中学物理教师的PCK

2020年9月Vol. 38 No. 17 中学物理・经验交流・基于PCK 内涵的高中物理概念教学探讨陆振华'丁军$（1•江苏省泰兴中学 江苏 泰兴225400； 2.江苏省泰兴市教师发展中心 江苏 泰兴225400）摘要:PCK 理论指导下的物理概念教学有助于帮助学生形成正确的、科学的物理观念，更好地培养学生的物理学 科核心素养.以"自感”概念教学为例，阐述了在概念教学过程中如何帮助学生"潜移默化”地建构概念，加深对物理概念内涵和外延的理解.关键词：PCK ；概念教学；自感；核心素养文章编号：1008 -4134（2020）17 -0036 中图分类号：6633.7 文献标识码：B概念教学历来是科学教育研究领域特别重视的 教育目标之一，从21世纪之前重视概念的发展，到近 年来的核心概念和概念进阶，无不把概念教学放在特 别重要的位置.概念教学是物理教学的起点，是某个具体知识领域的中心，是学生将理论与生活联系的纽带•因此，在实际的教学过程中，教师必须充分运用自身多年来在教学中建构的PCK （学科教学知识），灵活 地、高效地帮助学生建构物理概念，以形成正确的、科 学的物理观念.1 PCK 的内涵2012年《中学教师专业标准（试行）》将PCK （学科教学知识） 列为中学教师专业知识要素中的核心知识，是课程知识、学科知识、教学知识和学生知识的综合知识（如图1）,是教师将自身的教学经验与学科内容知识和教育学之间的特殊整合,是教师对自己专业理解的特定形式，其核心内涵在于教师将 学科知识转化为学生可接受的形式・•2基于PCK 内涵的物理概念教学策略列宁曾经说过：“自然科学的成果是概念概念 是一切规律和理论之间相互联系的纽带，是自然科学这座大厦建立起来的水泥和砖瓦，是学科体系中最最 基础的单元2 •物理概念教学的本质就是教师、学生、教材、教具、教法之间相互作用和相互协调发展的动 态过程，教师根据已定的教学任务和学生的特征，有针对性地选择与之相关的教学组织形式、教学方法和 艺术，意在纠正、补充、完善学生的前概念，建构正确的认知体系，对学生的日常生活、学习及以后的人生 产生有意义的积极影响⑶.基于PCK 内涵的物理概念教学是教师针对学生的不同兴趣与能力，利用自身的专业知识、教学理论 及多年教学形成的经验，对物理概念教学进行的组 织、调整与呈现，将学科知识“转化”为学生有效获得 的一-种学科“教学智能”过程（如图2）.这就要求物理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，只有两者的有机融合，才能高效达成课 堂教学目的.图1教学设计nm—2^*图23基于PCK 内涵的“自感”概念课堂教学探讨笔者以教科版选修3-2“自感”第一课时教学为 例，阐述如何在中学物理教学中创设情境，引入新课；真实体验,合作探究;创新实验，提升思维.3. 1新课引入——创设真实情境，在思维冲突中激 发探究欲望教师先展示一节干电池，让学生猜测、分析并体验接入人体后的感觉，学生的体验和猜想应该是一致 的:并没有什么感觉•然后，笔者分别在外电路中按图3和图4的方式并联接入一个电阻和线圈，让学生经历猜测、分析并 体验人体接入后的感觉,有了刚才的体验以及丰富的基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划重点课题“基于PCK 的高中物理概念教学实践研究”（课题编号:C -b/2018/02/48）；江苏省教育科学"十三五"规划畫点课题"高中物理教学中学生’实践意识’培养的策略研究”（课题编号:D/2018/02/122）.作者简介：陆振华（1981 -）,男，江苏泰兴人，硕士，中学一级教师，研究方向：高中物理学科教学；丁军（1979 -）,男，江苏泰兴人，硕士，中学高级教师，研究方向：高中物理学科教学.• 36•中学物理Vol.38No.172020年9月生活经验做基础,在这次的猜测阶段学生依然会认为没有感觉,但实际的体验与学生的猜想、分析大相径庭，学生出乎意料地被“电”了！图3图4增加实验的人数，依然让学生经历猜测、分析并体验的过程，大家觉得这次应该依然会被“电”了，但是应该会被“电”得弱一些，可结果再一次岀乎大家的意料:两次被“电”的感觉竟然差不多！在实际体验与已有经验的强烈思维冲突中，学生就有了非常强烈的探究欲望，他们就非常迫切地想弄明白其中的缘由.当学生有了学习的欲望，自然想要做一件事情的时候,学生就会主动地设计方案来解决问题，有了这样的动机，我们的教学就等于成功了一半.通过刚才一系列的实践体验，学生心中就会产生很多疑惑:（1）断开开关时通过人体的电流是哪来的？（2）参与实验人数不等时，通过人体的电流到底等不等？...接着，笔者启发学生观察、分析刚才实验的细节,结合已学的“电磁感应”的知识，试着自主解决问题（1），学生基于楞次定律基本上都会分析：由于线圈上原电流的减小，引发磁通量的减小，产生电磁感应现象，产生感应电流,阻碍原电流的减小.3.2合作探究——自主设计实验，增强实践能力，提升思维品质各合作小组用灯泡代替人体，将不可见的电流可视化，进而利用“学生线路实验板”，自主设计图5所示的电路，观察现象，分析原因•学生观察到:灯泡闪亮•L 图5下后才逐渐熄灭.逐渐熄灭是因为电流减小，那么为什么会先闪亮一下呢？利用图6所示的双电流传感器，分别测量并记录线圈和灯泡支路的电流变化，引导学生观察开关断开前后电流随时间变化的/-1图像（如图刀•学生通过观察会发现:开关断开后电流方向相反，断开之前电流方向相同;开关断开后电流大小始终相等;开关断开之前灯泡上的电流小于线圈上的电流;断开开关瞬间通过灯泡的电流与断开开关前线圈支路的电流相等•时间图7至此,学生对断电自感现象的产生和现象的分析都已经理解得差不多了，对问题（2）也有了正确的认识•在这一环节中，学生通过自主设计、实践体验、观察分析、逻辑推理等一系列切身体验的活动，增强了实践能力，锤炼了逻辑思维,发展了高阶思维能力.再通过如下问题串启发学生思考通电自感，并设计实验观察和分析通电自感现象.问题1:断电时线圈中发生了自感现象，通电时有自感现象吗？如果有，为什么？问题2：闭合开关，线圈中电流如何变化？问题3:如何才能观察到线圈中电流的变化？问题4：在闭合开关时，可以看到什么现象？有了以上的分析推理、实验探究，学生自然而然地会去分析和解决这些问题，并且知道可以在线圈支路串联一个灯泡，观察闭合开关时灯泡亮度的变化,以检验其推理正确与否.各小组利用“学生线路实验板”，自主设计实验方案，并观察实验现象•学生在小组实验时没有明显观察到灯泡逐渐变亮的过程.教师进一步引导、启发学生自主设计和完善实验方案，最终设L,A计出图8所示的电路，连接、调试电路,并观察实验现象.学生能明显观察到线圈支路的灯泡在闭合开关之后,发光变亮明显滞后.为了从定性到定量深刻认识自感,进一步培养学生思维的深刻性，笔者建议学生根据实验现象和自己•37.2020年9月Vol.38No.17中学物理对自感的理解作通电和断电阶段两支路的/7图像,并交流、讨论、相互评价•笔者再利用双电流传感器,分别测量并记录两支路的电流从闭合到断开的/-t 图像（如图9、图10）,引导学生观察、分析，并对做出的/7图像作自我评价.图103.3创新体验——设计开放实验，培养学生创新能力教师提供实验器材:干电池、导线和钢丝板，请同学们利用所学的物理知识，“制造”电火花.教师鼓励将组内合作扩展为组间合作，彼此分享成功的经验与失败的教训，最后学生在合作互助中利用导线绕制线圈.让导线的一端在钢丝网上划过,产生电火花.接着让学生思考:产生电火花的原理是什么？钢丝板的作用是什么？这样，不仅培养了学生的动手实践能力，加深了学生对问题本质的认识，还提升了学生分析、综合、评价、创造的能力•教师进一步提问：如何能让产生的电火花更明显？学生进一步探究体验,并提出了很多方法.比如,增加干电池的节数;增加线圈的匝数;增大线圈的横截面积;让导线在钢丝网上划得更快一些……笔者拓展了科学探究的深度，进一步培养学生的•38•高阶思维能力，同时为自感电动势和自感系数的教学做好了铺垫.4教学反思4.1重视概念建构的过程概念的建构过程就是揭示概念内涵的过程，切勿生硬地直接下定义，这样只会让学生死记硬背，不能真正理解概念的深刻内涵.正如我们每天都要适度摄入食盐，但又不宜直接入口，如果我们在做菜时，添加适量食盐，不但可以满足人体对食盐的正常需要，菜肴也将变得美味，食客也将非常乐意享用.概念教学也是如此，教师要为概念教学设置适当的“真”情境，把知识问题化，问题情境化，让学生经历从“山穷水尽”到“柳暗花明”的认知过程,对概念的认知在真实情境与理性认识的“碰撞”中不断升华,让概念真正经历“生长”的过程.4.2强化概念的提炼与升华在理解了概念内涵的基础上，我们还要进一步拓展对概念外延的认识，这种认识需要在个别、特殊问题的具体解决中得到升华.这种从一般到特殊的过程又不等同于概念建构过程中从特殊到一般的逆过程，这一过程对思维的要求更深刻、更开放，更具有灵活性，对学生综合能力的要求也更高.比如，创设开放性实践体验类问题,让学生在解决实际问题的过程中加深了对概念内容的记忆，强化了对其内涵的理解，同时还培养了学生的探究能力、创新思维、科学态度，建立正确的物理观念.5结束语概念教学在物理教学中有着极其重要的基础性地位,对新课程的顺利实施起到无可替代的重要作用. PCK理念下的物理概念教学，可以帮助学生深入理解概念的内涵和外延，帮助学生理解其中蕴含的思想方法,使学生在知识学习的同时能够提升物理学科的核心素养、形成物理学科观念•同时，作为实施PCK教学的教师，是从学生“终生发展”的角度出发，将先进的教育理念、社会对人的发展要求，逐步落实到每一环节的教学活动之中，这种转化具有内在的育人价值,其自身的专业水平能够得到有效的、快速的提升.参考文献：[1]葛腾霄.高中物理教师PCK的现状与优化探讨[J].物理之友,2018,34（09）；23-25.[2]朱建廉.高中新课程实践引领[M].南京：南京师范大学出版社,2009.[3]陆晓艳.基于新课程理念的物理概念教学的策略研究与实践[D].南京:南京师范大学,200&（收稿日期：2020-04-24）。

