物理教師學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK）的研究現(xiàn)狀分析

黃家紅　黃致新

摘 要：教師的學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK）體現(xiàn)著教師專業(yè)化程度，是教師專業(yè)發(fā)展的核心.只有正確理解教師的PCK內(nèi)涵，合理構(gòu)建針對(duì)物理等科學(xué)課程領(lǐng)域教師的PCK，才能有的放矢地提高教師的PCK.本文采用文獻(xiàn)研究法，分析了PCK的內(nèi)涵研究以及科學(xué)課程PCK模型的研究現(xiàn)狀，并對(duì)科學(xué)課程領(lǐng)域PCK的研究現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的差異性進(jìn)行了分析，以促進(jìn)我國(guó)物理教育領(lǐng)域的PCK研究.

關(guān)鍵詞：科學(xué)課程; PCK;理論;研究現(xiàn)狀

文章編號(hào)：1008-4134（2019）13-0010 中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

作者簡(jiǎn)介：黃家紅（1993-），女，海南瓊海人，碩士，研究方向：物理課程與教學(xué)論;

黃致新（1962-），男，湖北漢川人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：物理教育研究.

教師專業(yè)化和專業(yè)化發(fā)展是當(dāng)前教育研究的關(guān)鍵課題.教師專業(yè)化是教育者在教育生涯中，不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，增長(zhǎng)新能力，由一個(gè)新手教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷＜医處煹倪^(guò)程.那么，新手教師和專家教師有何異同？我們?nèi)绾魏饬拷處煹膶I(yè)化程度呢？1986年，Shluman在大量觀察的基礎(chǔ)上，針對(duì)美國(guó)教師培養(yǎng)范式和資格認(rèn)定中存在的問(wèn)題提出了PCK（Pedagogical Content Knowledge）——即學(xué)科教學(xué)知識(shí)這一概念.PCK概念一經(jīng)提出，就引起了教育界的廣泛關(guān)注和重點(diǎn)研究.

1 關(guān)于PCK的內(nèi)涵研究

Shluman最初認(rèn)為PCK是學(xué)科重要內(nèi)容知識(shí)的一部分，是“教師將自己學(xué)科領(lǐng)域的課題，用最有效的表征、類比、插圖、舉例和解釋加以組織和呈現(xiàn)，讓學(xué)生得以理解的知識(shí)” [1].而在1987年的文章中他改變了這一觀點(diǎn)[2]，指出PCK和內(nèi)容知識(shí)等其他六種知識(shí)都是教師的基礎(chǔ)知識(shí).在論文中，他將PCK重新定義為教師“將內(nèi)容與教育知識(shí)融合到具體的課題、問(wèn)題中去，將這些內(nèi)容組織、呈現(xiàn)、調(diào)整以適應(yīng)興趣和能力不同的學(xué)習(xí)者的知識(shí).”總而言之， PCK就是教師在理解學(xué)生的基礎(chǔ)上，用恰當(dāng)?shù)姆绞綄W(xué)科中的特定主題內(nèi)容表征出來(lái)的知識(shí).它是學(xué)科專家與教師的區(qū)別之所在，是教師所有基礎(chǔ)知識(shí)中最特別也最重要的.而教師的PCK由什么構(gòu)成呢？Shluman明確指出，對(duì)內(nèi)容的表征、對(duì)學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)的理解和有效的教學(xué)策略構(gòu)成了PCK.

