专业学生金李灿共同受邀参会,并于6月22日16:50—17:20围绕题为“Computational-Conceptual Disconnect in Signed-Quantity Reasoning: A Cross-Grade Exploratory Study in Chinese Physics Education”的研究成果作学术汇报。从宁大课堂中的真实教学问题出发,师生团队将物理教育研究带到国际学术交流现场,展示了我院师生在科学教育研究领域的阶段性成果,也体现了宁波大学支持师生科研成长、拓展国际视野的育人成效。

OCPA国际会议自创办以来,持续为物理学、天文学及相关交叉学科领域的专家学者搭建高水平国际交流平台。本届会议汇聚了来自不同研究领域的学者,围绕物理学、天文学、科学教育等前沿议题展开交流。孙烨超老师与金李灿同学受邀参加科学教育相关分会场,与参会学者分享中国物理教育情境下关于学生带符号量推理与概念理解的研究发现,传递来自宁波大学教师教育学院的学术声音。

本次汇报聚焦物理学习中一个看似细微却具有普遍意义的问题:学生在面对带符号物理量时,是否真正理解符号背后的物理意义。汇报中,孙烨超老师首先从真实教学观察切入,指出学生在力学学习中常常出现“会计算但难解释”的现象:他们能够通过公式代入算出带有正负号的结果,却未必能够说明该符号究竟来自参考点、方向关系、相对取向还是变化过程。围绕这一问题,研究团队设计了C/Q配对题,将同一物理情境下的“计算表现”与“符号意义解释”分开考察,以揭示传统计算题可能遮蔽的概念理解状态。
在理论阐释部分,孙烨超老师结合数学负号理解研究、入门物理中的负号性质(NoNIP)理论框架以及物理问题解决中的认知框架研究,进一步说明“计算正确”并不必然等同于“概念理解充分”。她指出,物理中的负号并不仅是数学意义上的运算符号,还需要与参考点、方向、相对关系、变化过程等物理结构相绑定。因此,学生在物理计算中的正负号错误或解释不足,不能简单归因为粗心或公式掌握不牢,而应进一步考察其是否真正激活、辨认并整合了符号背后的物理意义。
在研究设计方面,孙烨超老师介绍了团队围绕初中、高中和大学多个学段开展的问卷调查与数据分析。研究通过核心C/Q配对题,考察学生在参考点比较、力与位移相对取向、恢复力关系、变化量理解等不同符号意义类型中的表现;同时结合跨学段比较、成绩分层和拓展任务,进一步分析学生计算流利性与概念解释之间的关系。该设计不仅关注学生“是否算对”,也关注学生“是否说得清”,为物理概念诊断和教学评价提供了更细致的观察路径。

在孙烨超老师对研究背景、理论框架和整体设计进行阐释后,金李灿同学围绕部分数据结果与典型发现作了补充汇报。研究结果显示,学生的计算正确率明显高于符号意义解释达标率,说明计算流利性和负号意义解释之间存在一定脱节。进一步分析发现,这种脱节并非只出现在低学段或低成绩学生中;即使在高学段和高成绩群体中,部分学生仍会出现“算得出结果,却说不清正负号物理意义”的情况。
研究还发现,不同题目机制会影响学生能否激活相应的符号意义。涉及参考点、恢复力方向、力与位移相对取向、状态量与变化量区分等任务时,学生更容易暴露出解释不稳定的问题。这一发现提示,物理教学评价不能只停留在最终答案是否正确,还应进一步关注学生能否解释符号来源及其物理含义。C/Q配对题的价值正在于重新打开传统评分中被压缩的理解状态,为教师开展诊断性评价和有针对性的教学支持提供新的工具。

会议期间,孙烨超老师与金李灿同学还积极参加相关分会场报告与学术交流活动,并与参会师生围绕科学教育研究、物理概念理解与教学评价等议题展开交流。通过聆听不同研究方向的报告、参与现场讨论和会后交流,师生二人进一步拓宽了对国际科学教育研究前沿的认识,也为后续完善研究设计、深化数据分析和推进成果转化提供了新的启发。
师生之声:从课堂问题走向国际交流
孙烨超老师在会后表示,本次会议为师生团队提供了与国际同行交流科学教育研究的重要机会。此次汇报的研究问题源于真实物理学习情境中“会计算但难解释”的现象,既回应了物理教育中概念理解与解题表现之间的关系问题,也体现了教育研究从课堂问题出发、以数据分析支撑教学改进的实践价值。孙老师认为,本科生参与科研训练,不仅能够提升问题意识、数据分析能力和学术表达能力,也有助于师范生更早理解教育研究与未来教学实践之间的内在联系。
金李灿同学表示,能够在孙烨超老师指导下参与本次研究并共同参加国际学术会议,是一次非常珍贵的学习经历。作为小学教育(师范)专业学生,自己在研究过程中逐渐意识到,一个看似简单的“负号”背后,可能隐藏着学生计算过程、概念理解和物理意义建构之间的复杂关系。本次会议拓宽了自己的学术视野,也让自己更加真切地感受到师范生参与教育研究的意义。未来将继续在老师指导下深化学习,提升科研素养与教学理解能力。
近年来,宁波大学高度重视学生科研能力培养与国际交流平台建设,持续支持师生在高水平学术舞台上开展交流、展示成果。教师教育学院也始终鼓励教师将学术研究、课程教学与学生科研训练有机结合,支持学生在真实问题研究中提升专业理解、数据分析能力和学术表达能力。此次孙烨超老师与金李灿同学共同受邀参加OCPA10国际会议并作学术汇报,是我院推动师生科研共同体建设、拓展国际学术交流渠道、提升师范生综合素养的生动体现。
未来,学院将继续依托宁波大学高水平大学建设平台,支持师生面向教育实践中的真实问题开展研究,鼓励更多学生在高水平学术交流中开阔视野、锤炼能力、展示成果,为培养具有研究意识、国际视野和教育情怀的高素质师范人才持续赋能。