使用理论视角下教师PCK的理解与建构【摘要】教师PCK（教学内容知识）作为教师专业知识的重要组成部分，在教学实践中发挥着关键作用。

本文从理论视角探讨了教师PCK的理解与建构。

首先介绍了PCK的概念及内涵，强调了其在教学过程中的重要性。

然后分析了PCK的构建过程，探讨了理论视角下对PCK的理解。

接着通过实际案例展示了教师PCK在实践中的应用情况。

在总结了理论视角下的教师PCK建构的启示，提出了未来研究方向。

通过本文的研究，有助于深化对教师PCK的理解，为提升教师教学水平提供理论支持和实践指导。

【关键词】教师PCK、理论视角、理解、建构、概念、重要性、构建过程、实践案例、启示、未来研究方向、总结、教育理论、教学实践1. 引言1.1 研究背景研究背景：教师专业知识与教学能力是影响学生成绩和学习效果的重要因素之一。

而教师专业知识的一个重要概念就是PCK（教学内容知识）。

PCK是由Schulman提出的概念，指的是教师将学科知识和教学知识相结合的能力。

教师PCK水平的高低直接影响到教学质量和学生学习成绩。

理解和探究教师PCK的内涵、重要性和构建过程，以及从理论视角下探讨教师PCK的理解，对提升教师教学水平具有重要的指导意义。

通过研究教师PCK的实践案例，可以更好地了解PCK在实际教学中的运用和效果，为教师提升教学能力提供参考。

本文旨在从理论视角下探讨教师PCK的理解与建构，为教育实践提供理论支持和启示。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨教师PCK的概念及内涵，揭示其在教学实践中的重要性和作用，探讨PCK的构建过程及影响因素，以及从理论视角出发对教师PCK进行更深入的理解。

通过分析教师PCK的实践案例，揭示教师在教学中如何运用PCK来指导学生学习，促进学生的学习效果。

本研究旨在探讨理论视角下的教师PCK建构的启示，为未来相关研究提供参考和借鉴，从而促进教师教学能力的提升和教育教学质量的提高。

通过研究教师PCK的建构过程，旨在揭示教师在教学中如何有效地整合学科知识、教学技能和教学经验，提高教学质量，促进学生学习效果的提升。

PCK发展视域下初中物理研题的实践研究摘要：初中阶段的学生正处于思想和能力发展的黄金时期，在这一阶段对他们的言行进行良性引导，有助于完善学生的人格，锻炼学生的社会技能，推动他们综合素质的发展。

对此，本文也将以初中学生的成长为切入点，立足于物理课堂的设计，从PCK视域出发，从物理研题中，挖掘出单元设计的方法，并阐述课堂实践的措施与途径，希望能够给相关教学主体带来一定的参考和帮助，仅作抛砖引玉之用。

关键词：PCK；物理研题；单元设计；实践措施与方法引言：通常意义上所说的PCK，主要指的就是学科教学知识，涉及到不同类型的结构要素，在这其中，最为主要的就是教学策略知识，这是确定物理研题学习方法和单元方向的重要基础，代表的是特定主题下的教学策略和表征的知识。

具体来讲，就是以特定学科领域的常见主题为基础，让学生能够理解特定的表征和阐述方法。

而教学策略知识，也是教师专业结构的重要组成部分，直接影响了教师教学智慧的高低，也能够影响课堂的质量和效果。

一、阐述单元主题表征策略：情境-题型-图式这里所说的主题表征，主要指的是主题构成要素，与脑海中知识和图式的整合，最终目的是实现主题的内化吸收，真正意义上做到内化于心外化于行。

研究指出，主题表征本质上也反映了表层向深层不断抽象的过程，这一过程大致可以有三个阶段来概括，首先是问题信息的搜集，其次是信息的内部消化，最后是发展隐喻。

第一阶段强调的是个体的知觉过程，需要能力和知识的支撑。

第二阶段强调的是对信息的深层次加工，涉及到个体问题解决的技能和水准。

第三阶段强调的是，问题解决之后，对未直接表达的蕴涵信息的推断，重点是对隐喻约束条件的探究，涉及到个体的主观意识和价值取向，所以对个体自身的知识基础和联想能力也提出了严格的要求。

教师在实践的过程中，要明确物理单元的呈现方式，创设多样化的问题情境，让学生能够获得更多的亲切感和熟悉感，传递物理知识的价值观。

不同的物理单元都蕴含着较为明确的主题，所以教师应当以特定的问题情境入手，来统摄这一单元的教学活动，让学生能够明确发展的目标和方向。

Vol.48No.9Sep.2019屮F炽了教•学参考课改在线PCK理论在高中物理教学中的应用王建伟（山东省荣成市第三中学山东威海264300）文章编号：1002-218X（2019）09-0005-01PCK是教师将学科内容知识以学生容易接受的形式所进行的教学化重构，PCK能够针对学生不同的兴趣爱好、知识基础以及学科主题等，将学科整体知识进行调整并呈现给学生，由此有效的开展教学活动。

与其说PCK是一种理论知识，倒不如将其看作教师的转化本领，能够将物理学科的理论知识转化成学生易于接受的知识。

PCK的内涵体现在课程知识与学生知识两个方面，课程知识即了解某个学科的专业知识在这个学科中的地位，结合生活经验，联系新旧知识等。

对于学生来说，教师则应当充分了解学生的学习基础、认知方式等。

一、采用多元化教学情境在物理课堂上，教师不能再使用传统的教学方法来向学生传授知识，应改变将应试教育当作评价指标的硬性标准。

教师可借助情境教学法展开教学，由此达到最佳教学效果，给学生亲身体验动态物理知识的环境。

PCK理论在高中物理课堂中有大量的实践数据做支撑，学生的求知欲以及学习兴趣都能够在物理情境中被激发出来。

从教学现状来看，高中物理教学中的问题与日常生活的联系非常紧密，然而学生往往会在解题的过程中忽略题目涉及的物理情境，在解决问题的过程中很容易遇到障碍。

例如，在讲解与力的作用效果相关的知识时，教师就可抛出粉笔，随后设计问题：“粉笔抛出后还在继续运动的主要原因是不是因为手对粉笔的作用力导致的？”而在讲解“光的折射定律”时，教师就可借助PCK理论让学生自己去进行试验，可创设一些贴近生活的物理情境，由此引发学生的深度思考。

例如教师可将筷子的一半放进玻璃杯中，筷子呈现出了折断的状态，但是将筷子拿出来，却发现筷子并没有出现弯曲或折断的情况，这是为何？随后教师就可引导学生进行探究，同时恰当的引出本节课的重点——光的折射定律。

二、基于PCK理论的知识学习在开始上课前，教师应当先公布教学内容，同时引导学生去熟悉物理概念，掌握基本的物理定理，确定物体运行的过程，只有学生掌握了基本的概念,明确了公式的运用范围，才能够更好地运用物理知识。