Shluman的觀點(diǎn)引起了廣泛爭(zhēng)議，許多學(xué)者開(kāi)始投入PCK的概念與內(nèi)涵研究工作.有學(xué)者試圖通過(guò)修改Shluman的定義來(lái)重新定義PCK.例如：Cater（1990）提出PCK是教師對(duì)學(xué)科重要知識(shí)的理解和教師將這些知識(shí)轉(zhuǎn)化成課堂事件的知識(shí)[3];Cochran等人（1993）定義PCK為“在學(xué)校背景下，教師如何將自身的教育學(xué)知識(shí)和學(xué)科重要知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，教給特定學(xué)生的知識(shí)” [4].Cochran強(qiáng)調(diào)，教師的PCK受各種教學(xué)情境等宏觀因素的影響，是個(gè)動(dòng)態(tài)建構(gòu)的過(guò)程.雖然至今仍沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的PCK界定，但在這些紛繁復(fù)雜的定義背后，“為了教學(xué)將學(xué)科內(nèi)容知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化”卻始終是PCK內(nèi)涵的核心部分.

另外一種將PCK概念化的普遍方法是確定PCK有哪些組成成分，并把PCK視作這些成分的集合，也就是研究PCK的構(gòu)成.例如：Marks（1990）拓展了Shluman的PCK概念[5]，認(rèn)為PCK包括學(xué)科重要知識(shí)和對(duì)教學(xué)媒介的知識(shí);Grossman（1990）提出PCK由四個(gè)要素構(gòu)成[6]：（1）學(xué)科教學(xué)定位，即涉及一門學(xué)科在不同年級(jí)水平上的教學(xué)目的和目標(biāo)、學(xué)科教學(xué)的性質(zhì)、學(xué)科內(nèi)容的學(xué)習(xí)價(jià)值這些方面的知識(shí);（2）學(xué)生理解的知識(shí)，即教師對(duì)學(xué)生已有知識(shí)基礎(chǔ)、可能存在的誤解和相應(yīng)解決對(duì)策的認(rèn)識(shí)方面的知識(shí);（3）課程知識(shí)，即教師對(duì)所教課程有關(guān)的教材和其他教學(xué)資源的理解情況方面的知識(shí);（4）教學(xué)策略知識(shí)，教師應(yīng)掌握不同主題應(yīng)采用的教學(xué)策略和表征方式;Gess-Newsome（1999）提出了PCK的“整合模型”和“轉(zhuǎn)化模型”[7]. “整合模型”認(rèn)為PCK類似于混合物，是學(xué)科知識(shí)、教學(xué)知識(shí)和情境知識(shí)各種知識(shí)交織而成的知識(shí)庫(kù);“轉(zhuǎn)化模型”認(rèn)為PCK類似于“化合物”，它同樣源于學(xué)科知識(shí)、教學(xué)知識(shí)、情境知識(shí)，但它并不是知識(shí)的簡(jiǎn)單提取，而是教師這三者知識(shí)轉(zhuǎn)換后形成的一種有效教學(xué)必備的知識(shí);Veal和Makinster（1999）將PCK的層次和水平分為四類[8]：一般的PCK、特定學(xué)科的PCK、特定領(lǐng)域的PCK和特定主題的PCK（Topic-specific PCK，簡(jiǎn)稱TSPCK），其中TSPCK是最特別的.雖然Veal和Makinster對(duì)PCK的屬性做了很好的分類，但是對(duì)各個(gè)維度PCK的闡釋和理解不足，如未闡明特定領(lǐng)域的PCK含義以及特定領(lǐng)域PCK和特定學(xué)科PCK二者的差別.

