中学物理教师的PCK

中学物理教师的PCK*吴加澍（浙江省义乌中学322000）一.话题的缘起1.一线教师的困惑实施新课程以来，广大教师对于课改理念普遍认同，然而课堂教学却是“涛声依旧”。

为什么学过的新理念用不上呢？理念与行为之间的巨大落差，使众多的一线教师深感困惑。

理论和实践都告诉我们，教育理念并不能自发地转变为教学行为。

要使普遍的教育理念落实到教师的教学行为中去，在两者之间必须要有一座桥梁，籍以实现两个转化：一是教育理念学科化。

新课程理念只有扎根于课堂，与学科教学紧密结合起来，成为可以操作的课堂教学实践，才能彰显它的意义和价值；二是教育理念个性化。

个体性是教师专业活动的一大特点，因此，教师对于一般性的教育理念，必须结合自身的实践经验，反复感受与体悟，使之内化成自己的理解和主张，才能最终外显为正确的教学行为。

由于“学科教学知识”（Pedagogical Content Knowledge，简称PCK）兼具观念性特征与实践性特征，这就决定了它可以在理念和行为之间，充分发挥桥梁性的作用，建立起“教育理念—PCK—教学行为”的互动性机制，使新课程理念真正转化为教师的教学行为，扎根于学科的课堂教学之中。

2.同课异构的思考在教学中经常见到这样的情况：不同的老师上相同内容（甚至同一个知识点）的课，往往会有截然不同的教学效―――――――――――――――――――――――――――――――――――――――＊本文系作者在第六届全国中学物理特级教师学术研讨会的专题发言整理果。

他们之间的差距主要发生在什么地方呢？例如“超重和失重”的教学，可用图1所示的器材（粗糙的横杆上搁放两块异名极相对的环形磁铁），通过实验Array演示来加深对所学知识的理解。

然而，即使用同图1样的器材、做同一个实验，不同的教师却是教法各异：师1：演示实验：手持横杆使磁铁由静止开始向下运动，问学生观察到了什么现象（磁铁吸拢），并解释所见现象。

师2：先演示：使磁铁由静止开始向下运动，让学生观察并解释所见的现象；再演示：让磁铁由静止开始向上运动，仍见磁铁吸拢（学生大感意外），启发学生分析并解释所见的“反常”现象。

师3：先提问题：当磁铁由静止开始向下运动，会发生什么现象？让学生在思考的基础上作出预测，而后演示实验，要求学生观察并分析实验现象；接着再提问题：若磁铁向上运动呢？……比较这三位老师的教学，可以看出，师2要比师1好，因为他对实验的开发更为充分，通过变式实验使学生对超失重现象的认识更加深入。

而师3的教学又与师1、师2不同，他是从提出问题、学生预测入手，这样更能引起学生的认知冲突，激发他们的思维活动，因而教学效果也就更好。

如果把师1、2的实验演示策略归结为“演示→观察→解释”，那么师3的策略就是“预测→观察→解释”[1]。

粗看起来两者似乎大同小异，但却有着内在的实质差异。

这是因为，教师所以采用不同的策略和教法，是基于他们对一些关键问题的不同理解与判断。

例如：关于科学的发生——究竟是始于问题，还是观察？关于学习的主体——是具有前概念的个体，还是“白板、容器”？关于学习的过程——是自主建构，还是传输接受？等等。

概括地说，上述反映的也正是教师的“学科教学知识”水平的差异。

还有更多的案例可以说明，决定教学优劣的主要原因，往往不是教师学科知识的多少，也不是一般教学法知识的多少，而是取决于教师所拥有的特殊的专业知识，即学科教学知识的多少。