PCK理论在高中物理教学中的应用探析作者：王振来源：《新课程研究·上旬》2018年第10期摘要：随着新课程改革的不断深入，高中物理教学课堂的关注点也发生了一定的转移。

传统的教学方法注重的是教师本身专业素质的发展，而如今的教学方法更注重教学手段的改变，让学生成为课堂的主体，重视学生课堂上接受知识的能力，而PCK的提出就给所有教师明确了未来要发展的方向。

文章分析了PCK理论在高中物理教学中的运用现状，探讨了其在实际教学中的应用方法。

关键词：PCK；高中物理；教学；探讨作者简介：王振，山东省德州市第一中学教师，研究方向为物理教育、教育管理。

（山东德州 253000）中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2018）28-0085-02传统的教学方法是以教师为主体，课堂上只能传授学生死板的书本理论知识，不能将理论与实际很好的相结合。

在高中物理的教学方法中确实需要有这么一种理论，能够使学生将枯燥的理论知识灵活运用到日常生活当中。

将PCK理论融入的课堂时，学生就可以轻松的理解物理所要表达的真正内涵。

让教师在和学生沟通更加方便，在讲解物理知识时更加通俗易懂，从而使学生理解物理，实际应用物理。

一、PCK的概述1. PCK的含义。

PCK被定义为教师对学科内容知识以学生易于接受的方式所进行的教学化重构，是美国著名的教育家舒尔曼在1986年首先提出的一个重要概念。

[1]可以说PCK是一种和其他纯粹的学科与教学方法有极大区别的知识，PCK理论对于教师针对学生不同的兴趣爱好和能力以及具有针对性的学科主题，能够将学科整体的知识框架、调整并呈现、从而进行有效的教学知识。

从其他角度来说，与其说PCK理论是一种知识，倒不如说是教师拥有的转化本领，即能够将物理学科的理论知识转化成学生可以接受的教学本领。

2. PCK的内涵。

PCK是能证明每个教师独一无二的教学经验，是教师独特学科内容领域和教育学的特殊整合，也是教师对自身专业特定形式的理解。

PCK理论指导下的教学设计作者：居殿兵郭如松来源：《中学物理·高中》2017年第01期摘要：学科教学知识（PCK）是教师的知识基础，教师要有PCK理论并且能应用PCK理论指导实际教学.本文以“速度变化快慢的描述——加速度”为例，将教师具有的专业知识、教学理论及多年教学形成的经验应用到加速度的概念教学中，将学科知识转化成学生有效获得的学科教学设计.从引入新课、引入概念、深入理解、深化应用等方面应用PCK理论，采取“问题”引导方式，将新知识转化成学生自己的知识.关键词：PCK理论；实例分析1PCK理论PCK理论是20世纪80年代美国斯坦福大学教授舒尔曼提出来的一个概念，PCK是学科教学知识（Pedagogical Content Knowledge）的简称，它定位于“科学知识”与“一般教育知识”之间的交叉之处，其核心内涵在于将学科知识转化为学生可接受的形式.也就是说，教师应该具有将自己拥有的学科知识，根据自己的教学经验对学生的认知水平和可能出现的问题作预估，采用一定的方法，转化成易于学生理解的表征形式的知识.本文以“速度变化快慢的描述——加速度”教学为例，谈谈PCK理论在中学物理课堂教学中的实际作用.2PCK理论指导下的教学设计【教材分析】PCK视域下教师的学生认知是以特定具体内容的学习为基本单元的，教师必须明确知道这个特定内容在整个教材体系中的地位，也必须明确课程标准中对学生内容的理解应该达到的要求，同时还要兼顾《高考考试说明》对本知识点的要求.加速度的概念，在整个必修课程中，该内容的学习和掌握是非常必要的.加速度是运动学中的一个重要的基本物理量，在匀变速直线运动速度、位移与时间关系中都有体现，是将运动和力联系起来的桥梁.由于加速度概念与其他物理知识的联系性强，涉及面广，特别是在分析、解决跟动力学相关的实际问题中经常牵涉到，因此对加速度的理解和掌握程度如何，不仅直接关系到本章后续必修模块的进一步学习，而且还将影响以后选修模块的学习和掌握.所以这一课时的内容是本章知识的重点之一，本节课的关键是促进学生对加速度概念的形成和理解.【学情了解】PCK的核心内涵是将学术形态的学科知识转化为教学形态的学科知识，以帮助学生理解.为了实现学科知识的教学转化，教师需要具有更为精细的有关学生的知识.学生刚刚学习过“用打点计时器测速度”实验，可以测出纸带上各点的速度.也学习了速度的概念，学会了用比值法来描述一个物体运动的快慢（位置变化快慢），本节课可以让学生回顾引出速度概念的过程，用类比方法迁移到加速度（速度变化快慢）的概念学习中来，探究速度的增量与时间比值是一定值，这给学习加速度这一概念降低了台阶.但由于学生抽象思维能力不强，对于速度、速度的变化、速度的变化快慢的区别很难分清；在学生的生活经验中，与加速度有关的现象不多，这更给学生形成和理解加速度的科学概念带来了难度.【思路设计】PCK的实质就是教师关注学生学习的知识.学术形态的学科知识是以学科专家为基本立场的，教学形态的学科知识是以学生为基本立场的.课堂教学要从学生学的角度来设计，突出学生的主体地位，可采用“问题解决”学习模式进行教学活动.（1）高中物理新课程标准在课程目标上的基本理念之一就是：“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考.通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神.”应当说，在高中物理新教材中蕴含着众多的培养学生探究能力的资源.本节课《速度改变快慢的描述-加速度》就可以采取生活体验——实验操作——规律探究——问题解决的教学模式来进行教学.（2）笔者参与研究的江苏省扬州市“十二五”课题《高中物理“问题解决”教学模式构建与创新的实践研究》，研究的是高中物理“问题解决”教学的规范模式的——“问题连续体”教学模式的构建.对于本节课，可以以建构主义理论为指导，以“问题连续体”为问题教学模式尝试设计本课，运用富有“层次性系列问题”，联系本课的基础——实验，指向本课的目标——探究加速度概念，充分突出学生主体地位，给学生以自主发现问题、分析问题和解决问题的空间，以学生的“已知”开拓学生的“未知”.课堂上教师要创设物理情境，让学生在观察和体验后有所发现，有所联想，运用科学思维，萌发并提炼出科学问题，使教学过程成为发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程.让学生用探究的方法，“走”一遍加速度概念的建立过程，按照从简单到复杂，从特殊到一般的顺序进行探究，顺理成章、水到渠成地引出加速度的概念.然后从公式和图象两个方面加以理解，通过对生活和实验中加速度和速度概念分析对比，加深理解加速度的物理意义.本课时教学的设计流程是：创设情境（学生主观感受，第一层是运动物体有速度，第二层是运动物体速度有变化，第三层是运动物体的速度变化有快有慢）→提出问题（教师事先预设问题，学生学习过程根据实际情况提出问题）→拓展探究（师生交流、分组讨论，合作探究，分析论证，最终深刻理解加速度概念）.【课堂教学】活动一：引入新课舒尔曼关于 PCK 概念的核心要素之一是关于学科内容知识的呈现，课堂引入是内容呈现的一个重要方面.好的课堂引入能够一下子抓住学生的心，激发学生学习兴趣，调动学生的积极性，激发学生的求知欲，从而使教学达到事半功倍的效果.好的课堂引入是教师专业素养高低的体现.根据实际条件和效果，本节课可采用视频播放引入新课.情景1：播放城市中繁忙的交通景象和运动员激烈的短跑场景.[设计意图]从日常生活情境出发，激发学生求知兴趣和探究欲望；让学生感受运动物体的位置是不断变化的，即运动物体具有速度.情景2：播放公路上不同交通工具的运动情况及足球在草地上和篮球在空中的运动情况.[设计意图]让学生感受运动物体速度有变化.情景3：播放轿车启动和火车出站时启动过程.[设计意图]让学生感受运动物体的速度变化有快有慢.问题：轿车的启动与火车的启动有何不同？[学情预设]学生回答可能有多种情况，例如：（1）轿车比火车运动得快.（2）轿车启动所用的时间短.（3）轿车的速度改变得更大.教师对学生的回答进行鼓励、肯定，经过提示、点拨，得出轿车与火车启动过程中速度改变的快慢是不一样的.活动二：引入概念有丰富PCK的教师都知道，视频、多媒体、仿真实验，都代替不了真正的实验，学生也渴望做实验.本节课，可以通过做实验来引入加速度概念.[设计意图]之前都是播放视频或是在纸上设计问题，让人感觉是杜撰的，也觉得离生活实际太远，不是物理学的本质.物理学是一门实验科学，要有真实的实验，所以课上做真实的匀加速直线运动实验，采集速度与时间关系的实际数据.实验要简洁，不宜用高级和过多实验器材，故选择“自由落体运动实验”.做过实验后，让学生运用刚学过的“用打点计时器测速度”的方法测量纸带上各点的速度，是对学过的方法的应用与巩固.采取列表的方法，列出各点的速度与时间的关系，以便运用类比法探究重物运动中的不变量.遵循从简单到复杂的学习规律，初速度从零开始，再拓展到不为零的情况.问题1：如何求纸带上各点运动的速度？结论：短时间的平均速度等于瞬时值.问题2：重物运动中有什么不变量？结论：速度与时间的比值是一定值.问题3：假如去掉前面的一段运动，速度与时间又有什么规律？结论：速度的变化与时间的比值仍是一定值.问题4：哪一个更具有一般性？结论：去掉前面的一段运动.活动三：深入理解经过前面的学习，学生已经知道了加速度的定义，作为有丰富PCK的教师，应对教学有一定的预见性，应该知道，学生在学习过程中还存在哪些难理解的地方、有哪些易出错的问题，用什么样的方法来加深、纠正和拓展.（1）理解加速度的矢量性例题A车在2s的时间内速度由10m/s变为15m/s，则它的加速度是多大？B车在3s的时间内速度由10m/s变为25m/s，则它的加速度是多大？[设计意图]先让学生感受，让学生分组讨论，让他们自主认识到加速度只有大小还不能说明具体问题，要说明具体问题一定需要另一个因素，这一因素即为加速度的方向.然后从公式角度理解加速度与速度变化量的方向关系.最后让学生分别做出A、B两物体的初、末速度图示，用图示法确定速度变化量的大小和方向，总结加速运动和减速运动物体的加速度方向跟速度方向关系：加速运动的加速度方向与速度方向相同，减速运动的加速度方向与速度方向相反.（2）前概念的消除舒尔曼关于 PCK 概念的核心要素是对学生前概念、概念以及具体学习困难的理解.具有丰富PCK的教师，对学生可能出现的问题要心中有数，会针对性进行矫正.学生是一个空瓶子，常常充满着直觉经验，干扰科学概念的建立和理解，可以在课堂上以“问题解决”模式探究、辨析错误的前概念，避免对新概念的错误理解.例如，可以设计如下问题：问题1：加速度是不是速度？是不是加出来的速度？回顾探究过程，加速度是用来描述速度变化快慢，其大小是增加或减少的速度与所用时间之比.问题2：加速度是不是与速度变化成正比，与时间成反比？回顾探究过程，物体做匀加速运动时速度变化与时间比值是一定的，变化大，所用的时间也大，变化小所用的时间也小.问题3：速度为零，加速度是否一定为零？加速度为零，速度是否一定为零？速度有变化就有加速度，速度可以从零开始变化，即速度为零可以有加速度；加速度为零，只说明速度不变，不一定速度是零.问题4：加速度逐渐变小，物体的速度是否一定减小？加速度逐渐变大，物体的速度是否一定变大？当加速度方向与速度方向相同时，尽管加速度在减小，速度大小还是在增加.当加速度的方向与初速度方向相反时，物体作减速运动，加速度变大物体的速度在减小.问题5：有没有速度很大，而加速度很小的情况？展示课件：飞机水平匀速飞行.问题6：有没有速度很小，而加速度很大的情况？展示课件：火箭发射升空过程.[设计意图]设计似是而非的问题，让学生在讨论、争辨中澄清问题，消除前错误概念.（3）v-t图象中的加速度利用前面打出一条理想的纸带，根据列表法中求得的各点的速度，再让学生根据实验数据用描点法画出运动物体的v-t图象.[设计意图]锻炼运用图象分析物理问题的能力，根据图象总结规律：直线的倾斜程度表示加速度的大小，倾斜程度越大，加速度越大.活动四：深化应用教师的PCK不仅涉及如何教授学科知识，而且更为重要的是要促进学生的全面发展，要使学生能对学习的知识活学活用，会处理实际问题，可设计一个与日常生活有关的实际问题.问题：在很多国家，交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度的数值，以醒世人.假如两辆摩托车以时速每小时90km的速度行驶，因发生事故与高速公路隔离护栏发生碰撞，碰撞时间为0004s，碰撞后速度即变为零.那么，碰撞过程中的汽车加速度有多大？[设计意图]学以致用，要能将实际问题转化成物理模型，进行数据处理，同时通过阅读以上内容增强学生的交通安全意识，进一步理解骑摩托车要戴安全头盔，乘坐汽车要系安全带的道理.【小结反思】教师的PCK是在日常教学实践中自主构建的，要从经验上升到理论，就需要不断的反思.波斯纳认为没有反思的经验是狭隘的经验，至多只能成为肤浅的知识.研究表明， PCK最重要的来源是教师“自身的教学经验和反思”.本节课主要目的是建立并理解加速度概念，在引出加速度的概念时低台阶，然后步步登高，充分激活学生思维，从易到难、从现象到本质、从形象到抽象，符合学生的思维发展规律，容易为学生所接受.应用问题教学模式，可以较大程度地调动学生参与教学活动的积极性，提高学生学习物理的兴趣，强化物理知识的形成过程，使学生学会探索自然规律的基本方法，从而使学生获得基本的探究能力和创造性地解决实际问题的能力，使学生对概念的理解更准确，知识的掌握更牢固.参考文献：[1]冯茁，曲铁华.从PCK到PCKG：教师专业发展的新转向[J]. 《外国教育研究》，2006（12）P58-63.[2]梁永平.PCK视域下教师的学生知识及其发展[J]. 《教育科学》，2013（10）P58-63.[3]李斌辉.中小学教师PCK发展策略[J]. 《教育发展研究》，2011（6）P47-52.。