PCK的內(nèi)涵非常復(fù)雜，往往需要將其置于各種背景要素之中去理解.這一領(lǐng)域的最新研究是Gess-Newsome（2015）提出的新模型[9]，如圖1所示.該模型著重研究特定主題這一層面的PCK.蓋斯紐森將PCK定義為特定主題的專業(yè)知識(shí)、技能和執(zhí)行，并提出特定主題的專業(yè)知識(shí)（Topic-specific professional knowledge，簡(jiǎn)稱TSPK）這一概念，著重區(qū)分TSPCK和TSPK.TSPK由學(xué)習(xí)者已有知識(shí)、課程特點(diǎn)、學(xué)生的理解難點(diǎn)、表征和類比、概念教學(xué)策略構(gòu)成，它和TSPCK有許多重疊之處，但它更多的是一種標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)而非行為實(shí)踐.TSPK通過(guò)教師信念、先前知識(shí)和情境等一系列的放大器與過(guò)濾器和課堂實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，課堂實(shí)踐再通過(guò)放大器和過(guò)濾器作用于學(xué)生成就.在課堂教學(xué)行為和其他各種因素的相互作用中，個(gè)體建構(gòu)起自身的PCK知識(shí)庫(kù)和PCK技能.這里的PCK基本構(gòu)成（如學(xué)生知識(shí)、教學(xué)策略的知識(shí)）與前述學(xué)者的研究并無(wú)太大差異，不同之處在于此處“教學(xué)定位和信念”不是教師PCK的一部分，它獨(dú)立于PCK之外，是將知識(shí)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化為PCK和課堂實(shí)踐的放大器和過(guò)濾器之一.

2 物理等科學(xué)課程領(lǐng)域的PCK研究

具體到科學(xué)領(lǐng)域，Magnusson（1999）基于Grossman和Tamir的研究，總結(jié)出了科學(xué)教師的PCK模型[10]，如圖2所示.他認(rèn)為PCK由五部分組成，即：（1）科學(xué)教學(xué)定位：這是教師關(guān)于特定年級(jí)水平上的科學(xué)教學(xué)目的、目標(biāo)認(rèn)識(shí)方面的知識(shí);（2）科學(xué)課程知識(shí)：教師應(yīng)該知道課程目的和目標(biāo)，掌握各個(gè)主題和年級(jí)知識(shí)之間的橫向和縱向聯(lián)系，以及了解所教主題相關(guān)的課程項(xiàng)目;（3）關(guān)于學(xué)生對(duì)科學(xué)理解的知識(shí)：教師需要知道學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)，其中包括學(xué)生的迷思概念;（4）科學(xué)教學(xué)策略知識(shí)：教師需要掌握特定學(xué)科的相應(yīng)教學(xué)策略（如物理概念課和規(guī)律課的一般教學(xué)策略）和特定主題的教學(xué)策略（如引入加速度概念可以用到“類比法”）;（5）科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)知識(shí)：解決的是評(píng)價(jià)什么、如何評(píng)價(jià)這兩個(gè)問(wèn)題.其中，教師的科學(xué)教學(xué)定位知識(shí)影響著課堂教學(xué)的內(nèi)容、方法和評(píng)價(jià)形式，即科學(xué)教學(xué)定位對(duì)其他四種PCK構(gòu)成起著統(tǒng)領(lǐng)和決定性作用.

