基于同課異構(gòu)的物理教師PCK發(fā)展的思考

顧 健 陸建隆

(1. 蘇州工業(yè)園區(qū)第十中學(xué),江蘇 蘇州 215021; 2. 南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院，江蘇 南京 210097)

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·初中園地·

基于同課異構(gòu)的物理教師PCK發(fā)展的思考

顧 健1陸建隆2*

(1. 蘇州工業(yè)園區(qū)第十中學(xué),江蘇 蘇州 215021; 2. 南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院，江蘇 南京 210097)

本文基于同課異構(gòu)的教研模式,觀察兩位專家型教師的初中物理“壓強(qiáng)”的課堂教學(xué)并訪談授課教師,透視專家型教師PCK成分的共性與獲取途徑,思考PCK視野下物理教師專業(yè)發(fā)展的策略．

PCK;物理教師;專業(yè)發(fā)展;同課異構(gòu)

1 引言

隨著新課改的推進(jìn),教師的專業(yè)發(fā)展備受關(guān)注．新入職教師成長(zhǎng)為專家型教師,需要不斷的學(xué)習(xí),積累經(jīng)驗(yàn)與探索實(shí)踐,逐步掌握成熟的教學(xué)方法．面對(duì)相同的課題,同樣層次的學(xué)生,不同的教師呈現(xiàn)不同的課堂教學(xué),特別是新入職教師與專家型教師存在較大的差異．在教師專業(yè)化發(fā)展的道路上,每位教師的學(xué)科教學(xué)知識(shí)(PCK)是獨(dú)一無(wú)二的,PCK是導(dǎo)致同課異構(gòu)的主要原因．筆者有幸觀摩2016年蘇州市初中物理學(xué)科帶頭人考核活動(dòng)的課堂教學(xué),分析兩位教師(以下簡(jiǎn)稱“師A”和“師B”)的初中物理“壓強(qiáng)”的課堂教學(xué)以及對(duì)授課教師的訪談,總結(jié)專家型教師所具有的PCK的共同特征,以期在PCK視野下尋找促進(jìn)物理教師專業(yè)發(fā)展的策略．

2 PCK的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)

20世紀(jì)80年代美國(guó)斯坦福大學(xué)舒爾曼教授[1]提出學(xué)科教學(xué)知識(shí)(PCK),即“將特定的學(xué)科內(nèi)容與教育學(xué)知識(shí)融合,將特定的主題或問(wèn)題進(jìn)行組織與重新表征以適應(yīng)學(xué)習(xí)者的能力與不同的興趣需要．”PCK主導(dǎo)教師依據(jù)所教學(xué)生的特點(diǎn),結(jié)合一般教育理論知識(shí)與課程知識(shí),合理編排課程內(nèi)容,設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的教學(xué)．PCK是教師教學(xué)過(guò)程最實(shí)用的知識(shí),也是區(qū)分學(xué)科專家與學(xué)科教師的重要依據(jù),是教師對(duì)專業(yè)知識(shí)理解的獨(dú)特表征．隨著研究的深入,PCK的重要性已被廣大教育工作者所認(rèn)可,PCK的成分也越來(lái)越豐富,較為典型的模型有Cochran DeRuiter和King[2]將看作是在學(xué)科知識(shí)、一般教育知識(shí)、有關(guān)學(xué)生的知識(shí)(如學(xué)生的能力、學(xué)習(xí)策略、年齡、發(fā)展水平、態(tài)度、動(dòng)機(jī)和知識(shí)基礎(chǔ)等)和有關(guān)社會(huì)、政治、文化和周圍環(huán)境等方面知識(shí)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的(如圖1)．PCK能促進(jìn)其它3種知識(shí)的發(fā)展,其它3種知識(shí)也會(huì)影響PCK的獲取．

圖1 學(xué)科教學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)