PCK理论在物理教学中的应用论文2018-10-30摘要：ＰＣＫ，即学科教学知识，就是教师们将学科知识表征或者转化为学生们能够理解的方式的知识。

本文根据众多相关的文献、期刊，对于ＰＣＫ的理论进行了一定的探究，包括ＰＣＫ的内涵、ＰＣＫ的构成要素、国内外关于ＰＣＫ的研究成果和发展进程，ＰＣＫ的类型和ＰＣＫ的研究意义。

关键词：ＰＣＫ；内涵；构成要素；知识一、前言工作在教学前线的人民教师们总会有这样的困惑：“之前掌握的关于教和学的新理念为什么没有收到设想中的成效呢？”尽管新课程改革得到了社会各方面的普遍认同，但是应该怎样设计适应新课程改革的课堂教学，真正意义上提高教学质量成为困扰老师们的一大难题。

造成这样结果的原因是教育工作者们的关于学科的教和学的知识（ｐｅｄａｇｏｇｉｃａｌｃｏｎｔｅｎｔｋｎｏｗｌｅｄｇｅ，ＰＣＫ）的缺乏，ＰＣＫ这一概念最先是由美国的舒尔曼教授于１９８６年在美国教育研究协会会刊《教育研究者》发表的一份研究报告中提出的。

在２１世纪的今天，为了促进有效教学，培养高素养的师资，对ＰＣＫ的研究是有意义的。

二、ＰＣＫ的内涵美国舒尔曼教授将学科教学知识定义为：“教育工作者们的个人教学经验、教育工作者们的学科内容知识和教育学的特殊整合。

”也就是说ＰＣＫ是教师自己的独特的不同于他人的长期积累下来的教学经验，教育工作者们所教的学科的相关内容和教育学综合知识的特殊融合，是多种学问的有机综合，包含了教育工作者对于不同学生的基础的掌握情况、关于课程设置的学问、教法和学法的相关学问和具体创设的教学情境等。

舒尔曼教授认为，学科教学知识是对于教育工作者们最为有用的学问，它能够从本质上对教育工作者和专家进行区分。

它是用来指导教师将专业学科知识和教育学知识相结合，并将之运用到组织教学中，促进不同能力和层次的学生对于知识的理解。

所以，教育工作者们不仅仅要掌握所传授的学科的学问，包括定律、定义、推论、定则等，还要掌握将自己所掌握的学问转化为更能够被不同能力和层次的学生所掌握的表达方式的学问。

