新高考背景下化學(xué)教師TPACK的提升
——以“微課”為例

魯 瑤，吳一微，夏新泉

(湖北師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，湖北 黃石 435002)

0 引言

2014年9月3日，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見》(以下簡(jiǎn)稱《實(shí)施意見》)的指導(dǎo)文件，新一輪的高考改革是自恢復(fù)高考制度以來最為全面深入的一次，并已在上海、浙江省先一步實(shí)施，以便為其他省的改革提供經(jīng)驗(yàn)，《實(shí)施意見》指出高中課程不再分文理科，而是固定三門主要科目：語文、數(shù)學(xué)、英語，其余的六門科目：物理、化學(xué)、生物、政治、歷史、地理，按照學(xué)生的特長(zhǎng)和興趣選擇三門作為自選高考科目，形成新型“3+3”模式。2018年湖北、重慶、湖南等17個(gè)省份相繼進(jìn)入高考改革的大軍，湖北省2018年9月份的新一屆學(xué)生已迎來新一輪高考改革的巨輪[1]。

2019年4月湖北省根據(jù)現(xiàn)有高考模式和基礎(chǔ)教育水平、高等教育和學(xué)科專業(yè)布局等因素因地制宜地制定高考綜合改革實(shí)施方案，推出來“3+1+2”的模式。如圖1所示，該模式指全國(guó)統(tǒng)一高考的語文、數(shù)學(xué)、外語3門科，每科滿分150分，總分450分，各科以原始分?jǐn)?shù)計(jì)入考生的總成績(jī)中。在學(xué)業(yè)水平考試中選擇性考試的科目中，考生須在物理、歷史2門首選科目中選擇1門以原始分?jǐn)?shù)計(jì)入到考生總成績(jī)中，滿分100分；在政治、地理、化學(xué)以及生物這四門學(xué)科中再選擇2門科目按照等級(jí)計(jì)分計(jì)入到考生的總成績(jī)里，每科滿分100分[2]。學(xué)校將根據(jù)學(xué)生選擇科目的不同來安排固定班級(jí)教學(xué)，因此，“分科班制”給學(xué)校和教師帶來了教學(xué)及管理上的難題，為了解決這一難題，急需現(xiàn)代教育信息技術(shù)的支持，這也符合國(guó)家教育戰(zhàn)略需求。早在2010年，國(guó)家教育部頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展綱要(2010～2020)》中對(duì)教育領(lǐng)域工作者提出了“加快教育信息化進(jìn)程”的要求。教師是新高考改革的實(shí)施者和執(zhí)行者，對(duì)改革的成效影響極其深遠(yuǎn)，未來不僅要求他們具備堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識(shí)，更需要他們?cè)诮虒W(xué)過程中熟練地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)。

整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge)在2005年由美國(guó)學(xué)者Punya Mishra和Matthew J.Koehler首次提出[3]。TPACK是指根據(jù)具體的學(xué)科知識(shí)，在一定的教學(xué)背景下結(jié)合自身的教學(xué)知識(shí)運(yùn)用信息手段融合在一起達(dá)成教學(xué)目標(biāo)?；谖覈?guó)目前對(duì)TPACK的研究表明，TPACK知識(shí)框架對(duì)于教育信息技術(shù)與學(xué)科的融合為提高教學(xué)效果、質(zhì)量有著重要的價(jià)值[4]?；瘜W(xué)學(xué)科特點(diǎn)決定了它是一門實(shí)驗(yàn)探究為主的學(xué)科，利用現(xiàn)代教育信息技術(shù)整合化學(xué)專業(yè)知識(shí)尤為重要，例如：有些實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)教育階段學(xué)生無法完成或者存在一定危險(xiǎn)，這就需要利用現(xiàn)代教育信息技術(shù)把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、過程和結(jié)果直觀呈現(xiàn)給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣并提高教學(xué)效果[5]。

圖1 湖北省“3+1+2”分科模式

基于以上考慮，本文研究目的是：在當(dāng)前新高考改革模式下，調(diào)研了兩所湖北省重點(diǎn)高中生對(duì)6門學(xué)科的選修情況，以微課為例淺議化學(xué)教師提高自身的TPACK能力的迫切性及化學(xué)教師如何針對(duì)化學(xué)學(xué)科提高TPACK能力的措施及建議。

1 研究對(duì)象

選取兩所在湖北省知名的重點(diǎn)高中高二年級(jí)學(xué)生作為調(diào)查對(duì)象，兩所重點(diǎn)高中分別為湖北省黃石市黃石二中以及湖北省荊門市龍泉中學(xué)。