PCK主要由有關(guān)學(xué)生理解的知識(shí)、有關(guān)課程的知識(shí)、有關(guān)教學(xué)策略的知識(shí)構(gòu)成,解決兩方面的問(wèn)題,一是學(xué)生如何學(xué)習(xí)某學(xué)科知識(shí);二是教師如何教授該學(xué)科的知識(shí)．PCK研究領(lǐng)域的國(guó)際權(quán)威專家,荷蘭萊頓大學(xué)教育學(xué)院院長(zhǎng)揚(yáng)·范德瑞爾教授[3]認(rèn)為:“對(duì)于某主題的教學(xué),PCK是指一位教師能夠意識(shí)到學(xué)生理解什么和無(wú)法理解什么,作為一名教師下一步該怎么辦,應(yīng)該使用怎么樣的教學(xué)策略才是有效的．”從而,教師對(duì)教學(xué)中的每一個(gè)課題都應(yīng)有多樣的教學(xué)手段,并根據(jù)不同情況選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段．PCK就反映優(yōu)秀教師在選擇教學(xué)策略上是游刃有余的,因?yàn)樗麄冎涝谔囟ǖ臅r(shí)刻、某一特定學(xué)生群體,使用什么樣的教學(xué)方法是最有效．在教學(xué)活動(dòng)中,同課異構(gòu)可以透視不同教師的PCK成分,取長(zhǎng)補(bǔ)短,挖掘有助于教師專業(yè)發(fā)展的重要資源．

3 同課異構(gòu)教研模式下物理教師PCK的分析

基于PCK的特征,觀察兩位專家型教師對(duì)“壓強(qiáng)”概念的同課異構(gòu),解讀課堂教學(xué)設(shè)計(jì),在教師講授、師生互動(dòng)和學(xué)生活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)成熟的PCK成分,訪談教師的PCK的獲取途徑,探索豐富物理教師PCK內(nèi)容的策略,為新手教師轉(zhuǎn)型為成熟教師提供參考．

通過(guò)訪談兩位教師,發(fā)現(xiàn)他們對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)該課題前已有知識(shí)的認(rèn)識(shí)上基本一致,主要包括對(duì)學(xué)生已有的前概念,已掌握的科學(xué)方法與基本技能的理解,是教師對(duì)學(xué)情的綜合把握,也是進(jìn)行有效教學(xué)的前提．面對(duì)不同層次的學(xué)生需要采用不同的教學(xué)策略,才能滿足學(xué)生的認(rèn)知需求與學(xué)習(xí)要求．兩位教師對(duì)學(xué)生已掌握的內(nèi)容的認(rèn)識(shí)存在的異同點(diǎn)．共同點(diǎn)包括： (1) 知識(shí)： 重力、彈力、受力分析、力的作用效果、力的三要素、速度、估測(cè)物理量； (2) 方法： 控制變量法、轉(zhuǎn)換法、比值定義法、歸納法； (3) 技能： 作力的示意圖,動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作.

兩位教師對(duì)學(xué)生已有的知識(shí)、已掌握的方法與技能的認(rèn)識(shí)幾乎相同．不同點(diǎn)是師A利用學(xué)生已學(xué)的“二力平衡”與“力的作用是相互的”,開(kāi)展壓力與重力的關(guān)系的教學(xué)活動(dòng),并確立為一個(gè)重難點(diǎn)．通過(guò)“木塊對(duì)斜面的壓力”、“鐵錘對(duì)釘子的壓力”、“物體對(duì)斜面的壓力”三個(gè)實(shí)例,學(xué)生作受力示意圖區(qū)分重力與壓力,進(jìn)而演示電子秤傾斜放置時(shí),物體對(duì)電子秤的壓力變化,證明重力與壓力的不同之處．該部分內(nèi)容師B以課堂反饋的形式,辨析壓力的相關(guān)概念,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)壓力的認(rèn)識(shí)．

此外,兩位教師設(shè)置“壓強(qiáng)”的教學(xué)目標(biāo)基本一致,學(xué)生要掌握的有壓力的概念,在科學(xué)探究過(guò)程中知道影響壓力的作用效果的因素,用比值定義法定義壓強(qiáng),認(rèn)識(shí)單位帕斯卡,感受1 Pa有多大,知道增大與減小壓強(qiáng)的方法,能夠應(yīng)用壓強(qiáng)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題．表1是兩位教師“壓強(qiáng)”教學(xué)的具體流程．