第39卷第3期西南师范大学学报(自然科学版)2014年3月V o l.39N o.3 J o u r n a l o f S o u t h w e s t C h i n aN o r m a lU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)M a r.2014文章编号:10005471(2014)3017805高中物理教师学科教学知识(P C K)内涵的案例研究①张正严1,张中华21.西南大学科学教育研究中心,重庆400715;2.西南大学物理科学与技术学院,重庆400715摘要:采用马格努森等人提出的P C K结构框架模型,从有关课程的知识㊁学生的知识㊁教学策略的知识三方面,对我国一位典型高中物理教师在 动能和动能定理 一节教学中所展现出来的P C K做了细致分析.在此基础上,得出:学科教学知识是学科教师从学生立场出发在特定阶段学科教学视域内思考问题的产物;学科教学知识是一种 群体性知识 ,在特定群体内具有一定的可传递性.关键词:P C K;物理教师;动能定理;内涵;案例研究中图分类号:G633.7文献标志码:A20世纪80年代,美国斯坦福大学教育学教授舒尔曼(L e e S h u l m a n)在研究教师教学专长的过程中,发现优秀教师具有一种特殊的融合学科知识与一般教学法知识的知识,舒尔曼把这种特殊的教师知识称作学科教学知识(P e d a g o g i c a l C o n t e n tK n o w l e d g e,简称P C K).马格努森(M a g n u s s o n)等人基于对科学教师学科教学知识的研究,认为P C K由五部分组成,分别是:一,关于学科教学取向(o r i e n t a t i o n)的知识;二,关于课程的知识;三,关于学生的知识;四,关于教学策略的知识;五,关于学习评价的知识[1-2].马格努森等人的P C K结构框架较为成型,但是对于某具体学科教学内容,该框架的五部分内容的表现形态也可能有很大不同.为了深入研究学科教学法知识,本研究将选取一位典型专家型高中物理教师为个案,以马格努森等人的P C K内涵结构理论为分析框架,分析研究他在一节具体的物理课堂教学中所蕴含的学科教学知识.1研究对象与方法1.1研究对象本次研究对象是四川省G市一所重点中学的一位高中物理教师 王老师(化名).王老师1998年大学毕业后一直在这所重点中学任教.王老师无论是给何种班级上课,所教学生都取得了较好的成绩.因此,很顺利地在工作5年后被评为中学一级教师,工作10年后被评为高级教师.从王老师的经历来看,可以认为王老师是当前高中物理教师的典型代表.1.2研究过程与方法选取王老师执教的高中一年级 动能和动能定理 的教学做课堂观察和文本分析,辅以深度访谈,去挖①收稿日期:20130711基金项目:西南大学第四届教育教学改革研究资助项目(2010J Y072).作者简介:张正严(1981),男,云南祥云人,教育学硕士,讲师,主要从事科学教育学㊁物理课程与教学论的研究.2西南师范大学学报(自然科学版)h t t p://x b b j b.s w u.c n第39卷掘王老师在 动能和动能定理 一课中所展现出来的关于课程的知识㊁关于学生的知识㊁关于教学策略的知识(在一节课的教学中,对马格努森等人所言的教师的教学取向观和关于学习评价的知识不能深入,故本文未作研究,留待后续研究中分析).2研究结果及分析2.1关于课程的知识2.1.1关于教学目标的知识王老师认为,动能定理是 机械能和能源 这一章的重点,也是整个力学的重点.动能和动能定理是在探究恒力做功与物体动能变化关系中得出的,在这个过程中,蕴涵着丰富的思维资料,有助于改变学生科学本位的观念,同时此过程注重科学探究,提倡学习方式的多样化㊁强调过程与方法的学习,有助于培养学生的 创新意识㊁创新精神和实践能力 ,激励学生 在教学过程中的主动学习和探究精神 ,调动学生学习的主动性㊁积极性㊁促进其个性全面健康发展和情感态度与价值观的自我体现.2.1.2学科方面的知识2.1.2.1对 动能和动能定理 内容的理解1)动能(E K)除教材上所陈述的内容外,王老师还给学生补充讲解了以下内容:与速度的关系:一定质量的物体,速度变化了,动能不一定变化,如匀速圆周运动;物体动能发生变化,速度一定变化.从这个讲解来看,王教师对动能概念的内涵有一个很深的理解,注意强调了动能与速度之间的关系.这种强调对于学生在以后的学习和解题中也是必要的,这也是学科教学知识的一种体现.2)动能定理相较于教材上 力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化 ,王老师相应地也对这一规律做了进一步的深入阐述,以加深学生对动能定理的理解:①如果合外力做功的代数和大于零,即ΔE K>0,表示合外力对物体做正功,末动能大于初动能,物体动能增加;②如果合外力做功的代数和等于零,即ΔE K=0,表示合外力对物体不做功,物体动能不变;③如果合外力做功的代数和小于零,即ΔE K<0,表示合外力对物体做负功或者说物体克服合外力做功,末动能小于初动能,物体动能减少.王老师这种将 动能定理(知识)嚼碎 的理解和处理方式,其目的无疑是站在学生的立场上帮助学生加深对动能定理的理解.这些内容,尽管在教科书中很少呈现,但是在各类高中物理辅导资料中却屡见不鲜.也就是说,这种学科教学知识在高中物理教师群体内广为流传,深受认可.2.1.2.2 动能和动能定理 和其他知识的区别与联系在访谈中,王老师提到,学生在学习这一章知识时,最容易将动能定理与后面要学的机械能守恒定律相混淆.机械能守恒定律反映的是物体初㊁末状态的机械能间的关系,且守恒是有条件的;动能定理揭示的是,物体动能的变化和引起这种变化的合外力间的关系,它既关心初㊁末状态的动能,也要求学习者必须认真分析对应这两个状态间经历的过程中做功的情况.王老师的这些认识,无疑也是站在学生立场上思考问题,以期帮助学生在以后的学习中避免将相似的物理规律混淆.2.2关于学生的知识2.2.1关于学生学习的准备知识在访谈中,王老师利用他十几年的教学经验针对学生学习 动能和动能定理 前的准备知识提出了他自己的看法. 动能定理其实是一个很普遍的物理定理,因为它没有什么条件的限制,在很多情况下都可以运用,由此与动能定理相关的题型也较多.学生要学好 动能和动能定理,其所具有的准备知识也较多,如能明确的建立出物体运动的过程,如匀变速直线运动㊁抛体运动㊁匀速圆周运动等,能正确的进行受力分析,知道某个运动的什么时候是初状态和什么时候是末状态,能找到此过程中有哪些力做功等等 .2.2.2 关于学生学习的困难知识针对学生学习 动能和动能定理 的困难知识,王老师谈到 在实际学习中学生对动能概念的理解较为容易,能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系和定量关系,但是真正的深层次理解他们之间的关系还是存在困难.加上教材在推导这一定理时,由一个恒力做功使物体的动能变化,得出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化,然后逐步扩大几个力做功和变力做功及物体做曲线运动的情况.这个梯度很大,在帮助学生理解时一定要循序渐进,起点不能太高,要让学生在学习上经过一个感性认识到理性认识的过程 .王老师关于学生准备知识和学习困难知识的总结,基本上都是 经验之谈,这些经验来源于教师的教学实践,来源于教师对高中物理整个知识结构的熟识,来源于对历届学生学习相应知识所呈现出来的 坑和 坎,其核心依然在于站在学生的角度思考教学问题.2.3 关于教学策略的知识2.3.1 具体活动的呈现:课堂的引入针对 动能定理 这节内容,王老师是这样引入新课的:(1)师:2011年3月11日,日本由于地震引发巨大海啸,造成巨大的人员伤亡和财产损失.那么,请问同学们,为什么日本海啸具有这么大的能量?生: (因为它具有很大的动能)(2)师:大家知道发电站中有一种叫做风力发电站,它是怎样发电的呢?是什么能转化成什么能?生:师:那么,具体什么是动能呢?物体由于运动而具有的能量叫做动能.可以看出,王老师通过运用国外发生的大事件和日常生活中的常识,引出动能的概念物体由于运动而具有的能量,指出动能可以转化为其他形式.这种看似 信手拈来 的例子,能很好地引起学生的学习兴趣.但这些例子的积累和应用,对于新旧教师来说,还是有所差别的,这也是教师P C K 的具体内容之一.2.3.2 具体问题的呈现:特殊问题的解决办法中学物理教师在推导动能的表达式以及后面的合外力做功和物体动能变化关系(动能定理)时,考虑到学生的接受能力和推导的简便性,一般采用 物体在水平拉力作用下沿光滑水平面匀加速运动 的例子,当然王老师也不例外.虽然采用 物体在水平拉力的作用下沿光滑水平面匀加速运动 易于学生理解和得出动能和动能定理的表达式,但是这个例子之中只出现了一个外力做功,不利于学生准确把握动能定理是描述 合外力做功 和 动能变化 之间的关系的本质,不利于学生全面理解动能定理的外延(适用范围).当多个外力对物体做功的时候,动能定理还适用吗?这个时候,如何用动能定理解题呢?王老师又针对这个问题增补了一道教材上没有的例题进行了相应的教学.图1 例题示意图例 质量为m 的物体受沿斜面向上的恒力F 的作用沿斜面加速运动,动摩擦因素为u ,初速度为v 0,斜面倾角为θ.求第一次上升高度h 时物体的速度.解:设第一次上升高度为h 时物体的速度为v t .根据动能定理:F h s i n θ-m g c o s θh s i n θu -m g h =12m v 2t -12m v 203第3期 张正严,等:高中物理教师学科教学知识(P C K )内涵的案例研究4西南师范大学学报(自然科学版)h t t p://x b b j b.s w u.c n第39卷虽然这道例题相对较难,但是总的来说还是很有意义.通过此题让学生加深了对于动能定理的理解和认识,动能定理不仅适用于一个外力做功的情形,也适用多个外力做功的情况,同时也阐明了 合外力所做的功等于各个外力做功的代数和 这一处理方式.