“要给学生一杯水，教师要有一桶水。

”这是我们常说的一句话，用来隐喻教师要比学生拥有更丰富的知识。

但在现实中，有的教师他有两桶水、三桶水甚至更多桶水，却也给不了学生一杯水，这是为什么呢？因为“此水非彼水”，这两种“水”除了量的差异之外，更有着质的区别。

如果给学生的“水”指的是学科知识，那么教师拥有的“水”主要就是学科教学知识。

也就是说，教师不仅要有深刻的学科知识，而且还要有宽广的学科教学知识，有效的课堂教学正是两者有机融合的结果。

前不久，教育部颁发了《中学教师专业标准》，其中对教师的专业知识提出了明确的要求。

引人注目的是，文件突破了传统的教师专业知识“三元结构”，在学科知识、教育知识、文化知识的基础上，第一次明确提出了有关学科教学知识的新要求。

因此，如何促进学科知识向学科教学知识的转化，构建教师合理的专业知识结构，是当前值得我们重点关注的一个问题。

二．学科教学知识的内涵1.什么是PCK 上世纪八十年代，美国著名教育家L.舒尔曼最早提出了学科教学知识（即PCK）的概念。

他认为，PCK是关于教师如何针对特定的学科主题及学生的不同兴趣与能力,将学科知识组织、调整与呈现,以进行有效教学的知识。

或者，也可换个角度看：PCK与其说是一种知识,不如说是一种教师特有的“转化”的智能，即将学科知识“转化”成学生有效获得的学科教学智能[2]。

具体地说，教师先通过教学设计，将学科的知识转化成教学的知识；再通过课堂教学，使教学的知识转化为学生的知识。

在这两次转化过程中，教师所拥有的学科教学知识起着举足轻重的作用。

实证研究表明：PCK是使教学最有效的知识，它最能区分学科专家与教学专家、高成效教师与低成效教师的不同。

可以说，PCK是教师专业知识中最核心的知识，发展教师的学科教学知识是教师专业成长的关键。

2.PCK的内涵美国学者P.L.格罗斯曼将学科教学知识的内涵解析为四部分，即：①学科的知识。

指学科中最核心、最基本的知识；学科的思想、方法、精神和态度；对学生今后学习和发展最有价值的知识。

②课程的知识。

知道某一知识在整个学科体系中的地位和作用;上位知识与下位知识的联系;新旧知识间的联系;所学知识与儿童生活、经验的联系。

③学生的知识。

了解不同学生的认知基础、认识方式及差异;知道哪些知识学生容易理解, 哪些问题容易混淆;学生常见的错误是什么,如何辨析和纠正。

④教学的知识。

指为了达到教学目标的要求,根据学生的心理发展水平,而采取合适表征内容的教学手段和策略的知识。

需指出的是，如上采用了还原解析的方法研究PCK的基本要素，但并不等于说，PCK就是这几种知识简单叠加的结果。

实际上，各种要素之间是相互嵌套、融为一体的，PCK正是在它们基础上重组、整合而成的一种新的知识形态。

3.PCK的核心根据教学论的“三角形模型”，课堂教学总是基于教材、教师、学生这三大要素之间的交互作用而形成的。

相应地，课堂教学的三个基本问题是：教什么？怎么教？怎么学？——这也正是PCK所要研究解决的三大主题。

如果对照PCK的内涵要素，我们可以看出，其中“学科知识”与“课程知识”，针对的是教什么的问题，而“学生知识”与“教学知识”，则分别针对怎么学和怎么教的问题。

这三个问题尽管各有侧重，但它们都有一个共同的聚焦点，那就是关注学生的学习。

关注学生的学习是教学的本质追求，也是教学的核心观念。

抓住了这一点，也就抓住了PCK的核心。

据此，我们可把PCK的核心内涵概括为一句话：将学科知识转化为学生可学的形式。

换言之，PCK的核心就是立足学生立场，实现知识转化。

三．物理教师PCK的建构实践表明，教师的学科教学知识并不会随着学科知识和一般教学知识的获得而自然生成；同时，它也没有一种最佳的方式可以直接传授给教师。