Magnusson（1999）的科學(xué)課程教師PCK構(gòu)成模型對(duì)后來(lái)的PCK模型構(gòu)建有著深遠(yuǎn)影響，后來(lái)還有許多學(xué)者在此基礎(chǔ)上提出不同的觀點(diǎn)，但PCK總體框架沒(méi)有發(fā)生太大變化.Magnusson的PCK模型基本理念在于PCK是一種由多種知識(shí)匯集而成的融合型知識(shí)，模型中PCK與PCK各個(gè)成分之間的關(guān)系是線性的.它存在兩大爭(zhēng)議：第一，教師的科學(xué)教學(xué)取向是否真的對(duì)其他四種PCK成分起統(tǒng)領(lǐng)作用？這并沒(méi)有令人信服的依據(jù).而Mansour（2013）在埃及職前教師研究中還發(fā)現(xiàn)教師的思想信念和教師實(shí)踐的不一致性，傳統(tǒng)型的教師的確偏向教師中心，但建構(gòu)主義取向的教師并不總以學(xué)生為中心;第二，PCK各個(gè)組成部分之間有沒(méi)有相互聯(lián)系呢？為此，Park和Oliver（2008）又提出了科學(xué)教師PCK結(jié)構(gòu)的五邊形模型[11]，如圖3所示.該模型延續(xù)了Magnusson模型的基本結(jié)構(gòu)，而又強(qiáng)調(diào)了這五種基本構(gòu)成成分之間的相互作用.Friedrichsen（2009）也關(guān)注科學(xué)教學(xué)定位的作用并提出了科學(xué)課程教師的PCK模型[12]，該P(yáng)CK模型的構(gòu)成框架仍是Magnusson的五要素模型，但此處科學(xué)教學(xué)定位是滲透在教師的整個(gè)PCK構(gòu)成之中的.科學(xué)教學(xué)定位深刻影響著課程知識(shí)、學(xué)習(xí)者知識(shí)、教學(xué)策略知識(shí)與評(píng)價(jià)知識(shí)，但這又不是單純的決定性作用.另外，雖然不同的學(xué)者都提到了“科學(xué)教學(xué)定位”的重要性，但他們對(duì)“教學(xué)定位”的具體定義是不同的.比如Grossman認(rèn)為它是“特定年級(jí)水平上的教學(xué)目的和目標(biāo)的知識(shí)”，而Magnusson認(rèn)為它是“看待科學(xué)教學(xué)的一般方法”，前者將其視為知識(shí)，后者更多將其視作過(guò)程.Friedrichsen（2011）認(rèn)為此前的研究對(duì)科學(xué)教學(xué)定位或是取向的描述太模糊[13]，他用將科學(xué)教學(xué)定位分不同維度的方法重新定義了科學(xué)教學(xué)取向，將其分成關(guān)于科學(xué)教學(xué)目的/目標(biāo)的信念、關(guān)于科學(xué)教學(xué)的信念、關(guān)于科學(xué)（本質(zhì)）的信念，這一定義更清晰具體，可操作性更強(qiáng).

總之，在科學(xué)領(lǐng)域，學(xué)者普遍贊同科學(xué)課程教師的PCK由課程知識(shí)、學(xué)生的知識(shí)、教學(xué)策略知識(shí)以及評(píng)價(jià)知識(shí)構(gòu)成，而科學(xué)教學(xué)的總體定位不管是作為PCK的一部分，還是獨(dú)立結(jié)構(gòu)，不可否認(rèn)都對(duì)教師的PCK有著很大的影響.在這些不同的模型界定之中，教師關(guān)于科學(xué)內(nèi)容理解的知識(shí)、關(guān)于學(xué)生理解的知識(shí)和教學(xué)策略的知識(shí)始終是科學(xué)課程教師PCK的核心.

3 國(guó)外科學(xué)課程領(lǐng)域PCK理論研究現(xiàn)狀分析

PCK發(fā)展至今約三十年，在PCK內(nèi)涵、模型等研究上有了很大的進(jìn)展，但仍存在許多亟待解決的問(wèn)題.因而近幾年，國(guó)外對(duì)科學(xué)課程教師的PCK理論研究仍在繼續(xù).筆者發(fā)現(xiàn)，這主要分為兩條線路：一是立足實(shí)際與認(rèn)知心理學(xué)理論，利用歸納法，建立更加完善的PCK模型.如Magnusson、Park的PCK 模型的提出;另一方面則是在實(shí)證研究中探究PCK結(jié)構(gòu)中各成分之間的相互關(guān)系，修正理論的同時(shí)著力尋找提高教師PCK的路徑.

例如，Park和Chen（2012）通過(guò)研究描繪出了四名生物教師PCK圖譜，總結(jié)出PCK各組成成分之間的相互作用情況 [14]：（1）學(xué)生理解和教學(xué)策略與表征的知識(shí)與其他成分聯(lián)系最頻繁，處在PCK的中心位置;（2）課程知識(shí)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)知識(shí)則與其他成分沒(méi)有較多的相互作用，但若是存在這種相互作用，評(píng)價(jià)知識(shí)和學(xué)生知識(shí)、教學(xué)策略與表征的知識(shí)聯(lián)系會(huì)更緊密;（3）說(shuō)教式的科學(xué)教學(xué)定位會(huì)左右教學(xué)策略與表征的知識(shí)，阻斷其與其他成分的相互作用.此研究完善了Park此前提出的五邊形結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)識(shí).