并且由于此题涉及的物理知识和数学方法较多,能够培养学生运用数学方法解决物理问题的能力.3结论与讨论3.1学科教学知识是学科教师从学生立场出发在特定阶段学科教学视域内思考问题的产物从 关于教学目标的知识 来看,王老师对 动能与动能定理 的教育价值的认识,主要是以高中教学(学生在高中物理教学中要学到什么)为 过滤镜 去筛选 动能与动能定理 在高中教学中对于高中生的价值.其三维目标的设定也是根据高中新课程理念和课程标准的要求来设定的,即使该内容能实现其他的教育目标,他也不会轻易涉及.王老师对教学目标的设定较好地说明了P C K是学科知识与特定教育知识(高中物理教师需要知道的物理课标㊁考纲等)的融合.从 学科方面的知识 来看,王老师 动能与动能定理 的知识理解也是以高中物理所涉及的知识层次为指向的,比如在大学阶段讲 非恒力做功时,动能定理的推导 时,可以借助微积分知识来解决,由于高中生没有学习微积分,所以王老师对非恒力做功情况下的动能定理没有推导,这也是一般高中教师采取的教学策略.在对 动能与动能定理 与其他知识的联系与区别的认识,王老师也仍然是站在高中生的视角来思考问题(此处的 高中生 是一个群体概念,并不特指具体某个高中生,更多地是指向教师所带班级的全体同学).从 关于学生的准备知识 来看,王老师这方面的知识也是建立在对高中物理教学所涉及的物理学科知识整体把握之上,从不 越界 .从 关于学生的学习困难知识 来看,王老师也是准确地把握了学生已有知识与高中物理教材所涉及知识之间距离,他明晰地知道学生要到达教材所指的那座 高山 ,学生会碰到 河沟 和 陡坡 ,知道要给学生搭桥和搭梯子,知道在哪里要放缓步伐,小心走路.综上所述,通过本案例的研究,一方面,从具体学科教学的层面佐证了李伟胜归纳的 学科教学知识的核心内涵是:从学生立场出发实现知识转化 的观点[3-4].一方面,学科教学知识是教师为了帮助学生完成特定阶段学业(如本例中的高中物理)从工作实际出发选择性地思考问题而形成的知识体系,它具有实践性和情境性,但不同于实践性知识.它是一群特殊人群完成特殊工作所必备的特殊知识形态,类似于一种 地方性知识 .3.2学科教学知识是一种 群体性知识 ,在特定群体内具有一定的可传递性从 具体活动的呈现 来看,王老师从 日本海啸 和 风力发电站 等生活实例引入新课,本身蕴含教师的实践智慧.进一步分析,这两个实例一旦被实习生和其他教师听到或看到,他们也可以在讲授 动能和动能定理 时采用,因此我们认为,学科教学知识在特定学科教师群体内(如,本例中的高中物理教师)在一定程度上是可以传递的.(之所以说是一定程度上的传递,主要是针对这样情况而言:我们会看到在中学物理教学中,不同的老师用相同的方法讲授相同的内容,其教学效果也不尽相同.比如实习生把指导教师的在A班的教学复制到B班,结果发现两者的教学效果还是有差别.)从 具体问题的呈现 来看,王老师推导动能定理的问题情境和推导过程,源于高中物理教师沿袭的 诀窍 ,广为高中物理教师所熟悉(不同时期的多个版本高中教材都采取此例),俨然已成为一种圈内共知的 群体性知识 .为了帮助学生加深对动能定理的理解,王老师增设了一个教材上没有的例题2,以期让学生明白 动能定理还适用于几个力共同作用的情况以及在此情况下相应的对 合外力的功 的处理方式 .但是,一旦该例题被其他高中物理教师 学习 后,这一 具体问题的呈现 的方式也就被传递了.以上分析也从实践层面,深层次地证实了刘义兵等人对学科教学知识可传递性的理论论述[5].进一步,我们认为学科教学知识是一种 群体性知识 .这种 群体 有其特定含义,比如我们所言的 高中物理教师 ,有时 初中物理教师 与 高中物理教师 俨然也不是一个 群体 (我们常听到初中物理教师说,我教初中,对高中物理的情况我不熟悉).学科教学知识的传递性,就如同一个行当的行规与工艺流程.学科教学知识的传递主要是在特定群体内发生.学科教学知识的传递性,也正好解释了当前在不少中学中盛行 师徒制 培养新进教师的内在机理.另外学科教学知识的这种传递性,也为开展各类教学活动促进高等院校师范生的学科教学知识的增长提供了可能.参考文献:[1]蔡铁权,陈丽华.科学教师学科教学知识的结构[J ].全球教育展望,2010,39(10):91-96.[2] 张育桂.小学数学教师整合技术的学科教学知识(T P A C K )研究[D ].信阳:信阳师范学院,2011:21.[3] 李伟胜.学科教学知识(P C K )的核心内涵辨析[J ].西南大学学报:社会科学版,2012,38(1):26-31.[4] 李伟胜.学科教学知识(P C K )的核心要素及其对教师教育的启示[J ].教师教育研究,2009,21(2):33-38.[5] 刘义兵,郑志辉.学科教学知识再探三题[J ].课程㊃教材㊃教法,2010,30(4):96-100.AC a s e S t u d y o nC o n n o t a t i o no f H i g hS c h o o l P h ys i c sT e a c h e r sP C K Z HA N GZ h e n g -y a n 1, Z HA N GZ h o n g -h u a 21.T h eR e s e a r c h I n s t i t u t i o no f S c i e n c eE d u c a t i o n ,S o u t h w e s t U n i v e r s i t y ,C h o n g q i n g 400715,C h i n a ;2.S c h o o l o f P h y s i c a l S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ,S o u t h w e s t U n i v e r s i t y ,C h o n g q i n g 400715,C h i n a A b s t r a c t :M a g n u s s o ne t a l p r o p o s e t h a t t h e p e d a g o g i c a l c o n t e n tk n o w l e d g e (P C K )p r e s e n t e db y Sh u l m a n c a nb e d i v i d e d i n t o f i v e c o m p o n e n t s :t h eo r i e n t a t i o no f t e a c h i n g ,c u r r i c u l a rk n o w l e d g e ,k n o w l e d g ea b o u t s t u d e n t s ,k n o w l e d g e o f i n s t r u c t i o n a l s t r a t e g i e s a n dk n o w l e d g e o f l e a r n i n g a s s e s s m e n t .U s i n g t h e s t r u c t u r -a lm o d e l o f P C K p r o p o s e db y M a g n u s s o n ,t h i s p a p e r d e a l sw i t h a n a n a l y s i s o n t h e P C K p r e s e n t e d i n a t y p i -c a l c o u r s e a b o u t k i n e t i c e n e r g y a nd t he o r e mof k i n e t i c e n e rg y ,whi c h i s g i v e nb y ah i g hs c h o o l p h y s i c s t e a c h e r .T h i s a n a l y s i s i s b a s e do n t h r e e c o m p o n e n t s o fP C K :k n o w l e d g eo f c u r r i c u l u m ,k n o w l e d g e a b o u t s t u d e n t s a n dk n o w l e d g e o f l e a r n i n g a s s e s s m e n t .T h e c o n c l u s i o nd e r i v e d f r o mt h e a n a l y s i s i s t h a t t h eP C K i s t h e p r o d u c to ft e a c h e r sc o n s i d e r a t i o na b o u tt h es p e c i f i c p e d a g o g i c a l p e r s p e c t i v ef r o m t h es t u d e n t s s t a n d i n g a n d ak i n do f g r o u p k n o w l e d g ew h i c hh a s t r a n s f e r a b i l i t y i n s o m e s p e c i f i c g r o u p .K e y wo r d s :P C K ;p h y s i c s t e a c h e r ;k i n e t i c e n e r g y a n d t h e o r e mo f k i n e t i c e n e r g y ;c o n n o t a t i o n ;c a s e s t u d y 责任编辑 潘春燕 5第3期 张正严,等:高中物理教师学科教学知识(P C K )内涵的案例研究。