PCK的发展是一个不断建构的过程。

在很大程度上，它是教师个人在自己所任学科的特定范围内，不断将诸方面知识综合、创新的探究过程中得出的。

对于一线的物理教师来说，PCK的建构必须坚持实践取向，即要强化实践意识、关注现实问题、注重个人经验。

具体地说，一般可从两个方面着手。

首先，是典型课例的PCK解析，即结合教学中的案例，以PCK的视角和框架，进行深入的剖析与反思。

这些典型的课例，就是一个个鲜活的“话题PCK”，通过不断积累，形成并充实教师的PCK 资源库。

在此基础上，教师再进一步梳理自身的学科教学知识，通过总结提升，逐步建构起具有个性特色的“学科PCK”。

1.典型课例的PCK解析课例的解析可按PCK内涵的四个要素来展开。

如以“磁感应强度”为例，就是要围绕以下几个问题进行解析，并作出自己的回答。

(1)“磁感应强度”的内容及其教育价值是什么?磁感应强度是电磁学的核心概念之一，它对于“磁场”及其后续知识的学习，都有着关键性的作用。

磁感应强度概念的学习过程，也是一个典型的物理知识建构过程，其中蕴含着丰富的物理思想和方法。

让学生经历这样的过程，将有助于提高他们的物理素养。

(2)“磁感应强度”与其他教学内容的联系是什么?知识内容“承上启下”。

磁感应强度概念是中学电磁学知识网上一个重要的“节点”，对于相关知识的学习有着不可或缺的作用。

思想方法“一脉相承”。

一些重要的物理方法，例如物理量的“比值定义”、多因素的“变量控制”、以匀代变“极限思想”等，在本课例的教学中都将再此涉及。

(3)学生学习磁感应强度概念时可能的困难是什么?学生的困难主要集中在两个方面。

一是概念的抽象性。

学生对“场”这种物质形态，觉得看不见、摸不着，缺乏相应的直接经验与感受；二是知识的综合性。

由于磁场对电流的作用远比电场对电荷的作用复杂，因而磁感应强度概念相关联的知识也就更多。

所有这些，都对学习者的抽象思维能力和逻辑推理能力提出了更高的要求。

(4)帮助学生理解磁感应强度概念的教学策略有哪些?①教学思路：类比迁移如果把磁感应强度与电场强度做一比较（图2），可以发现这两个物理概念的形成过程有着很大的相似性。

教学中通过类比的方法，让学生充分借鉴电场强度的学习经验，将会大大降低磁感应强度的学习难度。

图2②教学方式：探究学习为了加深对磁感应强度概念的理解，教学中不能仅止于“比值定义”的简单套用，而应让学生通过探究学习，去亲历物理概念的建立过程。

其中，教师的引导作用主要体现在以下两个方面。

一是实验感知，丰富物理表象。

布鲁纳“发现学习”理论认为，有效学习的程序应该是“直接经验→图象经验→抽象经验”；同样地，物理学习的程序也应是“实验观察→物理图象→物理抽象”，即让学生通过感知物理现象，形成清晰的物理表象，进而主动建构物理知识。

本节课主要实验如下：*学生实验：感受磁场的强弱（“磁不可貌相”）——怎样用物理量描述磁场的性质？*演示实验：用小磁针可表示磁场方向，但不能反映大小*演示实验：磁场对通电导线有力的作用——磁场对通电导线的作用力有着怎样的规律？*学生实验：定性探究磁场中通电导线受力的因素*演示实验：定量探究磁场中通电导线受力的规律(F∝IL)*重复实验：在不同的磁场中，是否还有相同的规律二是问题导引，设置认知台阶。

让学生理解“为什么用比值（F/IL）定义磁感应强度？”是本节课的关键所在。

教师在教学中要适时地提出问题，为学生设置必要的认知台阶，让他们去经历并完成新概念的建构过程。

教学中可提出如下问题供学生分析讨论。

问题1：在F、IL、B三者中，你认为哪个物理量可用来描述磁场的性质？为什么？在学生思考的基础上，通过实验数据分析得出：在同一（匀强）磁场中B =F/IL是个定值。