表1 兩位教師的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)流程

3.1 直觀震撼的師生互動(dòng),創(chuàng)設(shè)物理情境

由震撼的師生互動(dòng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)物理情境,師A以讓學(xué)生揭開(kāi)神秘禮物的面紗為背景,展示自制教具釘板,教師演示坐釘板,進(jìn)而學(xué)生體驗(yàn)嘗試．提問(wèn)學(xué)生如果是稀疏的釘板是否還敢嘗試,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;師B采用小游戲讓學(xué)生弄破單個(gè)氣球,學(xué)生集思廣益提出多種方案,提問(wèn)學(xué)生踩在氣球板上(兩塊有機(jī)玻璃板中間夾有16個(gè)氣球),氣球會(huì)爆嗎?挑選班級(jí)體重最大的學(xué)生踩氣球板,觀察氣球是否被踩爆．兩位教師的情境創(chuàng)設(shè)簡(jiǎn)潔生動(dòng),師生間互動(dòng)性強(qiáng),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀震撼,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,自然過(guò)渡到“壓強(qiáng)”的學(xué)習(xí)．

3.2 問(wèn)題驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),引領(lǐng)科學(xué)探究

探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)的科學(xué)探究,兩位教師都準(zhǔn)備相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材供學(xué)生選擇,采用驅(qū)動(dòng)式的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生使用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),突破實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的瓶頸,為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展提供思路,主要設(shè)計(jì)3個(gè)問(wèn)題: (1) 如何顯示壓力的作用效果; (2) 如何保證受力面積不變,改變壓力的大小?(3) 如何保證壓力大小不變,改變受力面積的大小?問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),支撐學(xué)生實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展,保障學(xué)生實(shí)驗(yàn)達(dá)到應(yīng)有的效果．學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)器材,發(fā)揮自己的聰明才智,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),分享學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果,教師規(guī)范陳述實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

3.3 遷移知識(shí)與顯化方法,構(gòu)建壓強(qiáng)概念

在構(gòu)建壓強(qiáng)概念的教學(xué)環(huán)節(jié)存在較大差異,師A簡(jiǎn)單回憶速度的定義,著力顯化比值定義法,形成了教學(xué)過(guò)程的生長(zhǎng)點(diǎn)．以“學(xué)做磚家”的體驗(yàn)活動(dòng),使用實(shí)物板磚擺放創(chuàng)設(shè)3個(gè)情境,比較磚對(duì)桌面的壓強(qiáng)．

情境1:一塊磚、兩塊磚和三塊轉(zhuǎn)平放在桌面，如圖2所示.

圖2

情境2:一塊磚分別平放、橫放和豎放在桌面，如圖3所示.

圖3

情境3:一塊磚、兩塊磚和三塊轉(zhuǎn)豎放在桌面，如圖4所示.

圖4

利用影響壓力的作用效果的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,學(xué)生順利得出情境1和情境2中壓強(qiáng)的大小關(guān)系．進(jìn)而教師提問(wèn)比較情境3的壓強(qiáng)大小,此時(shí)壓力和受力面積均發(fā)生變化,無(wú)法直接比較,需要確立一個(gè)比較的標(biāo)準(zhǔn)．個(gè)別學(xué)生描述比較壓強(qiáng)大小的方法,類似壓強(qiáng)的定義,教師引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確表達(dá)比較壓強(qiáng)大小的方法,順?biāo)浦圻M(jìn)入定義壓強(qiáng)．

師B重演學(xué)生速度概念的建立過(guò)程,為構(gòu)建壓強(qiáng)概念埋下伏筆．為了比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢,采用相同路程比較所用時(shí)間多少和相同時(shí)間比較所行駛路程大小兩種方法,形成引入速度概念的必要性．遷移該知識(shí)點(diǎn)得到比較壓力的作用效果,利用相同受力面積比較壓力的大小定義壓強(qiáng)．經(jīng)過(guò)重憶速度概念的建立來(lái)鋪墊,強(qiáng)調(diào)比值定義法的內(nèi)涵,遷移知識(shí)與方法來(lái)理解壓強(qiáng),得出壓強(qiáng)的計(jì)算公式,了解帕斯卡的物理學(xué)史．