Mavhunga和Rollnick（2015）研究了16名南非職前化學(xué)教師的科學(xué)教師信念和特定主題的PCK的關(guān)系[15].研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)大多數(shù)教師來(lái)說(shuō)，特定主題PCK的發(fā)展與學(xué)習(xí)者為中心的信念有關(guān);但是這種轉(zhuǎn)變不是對(duì)誰(shuí)都這么明顯，有些教師的PCK發(fā)展并未能從“學(xué)習(xí)者為中心”的信念中轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái).

Betu Demirdogen（2016）研究了8個(gè)職前物理教師的科學(xué)教育總體取向與PCK其他成分之間的相互作用情況并建立了一個(gè)橢圓模型[16].如圖4所示，模型外部是Friedrichsen提出的科學(xué)教育總體定位的三個(gè)成分：關(guān)于科學(xué)教學(xué)目的/目標(biāo)的信念、關(guān)于科學(xué)教學(xué)的信念、關(guān)于科學(xué)（本質(zhì)）的信念;內(nèi)部是PCK的各個(gè)成分：課程知識(shí)、學(xué)習(xí)者的知識(shí)、教學(xué)策略知識(shí)和評(píng)價(jià)知識(shí).外面的雙箭頭代表定位之間的本質(zhì)聯(lián)系，橢圓內(nèi)表示PCK各個(gè)成分間的相互影響，“反思”在圖中位于內(nèi)外橢圓各成分之間，表明反思可激起教學(xué)定位和PCK各個(gè)成分之間的相互作用.但不同的教學(xué)定位對(duì)PCK的促進(jìn)作用不一，實(shí)證研究的結(jié)果表明科學(xué)教學(xué)定位中的“關(guān)于科學(xué)教學(xué)目的/目標(biāo)的信念”這一成分很大程度上決定著教師的PCK面貌，這是對(duì)科學(xué)教學(xué)定位的統(tǒng)領(lǐng)性作用本質(zhì)的一種深化.因而作者指出，提高教師的PCK并不意味著需要在各個(gè)PCK構(gòu)成上平均發(fā)力，而是主抓一些對(duì)PCK整體影響最大的因素，如樹(shù)立一種改革取向的科學(xué)教育目的觀.持改革理念的教師會(huì)更關(guān)注學(xué)生，會(huì)積極地尋找合適的教學(xué)策略與評(píng)價(jià)方式改善教學(xué)，在教師課程中PCK的發(fā)展比傳統(tǒng)取向的教師更明顯.