物理教师学科教学知识（PCK）的研究现状分析作者：黄家红黄致新来源：《中学物理·高中》2019年第07期摘要：教师的学科教学知识（PCK）体现着教师专业化程度，是教师专业发展的核心.只有正确理解教师的PCK内涵，合理构建针对物理等科学课程领域教师的PCK，才能有的放矢地提高教师的PCK.本文采用文献研究法，分析了PCK的内涵研究以及科学课程PCK模型的研究现状，并对科学课程领域PCK的研究现状以及国内外相关研究的差异性进行了分析，以促进我国物理教育领域的PCK研究.关键词：科学课程; PCK;理论;研究现状文章编号：1008-4134（2019）13-0010 中图分类号：G633.7 文献标识码：B作者简介：黄家红（1993-），女，海南琼海人，硕士，研究方向：物理课程与教学论;黄致新（1962-），男，湖北汉川人，博士，教授，博士生导师，研究方向：物理教育研究.教师专业化和专业化发展是当前教育研究的关键课题.教师专业化是教育者在教育生涯中，不断学习新知识，增长新能力，由一个新手教師转变为专家教师的过程.那么，新手教师和专家教师有何异同？我们如何衡量教师的专业化程度呢？1986年，Shluman在大量观察的基础上，针对美国教师培养范式和资格认定中存在的问题提出了PCK（Pedagogical Content Knowledge）——即学科教学知识这一概念.PCK概念一经提出，就引起了教育界的广泛关注和重点研究.Shluman最初认为PCK是学科重要内容知识的一部分，是“教师将自己学科领域的课题，用最有效的表征、类比、插图、举例和解释加以组织和呈现，让学生得以理解的知识” [1].而在1987年的文章中他改变了这一观点[2]，指出PCK和内容知识等其他六种知识都是教师的基础知识.在论文中，他将PCK重新定义为教师“将内容与教育知识融合到具体的课题、问题中去，将这些内容组织、呈现、调整以适应兴趣和能力不同的学习者的知识.”总而言之， PCK就是教师在理解学生的基础上，用恰当的方式将学科中的特定主题内容表征出来的知识.它是学科专家与教师的区别之所在，是教师所有基础知识中最特别也最重要的.而教师的PCK由什么构成呢？Shluman明确指出，对内容的表征、对学生知识基础的理解和有效的教学策略构成了PCK.Shluman的观点引起了广泛争议，许多学者开始投入PCK的概念与内涵研究工作.有学者试图通过修改Shluman的定义来重新定义PCK.例如：Cater（1990）提出PCK是教师对学科重要知识的理解和教师将这些知识转化成课堂事件的知识[3];Cochran等人（1993）定义PCK为“在学校背景下，教师如何将自身的教育学知识和学科重要知识联系起来，教给特定学生的知识” [4].Cochran强调，教师的PCK受各种教学情境等宏观因素的影响，是个动态建构的过程.虽然至今仍没有一个统一的PCK界定，但在这些纷繁复杂的定义背后，“为了教学将学科内容知识进行转化”却始终是PCK内涵的核心部分.另外一种将PCK概念化的普遍方法是确定PCK有哪些组成成分，并把PCK视作这些成分的集合，也就是研究PCK的构成.例如：Marks（1990）拓展了Shluman的PCK概念[5]，认为PCK包括学科重要知识和对教学媒介的知识;Grossman（1990）提出PCK由四个要素构成[6]：（1）学科教学定位，即涉及一门学科在不同年级水平上的教学目的和目标、学科教学的性质、学科内容的学习价值这些方面的知识;（2）学生理解的知识，即教师对学生已有知识基础、可能存在的误解和相应解决对策的认识方面的知识;（3）课程知识，即教师对所教课程有关的教材和其他教学资源的理解情况方面的知识;（4）教学策略知识，教师应掌握不同主题应采用的教学策略和表征方式;Gess-Newsome（1999）提出了PCK的“整合模型”和“转化模型”[7]. “整合模型”认为PCK类似于混合物，是学科知识、教学知识和情境知识各种知识交织而成的知识库;“转化模型”认为PCK类似于“化合物”，它同样源于学科知识、教学知识、情境知识，但它并不是知识的简单提取，而是教师这三者知识转换后形成的一种有效教学必备的知识;Veal和Makinster（1999）将PCK的层次和水平分为四类[8]：一般的PCK、特定学科的PCK、特定领域的PCK和特定主题的PCK（Topic-specific PCK，简称TSPCK），其中TSPCK是最特别的.虽然Veal和Makinster对PCK的属性做了很好的分类，但是对各个维度PCK的阐释和理解不足，如未阐明特定领域的PCK含义以及特定领域PCK和特定学科PCK二者的差别.PCK的内涵非常复杂，往往需要将其置于各种背景要素之中去理解.这一领域的最新研究是Gess-Newsome（2015）提出的新模型[9]，如图1所示.该模型着重研究特定主题这一层面的PCK.盖斯纽森将PCK定义为特定主题的专业知识、技能和执行，并提出特定主题的专业知识（Topic-specific professional knowledge，简称TSPK）这一概念，着重区分TSPCK和TSPK.TSPK由学习者已有知识、课程特点、学生的理解难点、表征和类比、概念教学策略构成，它和TSPCK有许多重叠之处，但它更多的是一种标准化知识而非行为实践.TSPK通过教师信念、先前知识和情境等一系列的放大器与过滤器和课堂实践结合起来，课堂实践再通过放大器和过滤器作用于学生成就.在课堂教学行为和其他各种因素的相互作用中，个体建构起自身的PCK知识库和PCK技能.这里的PCK基本构成（如学生知识、教学策略的知识）与前述学者的研究并无太大差异，不同之处在于此处“教学定位和信念”不是教师PCK的一部分，它独立于PCK之外，是将知识基础转化为PCK和课堂实践的放大器和过滤器之一.具体到科学领域，Magnusson（1999）基于Grossman和Tamir的研究，总结出了科学教师的PCK模型[10]，如图2所示.他认为PCK由五部分组成，即：（1）科学教学定位：这是教师关于特定年级水平上的科学教学目的、目标认识方面的知识;（2）科学课程知识：教师应该知道课程目的和目标，掌握各个主题和年级知识之间的横向和纵向联系，以及了解所教主题相关的课程项目;（3）关于学生对科学理解的知识：教师需要知道学生已有的知识基础，其中包括学生的迷思概念;（4）科学教学策略知识：教师需要掌握特定学科的相应教学策略（如物理概念课和规律课的一般教学策略）和特定主题的教学策略（如引入加速度概念可以用到“类比法”）;（5）科学素养评价知识：解决的是评价什么、如何评价这两个问题.其中，教师的科学教学定位知识影响着课堂教学的内容、方法和评价形式，即科学教学定位对其他四种PCK构成起着统领和决定性作用.Magnusson（1999）的科學课程教师PCK构成模型对后来的PCK模型构建有着深远影响，后来还有许多学者在此基础上提出不同的观点，但PCK总体框架没有发生太大变化.Magnusson的PCK模型基本理念在于PCK是一种由多种知识汇集而成的融合型知识，模型中PCK与PCK各个成分之间的关系是线性的.它存在两大争议：第一，教师的科学教学取向是否真的对其他四种PCK成分起统领作用？这并没有令人信服的依据.而Mansour（2013）在埃及职前教师研究中还发现教师的思想信念和教师实践的不一致性，传统型的教师的确偏向教师中心，但建构主义取向的教师并不总以学生为中心;第二，PCK各个组成部分之间有没有相互联系呢？为此，Park和Oliver（2008）又提出了科学教师PCK结构的五边形模型[11]，如图3所示.该模型延续了Magnusson模型的基本结构，而又强调了这五种基本构成成分之间的相互作用.Friedrichsen（2009）也关注科学教学定位的作用并提出了科学课程教师的PCK模型[12]，该PCK模型的构成框架仍是Magnusson的五要素模型，但此处科学教学定位是渗透在教师的整个PCK构成之中的.科学教学定位深刻影响着课程知识、学习者知识、教学策略知识与评价知识，但这又不是单纯的决定性作用.另外，虽然不同的学者都提到了“科学教学定位”的重要性，但他们对“教学定位”的具体定义是不同的.比如Grossman认为它是“特定年级水平上的教学目的和目标的知识”，而Magnusson认为它是“看待科学教学的一般方法”，前者将其视为知识，后者更多将其视作过程.Friedrichsen（2011）认为此前的研究对科学教学定位或是取向的描述太模糊[13]，他用将科学教学定位分不同维度的方法重新定义了科学教学取向，将其分成关于科学教学目的/目标的信念、关于科学教学的信念、关于科学（本质）的信念，这一定义更清晰具体，可操作性更强.总之，在科学领域，学者普遍赞同科学课程教师的PCK由课程知识、学生的知识、教学策略知识以及评价知识构成，而科学教学的总体定位不管是作为PCK的一部分，还是独立结构，不可否认都对教师的PCK有着很大的影响.在这些不同的模型界定之中，教师关于科学内容理解的知识、关于学生理解的知识和教学策略的知识始终是科学课程教师PCK的核心.PCK发展至今约三十年，在PCK内涵、模型等研究上有了很大的进展，但仍存在许多亟待解决的问题.因而近几年，国外对科学课程教师的PCK理论研究仍在继续.笔者发现，这主要分为两条线路：一是立足实际与认知心理学理论，利用归纳法，建立更加完善的PCK模型.如Magnusson、Park的PCK 模型的提出;另一方面则是在实证研究中探究PCK结构中各成分之间的相互关系，修正理论的同时着力寻找提高教师PCK的路径.例如，Park和Chen（2012）通过研究描绘出了四名生物教师PCK图谱，总结出PCK各组成成分之间的相互作用情况 [14]：（1）学生理解和教学策略与表征的知识与其他成分联系最频繁，处在PCK的中心位置;（2）课程知识、学习评价知识则与其他成分没有较多的相互作用，但若是存在这种相互作用，评价知识和学生知识、教学策略与表征的知识联系会更紧密;（3）说教式的科学教学定位会左右教学策略与表征的知识，阻断其与其他成分的相互作用.此研究完善了Park此前提出的五边形结构模型的认识.Mavhunga和Rollnick（2015）研究了16名南非职前化学教师的科学教师信念和特定主题的PCK的关系[15].研究发现：对大多数教师来说，特定主题PCK的发展与学习者为中心的信念有关;但是这种转变不是对谁都这么明显，有些教师的PCK发展并未能从“学习者为中心”的信念中转变过来.Betu Demirdogen（2016）研究了8个职前物理教师的科学教育总体取向与PCK其他成分之间的相互作用情况并建立了一个椭圆模型[16].如图4所示，模型外部是Friedrichsen提出的科学教育总体定位的三个成分：关于科学教学目的/目标的信念、关于科学教学的信念、关于科学（本质）的信念;内部是PCK的各个成分：课程知识、学习者的知识、教学策略知识和评价知识.外面的双箭头代表定位之间的本质联系，椭圆内表示PCK各个成分间的相互影响，“反思”在图中位于内外椭圆各成分之间，表明反思可激起教学定位和PCK各个成分之间的相互作用.但不同的教学定位对PCK的促进作用不一，实证研究的结果表明科学教学定位中的“关于科学教学目的/目标的信念”这一成分很大程度上决定着教师的PCK面貌，这是对科学教学定位的统领性作用本质的一种深化.因而作者指出，提高教师的PCK并不意味着需要在各个PCK构成上平均发力，而是主抓一些对PCK整体影响最大的因素，如树立一种改革取向的科学教育目的观.持改革理念的教师会更关注学生，会积极地寻找合适的教学策略与评价方式改善教学，在教师课程中PCK的发展比传统取向的教师更明显.PCK国内研究最早的是华东师大博士白益民.早期研究侧重于梳理国外研究成果，探讨PCK的内涵、结构、特征及演变.如袁维新（2005）阐释了学科教学知识的内涵[17]，并根据国外文献总结出PCK的特征：建构性、整合性和转化性，指出PCK发展的两条基本路径——教师个体自主构建和学习共同体构建;杨彩霞（2006）提出，教师PCK是“教师关于如何将自己所知道的学科内容以学生易理解的方式加工、转化给学生的知识” [18];李伟胜（2009）指出PCK 的定位在于“学科知识”与“一般教育知识”之间的交叉之处[19]，而PCK的核心内涵在于将学科知识转化为学生可学的形式.科学教育领域，蔡铁权，陈丽华（2010）在总结PCK核心内涵的基础上指出组成科学教师的PCK包括科学课程知识、学习者知识、教学法知识、科学素养评价知识等[20]，科学教师的教材知识、教学知识和情境知识会影响PCK的发展;梁永平（2012）总结了Shluman、Grossman和Cochran等学者就PCK结构的观点[21]，结合化学学科特点提出了化学学科的PCK构成：基于化学理解的化学学科知识;关于学生理解化学的知识;关于化学课程的知识;化学特定课题的教学策略及表征的知识.可见，无论是一般层面上还是科学领域，PCK的理论研究方式主要都是在对国外研究成果述评基础上提出自己的见解，创新力度欠缺，与实证研究的结合度不够.而近几年，随着教师专业化日益受重视，PCK也成为一个很重要的教育研究热点.科学领域——物理、化学、生物等学科的研究，尤其是实证研究得到了很大发展，但在理论研究内容和方法上还稍显单一.理论模型的研究是开发PCK测量工具、确定评价指标和提升教师PCK的基础，其重要性不可小觑.国外科学课程教师PCK的理论研究工作对加强国内的PCK理论建设有很大的启示意义.4.1 重视理论研究，加强理论研究与实证研究的结合教育现代化急需建设一批高质量的教师队伍，提高教师质量，促进教师的专业化.PCK理论可以提供一个评估教师专业知识的有力框架.而若想发挥PCK的理论优势，必先更深入地去认识教师的学科教学知识.国外PCK理论研究的一大特点就是结合实证研究进行，在实践中检验和深化理论.在真实情境中开展的实证研究中发展起来的理论才更有现实意义，更能迸发出蓬勃的生命力.4.2 注重研究结论对教师专业发展的引领和指导PCK理论回答了教师“教什么”“怎么教”“为何教”等问题，它指导着教师的教学活动并深深地影响着学生的学习成就.通过理论研究，探讨PCK的本质、内涵、结构、构建方式等内容，可以寻找促进教师PCK发展的最有效路径.为了促进教师发展，我们要引导教师树立以学生为中心的教学取向，在教学中全方位地考虑课程、学生、评价之间的关联;要引导教师提高自身知识修养，多进行教学反思，从而彌合教师的教学信念与学生学习之间的差距，实现学生的有效学习，提高学生的科学素养.[1]Shulman， L.S.，Those Who Understand： KnowLedge Growth in Teaching[J]. Educational Researcher，1986， 15（2），4-14.[2]Shulman， L.， Knowledge and Teaching： Foundations of the New Reform[J]. Harvard Educational Review， 1987， 57（1）： 1-21.[3]Carter K. Teachers knowledge and learning to teach[J].Joarnal of Teacher Education，1990，52（1）：3-4.[4]Cochran， K.F.， J.A. DeRuiter， and R.A. King，Pedagogical Content Knowing： An Integrative Model for Teacher Preparation[J]. Journal of Teacher Education， 1993，44（4）：263-272.[5]Marks R. Pedagogical Content Knowledge： From a Mathematical Case to a Modified Conception[J]. Journal of Teacher Education， 1990， 41（3）：3-11.[6]Grossman， P.L. The Making of a Teacher ：Teacher Knowledge and TeacherEducation[M].New York： Teachers College Press， 1990.[7]Marks R. Pedagogical Content Knowledge： From a Mathematical Case to a Modified Conception[J].Journal of Teacher Education， 1990， 41（3）：3-11.[8]Veal W R， Makinster J G. Pedagogical Content Knowledge Taxonomies[J]. 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浅谈中学物理教师PCK在教学中的应用作者：陆泽璇林乐鑫来源：《物理教学探讨》2018年第01期摘要：2012年公布的《中学教师专业标准（试行）》将学科教学知识（简称PCK）作为教师专业知识的重要领域，教师专业发展的核心问题就是发展其PCK。