3.4 取材于生活實(shí)際,提升問(wèn)題解決能力

壓強(qiáng)的應(yīng)用主要是增大與減小壓強(qiáng),兩位教師都從生活實(shí)際出發(fā),以圖片展示生活中的典型實(shí)例,以立體的視覺(jué)體驗(yàn)和驚險(xiǎn)的故事情節(jié)為載體,鍛煉學(xué)生的思維能力,形成發(fā)散的思維方式,提高問(wèn)題解決的能力,為終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)．

師A借助某購(gòu)物網(wǎng)站銷售的砍骨頭刀,要求學(xué)生分析該刀為何能夠砍斷堅(jiān)硬的骨頭,解釋手按圖釘中圖釘?shù)臉?gòu)造原理．播放電影片段“零下8 ℃”創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋狗在冰面上營(yíng)救落水者的過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)?

圖5

師B使用教材提供的素材,強(qiáng)調(diào)壓強(qiáng)公式的理解與應(yīng)用,提高學(xué)生的估測(cè)能力．分析載重汽車裝有多個(gè)車輪,壓路機(jī)的碾子的質(zhì)量大等現(xiàn)象的原因,得到改變壓強(qiáng)大小的方法．讓學(xué)生估測(cè)中學(xué)生站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)如圖5,介紹測(cè)量原理、所測(cè)物理量、測(cè)量方法等,讓學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)的誤差,如實(shí)際的鞋底與圖中的鞋印是否相同,實(shí)際壓強(qiáng)偏大還是偏小?高跟鞋與運(yùn)動(dòng)鞋測(cè)出的壓強(qiáng)一樣大嗎?學(xué)生評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案,分析科學(xué)探究的可行性．師B拓展應(yīng)用如果有人掉進(jìn)冰窟窿里,應(yīng)該如何營(yíng)救?

4 PCK視野下物理教師專業(yè)發(fā)展的思考

在同課異構(gòu)的教學(xué)中,兩位專家型教師的有關(guān)學(xué)生理解的知識(shí)、有關(guān)物理課程的知識(shí)和有關(guān)教學(xué)策略的知識(shí)大同小異,從而教學(xué)環(huán)節(jié)存在較多的相似之處．PCK成分的微小差異使得教師在細(xì)節(jié)處理上殊途同歸,達(dá)到異曲同工之妙．同課雖然異構(gòu),但課題主體內(nèi)容的教學(xué)以及對(duì)重難點(diǎn)的把握應(yīng)該是基本一致的,并都獲得應(yīng)有的教學(xué)效果,達(dá)成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)．在教師專業(yè)發(fā)展過(guò)程中,專家型教師PCK存在較多的一致,為物理教師的成長(zhǎng)提供可借鑒的策略．

4.1 實(shí)踐與創(chuàng)新,挖掘?qū)嶒?yàn)的教育功能

兩位教師使用大量的自制教具與取材于生活的日常用品,如師A的“釘板”和板磚,師B的“氣球板”和電子秤,探究壓力的作用效果的影響因素時(shí)沙坑、礦泉水瓶、海綿小桌、水槽等．這些都是教師融入創(chuàng)新理念的體現(xiàn),充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì),挖掘物理實(shí)驗(yàn)的教育功能．物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),動(dòng)手自制教具,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),提升物理教學(xué)效果．

4.2 教研與反思,關(guān)注學(xué)生理解的知識(shí)