4 國(guó)外相關(guān)研究對(duì)我們的啟示

PCK國(guó)內(nèi)研究最早的是華東師大博士白益民.早期研究側(cè)重于梳理國(guó)外研究成果，探討PCK的內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)、特征及演變.如袁維新（2005）闡釋了學(xué)科教學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵[17]，并根據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)總結(jié)出PCK的特征：建構(gòu)性、整合性和轉(zhuǎn)化性，指出PCK發(fā)展的兩條基本路徑——教師個(gè)體自主構(gòu)建和學(xué)習(xí)共同體構(gòu)建;楊彩霞（2006）提出，教師PCK是“教師關(guān)于如何將自己所知道的學(xué)科內(nèi)容以學(xué)生易理解的方式加工、轉(zhuǎn)化給學(xué)生的知識(shí)” [18];李偉勝 （2009）指出PCK的定位在于“學(xué)科知識(shí)”與“一般教育知識(shí)”之間的交叉之處[19]， 而PCK的核心內(nèi)涵在于將學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生可學(xué)的形式.科學(xué)教育領(lǐng)域，蔡鐵權(quán)，陳麗華（2010）在總結(jié)PCK核心內(nèi)涵的基礎(chǔ)上指出組成科學(xué)教師的PCK包括科學(xué)課程知識(shí)、學(xué)習(xí)者知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)、科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)知識(shí)等[20]，科學(xué)教師的教材知識(shí)、教學(xué)知識(shí)和情境知識(shí)會(huì)影響PCK的發(fā)展;梁永平（2012）總結(jié)了Shluman、Grossman和Cochran等學(xué)者就PCK結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)[21]，結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)提出了化學(xué)學(xué)科的PCK構(gòu)成：基于化學(xué)理解的化學(xué)學(xué)科知識(shí);關(guān)于學(xué)生理解化學(xué)的知識(shí);關(guān)于化學(xué)課程的知識(shí);化學(xué)特定課題的教學(xué)策略及表征的知識(shí).可見(jiàn)，無(wú)論是一般層面上還是科學(xué)領(lǐng)域，PCK的理論研究方式主要都是在對(duì)國(guó)外研究成果述評(píng)基礎(chǔ)上提出自己的見(jiàn)解，創(chuàng)新力度欠缺，與實(shí)證研究的結(jié)合度不夠.

而近幾年，隨著教師專業(yè)化日益受重視，PCK也成為一個(gè)很重要的教育研究熱點(diǎn).科學(xué)領(lǐng)域——物理、化學(xué)、生物等學(xué)科的研究，尤其是實(shí)證研究得到了很大發(fā)展，但在理論研究?jī)?nèi)容和方法上還稍顯單一.理論模型的研究是開(kāi)發(fā)PCK測(cè)量工具、確定評(píng)價(jià)指標(biāo)和提升教師PCK的基礎(chǔ)，其重要性不可小覷.國(guó)外科學(xué)課程教師PCK的理論研究工作對(duì)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)的PCK理論建設(shè)有很大的啟示意義.

4.1 重視理論研究，加強(qiáng)理論研究與實(shí)證研究的結(jié)合

教育現(xiàn)代化急需建設(shè)一批高質(zhì)量的教師隊(duì)伍，提高教師質(zhì)量，促進(jìn)教師的專業(yè)化.PCK理論可以提供一個(gè)評(píng)估教師專業(yè)知識(shí)的有力框架.而若想發(fā)揮PCK的理論優(yōu)勢(shì)，必先更深入地去認(rèn)識(shí)教師的學(xué)科教學(xué)知識(shí).國(guó)外PCK理論研究的一大特點(diǎn)就是結(jié)合實(shí)證研究進(jìn)行，在實(shí)踐中檢驗(yàn)和深化理論.在真實(shí)情境中開(kāi)展的實(shí)證研究中發(fā)展起來(lái)的理論才更有現(xiàn)實(shí)意義，更能迸發(fā)出蓬勃的生命力.

4.2 注重研究結(jié)論對(duì)教師專業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)和指導(dǎo)

PCK理論回答了教師“教什么”“怎么教”“為何教”等問(wèn)題，它指導(dǎo)著教師的教學(xué)活動(dòng)并深深地影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)成就.通過(guò)理論研究，探討PCK的本質(zhì)、內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)、構(gòu)建方式等內(nèi)容，可以尋找促進(jìn)教師PCK發(fā)展的最有效路徑.為了促進(jìn)教師發(fā)展，我們要引導(dǎo)教師樹(shù)立以學(xué)生為中心的教學(xué)取向，在教學(xué)中全方位地考慮課程、學(xué)生、評(píng)價(jià)之間的關(guān)聯(lián);要引導(dǎo)教師提高自身知識(shí)修養(yǎng)，多進(jìn)行教學(xué)反思，從而彌合教師的教學(xué)信念與學(xué)生學(xué)習(xí)之間的差距，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的有效學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

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（收稿日期：2019-04-01）