为了改善科学教育内容零散,缺乏衔接的现状,学习进阶在近十几年里成为了国际教育研究的一个热点。围绕核心概念组织教学内容,成为了当前各国课程改革的一大方向,诚然,核心概念在一定程度上可以解决教学内容过于分散的问题,但是在实际的教学过程中,如果仅强调核心概念是远远不够的。一方面学科核心概念是有限的,且高度概括,没有具体指明学习的主题内容;另一方面抽象内容地学习,需要依靠下位概念支撑,才能协助学生在循序渐进的学习过程中深入地理解和掌握核心概念,学术界把这些下位概念称为重要概念。“力和相互作用”这一核心概念下的“运动和相互作用”学习主题已得到较为深入的研究,因此,本研究选择了“电与磁”这一同样重要学习主题下的重要概念。如何梳理“电与磁”学习主题的重要概念?如何建构“电与磁”学习进阶框架?站在课程论的视角上,框架的建构本质就是重要概念序列的安排,如何开发测量工具?如何验证和修订“电与磁”进阶框架。围绕以上问题,本文进行了以下五个研究:研究一,理论研究。通过对大概念、核心概念、重要概念以及学习进阶的相关文献综述,了解了学习进阶研究的缘起、方法、构成要素及呈现方式,确立了本研究的切入点与研究方法。研究二,梳理重要概念。重要概念的梳理标准参考四个方面的分析情况,具体包括:(1)义务教育物理课程标准、普通高中物理课程标准;(2)人教版教材与沪科版教材;(3)2017年与2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲;(4)已有研究文献。最终得到“电与磁”学习主题所包含的重要概念内容,并整理成“电与磁”重要概念图。研究三,“电与磁”学习进阶框架的初步建构。基于得到的“电与磁”重要概念图,布卢姆的教学目标分类及赫尔巴特的教学四阶段理论,以“学生认知水平”与“电磁学学科重要概念”为进阶变量,初步构建“电与磁”学习进阶框架。研究四,“电与磁”学习进阶测量工具的开发。基于“电与磁”学习进阶框架所给出的学生表现水平以及“电与磁”主题学习内容在中学课程中的设置情况,开发相对应的两份测量工具,分别针对九年级与十一年级。测验题目主要涉及三个维度,包括:静电场、磁场及电与磁的关系。选择小样本施测,将得到的数据录入Rasch模型的数据分析软件Bond&FoxSteps,对测量工具一、二的信度效度进行分析,包括:(1)总体统计分析;(2)项目——被试对应;(3)单维性检验;(4)项目拟合及误差分析。梳理存在问题的项目,通过题目访谈,引导学生进行出声思考,对问题项目进行调整。研究五,“电与磁”学习进阶框架的验证与修订。首先,将调整后具有一定信效度的测量工具一、二用于大样本施测,利用分层抽样法,选择不同地区、不同程度的学校作为研究对象;然后,再次利用Bond&FoxSteps软件进行信度效度分析,评估测量工具质量,并对两份测量工具进行等值化处理,得到测量工具合并后的怀特图,各项目的难度值;最后,根据各项目难度值计算概念团难度平均值,在“电与磁”知识本身逻辑的前提下,参照得到的难度值,验证和修订初步建立的“电与磁”学习进阶框架。通过以上研究得到了“电与磁”学习主题的概念图,“电与磁”学习进阶框架中学生认知水平与具体行为表现,水平1:了解和认识“电与磁”相关概念和规律,水平2:从多方面理解“电与磁”相关概念和规律,水平3:运用“电与磁”相关概念和规律对科学事实进行原理阐述,实证数据分析结果大致反映了以上水平划分的准确性与合理性。通过实证数据分析,得到了静电场中各概念团的平均难度值,分别是:(1)电荷:-1.015;(2)电场:-0.315;(3)电势:-0.245;(4)电容:0.665。磁场中各概念团的平均值,分别是:(1)磁现象:-0.885;(2)磁场:0.177;(3)磁场对通电导线或运动电荷的作用:0.348。电与磁的关系中各概念团的平均难度值,分别是:(1)电流的磁效应:-0.310;(2)电磁感应:-0.180。以上的结果是当前现行教材中“电与磁”内容编排顺序科学性的一大佐证。基于学科逻辑与各重要概念难度值,得到了“电与磁”主题内容中三个维度重要概念的学习序列,即学习进阶。静电场中分别是:(1)电荷:I 1.1(摩擦起电)、I 1.2(两种电荷)、I 1.3(电荷间相互作用规律)、I 1.4(电荷守恒定律)、I 1.5(静电感应)、I 1.6(静电现象)、I 1.7(元电荷)、I 1.8(点电荷)、I 1.9(库伦定律);(2)电场:I 1.10(静电场)、I 1.11(电场强度)、I 1.12(电场线)、I 1.13(匀强电场);(3)电势:I 1.14(静电力做功)、I 1.15(电势能)、I 1.16(电势、等势面)、I 1.17(电势差);(4)电容:I 1.18(电容器、电容)、I 1.19(平行板电容器的电容)。磁场中分别是:(1)磁现象:II 1.1(磁性、磁体)、II 1.2(磁极)、II 1.3(磁极间的相互作用规律)、II 1.4(磁化);(2)磁场:II 1.5(磁场)、II 1.6(地磁场)、II 1.7(磁感应强度)、II 1.8(磁感线)、II 1.9(匀强磁场)、II 1.10(磁通量);(3)磁场对通电导线或运动电荷的作用:II 1.11(左手定则(安培力的方向))、II 1.12(安培力的大小)、II 1.13(左手定则(洛伦兹力的方向))、II 1.14(洛伦兹力的大小)。电与磁的关系中分别是:(1)电流的磁效应:III 1.1(奥斯特实验)、III 1.2(安培定则(通电螺线管周围的磁场))、III 1.3(安培定则(通电直导线周围的磁场));(2)电磁感应:III 1.4(感应电流产生的条件)、III 1.5(楞次定律)、III 1.6(右手定则)、III 1.7(感应电动势、电磁感应定律)、III 1.8(自感现象)、III 1.9(涡流现象)。综上所述,本研究得到了“电与磁”主题内容的重要概念图,“电与磁”重要概念及相关内容的难度值,构建了“电与磁”学习进阶及学习进阶框架表现。研究站在课程论的视角,以期研究结果可对物理课程标准中“电与磁”部分内容的修订,教材中“电与磁”内容的编写以及中学物理教师进行行动研究等提供借鉴意义与作用。