有關(guān)學(xué)生理解的知識(shí)是教學(xué)設(shè)計(jì)的重要依據(jù),學(xué)生的已有知識(shí)直接促進(jìn)或限制所學(xué)知識(shí)的理解,通過(guò)教研活動(dòng)和教學(xué)反思可以幫助教師學(xué)習(xí)把握學(xué)生理解的知識(shí)．市、區(qū)和學(xué)校開(kāi)展的教研活動(dòng)如聽(tīng)、評(píng)課等形式,為教師交流對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)搭建平臺(tái),豐富有關(guān)學(xué)生理解的知識(shí)．教師應(yīng)重視課后的教學(xué)反思與學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋,分析教學(xué)中存在的不足,完善課堂的教學(xué)設(shè)計(jì),尋找分析有關(guān)學(xué)生理解的知識(shí)的技巧．

4.3 培訓(xùn)與研修,拓展教師的學(xué)科知識(shí)

浙江省功勛教師、特級(jí)教師吳加澍老師曾提出“教師若要給學(xué)生一杯水,自己要準(zhǔn)備一桶水．”教師對(duì)學(xué)科知識(shí)的正確理解是高效教學(xué)的前提,教師擁有豐富的學(xué)科知識(shí),才能在實(shí)際情況選擇易于學(xué)生理解的內(nèi)容開(kāi)展隨即通達(dá)教學(xué)．在準(zhǔn)備公開(kāi)課過(guò)程中,兩位教師仔細(xì)研讀了初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)、教材與該課題相關(guān)的學(xué)術(shù)論文,并觀看優(yōu)質(zhì)課視頻．有研究者認(rèn)為PCK的一個(gè)重要來(lái)源首先是學(xué)科知識(shí),研究表明教師的學(xué)科知識(shí)與PCK間存在顯著的正相關(guān)．[4]教師專業(yè)發(fā)展過(guò)程中,拓展教師的學(xué)科知識(shí)主要途徑有教師培訓(xùn)與研修,聆聽(tīng)物理專家的講座,借助教師培訓(xùn)的契機(jī),拓寬物理學(xué)科素養(yǎng),形成文獻(xiàn)閱讀的習(xí)慣,充實(shí)自身的學(xué)科專業(yè)知識(shí)．

4.4 整合與發(fā)展,完善教師的教學(xué)策略

在實(shí)踐過(guò)程中整合與發(fā)展,專家型教師具備廣泛的教學(xué)手段,面對(duì)具體情況能夠正確選擇教學(xué)策略,逐步內(nèi)化為本身的教師素養(yǎng)．教師在成長(zhǎng)過(guò)程中,借鑒成功的教學(xué)案例運(yùn)用到教學(xué)過(guò)程,但要根據(jù)實(shí)際的教學(xué)需要,進(jìn)行精細(xì)化的加工處理,體現(xiàn)科學(xué)性、時(shí)代性和有效性．正如“互聯(lián)網(wǎng)+”的迅速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)與教育的深度融合能夠推動(dòng)教育進(jìn)步,提升效率和組織變革,增強(qiáng)教育創(chuàng)新力與生產(chǎn)力[5]．教師的專業(yè)化發(fā)展過(guò)程需要強(qiáng)化信息技術(shù)對(duì)教育創(chuàng)新的支撐,廣泛積累多樣化的教學(xué)策略,為教師專業(yè)發(fā)展提供有力支撐．

1 L S Shulman.Those who understand: Knowledge growth in teaching[J]. Educational Researcher, 1986,15(7),4-14.

2 劉小強(qiáng). 教師專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)與教師教育改革:來(lái)自PCK的啟示[J].外國(guó)中小學(xué)教育,2005(11)：5-8.

3 翟俊卿,王習(xí),廖梁.教師學(xué)科教學(xué)知識(shí)(PCK)的新視界——與揚(yáng)·范德瑞爾教授的對(duì)話[J].教師教育研究,2015(4)：6-10.

4 梁永平.PCK:教師教學(xué)觀念與教學(xué)行為發(fā)展的橋梁性知識(shí)[J].教育科學(xué),2011(5)：54-59.

5 秦虹,張武升.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的本質(zhì)特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)[J].教育研究,2016(6)：8-10.

2016-09-01)

*通訊作者: 南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院,Email: 723538706@qq.com.