本文基于前人的研究，结合笔者的思考，将中学物理教师的PCK分为物理学科内容知识、物理教学目的知识、学生理解的知识、物理内容组织的知识、效果反馈的知识以及物理教学策略的知识几种成分，并通过多个优秀的教学案例阐述了物理教师PCK各成分在物理教学中的应用。

关键词：物理教师；学科教学知识（PCK）；案例中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）1-0064-5学科教学知识（简称PCK）是在美国教师资格认证制度缺失的背景下提出来的。

当时，在美国许多州的教师资格认证过程中，往往只测试教师的学科知识和教学知识。

当教师教育课程的重点集中在教师的学科知识时，却忽视了学科内容是怎样转化为教学内容的。

当它转移到一般教学时，常常以牺牲学科内容为代价，与相关学科具体的内容脱节，舒尔曼（Shulman）把各种教学研究中忽视学科问题的研究称为“缺失范式”并提出了PCK（pedagogical content knowledge）的概念。

要使普遍的教育理念落实到教师的教学行为中去，就必须在两者之间建立一座桥梁，这座桥梁就是“学科教学知识”。

1 教师PCK的构成舒尔曼将PCK定义为“教师个人教学经验，教师学科内容知识和教育学的特殊整合”，认为它是教师在面对特定的学科课题时，针对学生的不同兴趣与能力。

将学科知识组织、调整和呈现以进行有效教学的知识，这是一种教师与学科专家有所区别的专门知识。

科克伦等（Cochran，DeRuiter&King）从教与学过程的建构主义观点出发，强调知识发展的动态本质，对PCK概念进行了修改和拓展，提出了学科教学认识（pedagogical content knowing）的概念，即教师对一般教学法、学科内容、学生特征和学习情境等知识的综合理解总是处于连续的发展过程中。