2 調(diào)查結(jié)果

各地市和各高中根據(jù)大學(xué)專業(yè)招錄人數(shù)比以及科目限制要求等，再依照《湖北省高考綜合改革實(shí)施方案》推出不同學(xué)科組合，每個(gè)高中會(huì)有不同的組合，所以組成了許多與化學(xué)學(xué)科相結(jié)合的組合。比較這兩所學(xué)校學(xué)科組合情況以及選科人數(shù)，綜合兩所學(xué)校選擇化學(xué)的人數(shù)對(duì)化學(xué)教師的TPACK能力的提升提出要求。首先調(diào)查了湖北省黃石市黃石二中，學(xué)科組合分為：物化生、物化地、物化政、物生地、史政地、史政化、史生化、史生政這八種組合，其中選擇化學(xué)的組合有五種，占全部組合的62.5%.黃石二中高二年級(jí)總?cè)藬?shù)為970人，選擇化學(xué)人數(shù)為750人，占比77.32%.其次調(diào)查了湖北省荊門市龍泉中學(xué)，學(xué)科組合為：物化生、物化政、物化地、物生政、物生地、史生政、史化生、史政地這八種組合，其中選擇化學(xué)的組合有4種，占比為50%.龍泉中學(xué)高二年級(jí)總?cè)藬?shù)為1323人，選擇化學(xué)人數(shù)為898人，占比67.88%.與新聞報(bào)道的已經(jīng)實(shí)行新高考改革的上海市對(duì)科目選擇的調(diào)查大致一致，調(diào)查發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生選擇了化學(xué)這門學(xué)科，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能如下：1)有很多識(shí)記的符號(hào)、方程式，規(guī)律性強(qiáng)；2)化學(xué)覆蓋面廣，大學(xué)專業(yè)限制小，選擇余地大；3)化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)決定了它是一門實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、操作性強(qiáng)以及創(chuàng)新性高的學(xué)科，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心。因此對(duì)化學(xué)教師的需求將增多，同時(shí)對(duì)化學(xué)教師的教學(xué)水平也相應(yīng)的提高要求，應(yīng)對(duì)該情況的出現(xiàn)，提高自身的TPACK水平成為了化學(xué)教師首當(dāng)其沖的任務(wù)。

3 新高考背景下化學(xué)教師TPACK提升的重要性

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代，順應(yīng)新高考改革的潮流，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已經(jīng)越來越深入地滲透進(jìn)基礎(chǔ)教育，成為中學(xué)課堂不可缺少的教學(xué)手段，新高考改革下的“3+1+2”分科制教學(xué)、教學(xué)管理模式等尤其需要，比如：微課、課件制作、新型手持技術(shù)、實(shí)景課堂、慕課等。因此，中學(xué)化學(xué)教師提升他們的TPACK能力顯得尤為的重要。下面以微課為例闡釋化學(xué)教師在新高考改革下提升TPACK能力的重要性。

3.1 提高化學(xué)教師的微課制作能力使教學(xué)系統(tǒng)化

微課顧名思義是一種微型的課程，在許多文獻(xiàn)中可知對(duì)微課的定義有所不同，但廣義定義為微課是一個(gè)將主要內(nèi)容濃縮在8～10min內(nèi)的微型課程。

微課制作的過程中需要確定教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)目標(biāo)的前提需要了解教學(xué)對(duì)象的知識(shí)水平，這樣才能針對(duì)性地制作好一個(gè)微課。如圖2以微課為中心的教與學(xué)模式所示，以翻轉(zhuǎn)課堂模式為基礎(chǔ)，課前微課可以使學(xué)生提前預(yù)習(xí)，并且可在微課中插入問題，對(duì)學(xué)生做一個(gè)前測(cè)，看學(xué)生在沒有上新課之前對(duì)知識(shí)的了解程度。課后微課可以使學(xué)生鞏固知識(shí)，同樣在微課中插入問題，以檢測(cè)學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的掌握程度，起到反饋?zhàn)饔?，這樣對(duì)化學(xué)教師以反思作用，進(jìn)而改進(jìn)自己的教學(xué)設(shè)計(jì)和微課設(shè)計(jì)。同時(shí)以對(duì)分課堂的模式使學(xué)生在課前搜集問題，課堂上提出問題進(jìn)行討論，可在課堂中解決問題，為教師節(jié)約時(shí)間并提高了學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)了學(xué)生的參與性。

圖2 以微課為中心的教與學(xué)模式

3.2 微課中的實(shí)驗(yàn)視頻使實(shí)驗(yàn)教學(xué)可視化

化學(xué)學(xué)科是由前人通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論而形成的學(xué)科科學(xué)，而課本中有些實(shí)驗(yàn)成功率較低，或者實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性較大，不方便作為演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課堂教學(xué)，則可以將實(shí)驗(yàn)視頻植入在微課中方便學(xué)生觀看學(xué)習(xí)。同時(shí)可以在上實(shí)驗(yàn)課之前讓學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課，讓學(xué)生提前了解實(shí)驗(yàn)所需要的藥品和實(shí)驗(yàn)儀器，這樣使化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)更井然有序，有條不紊。

例如：人教版化學(xué)課本必修二中有機(jī)化學(xué)第一章第一節(jié)的內(nèi)容，甲烷與氯氣的取代反應(yīng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，按照課本上的實(shí)驗(yàn)步驟會(huì)存在成功率低、耗費(fèi)時(shí)間久、氯氣泄漏有毒等因素[6]。許多教師會(huì)因此放棄該演示實(shí)驗(yàn)，這樣導(dǎo)致學(xué)生根本無法直觀體會(huì)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性也無法從實(shí)驗(yàn)中感受到化學(xué)的魅力。在甲烷與氯氣的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是該實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)，在甲烷與氯氣的取代反應(yīng)中存在著同時(shí)進(jìn)行的四種反應(yīng)，這四種反應(yīng)分別是：

圖3 氯氣與甲烷實(shí)驗(yàn)反應(yīng)過程圖

這四種反應(yīng)是甲烷與氯氣在光照時(shí)才能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，且為連續(xù)反應(yīng)。氯氣與甲烷實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：試管內(nèi)氣體黃綠色逐漸變淺，試管中有少量白霧生成，試管內(nèi)液面上升，水槽中會(huì)有固體析出。甲烷這一小節(jié)中有許多甲烷與氯氣實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的題目，許多學(xué)生對(duì)于此類題目沒有判斷是因?yàn)樗麄儾磺宄?shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過程，所以化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生而言是十分重要的。類似于這種實(shí)驗(yàn)，如果教師無法做演示實(shí)驗(yàn)，教師可以挑選實(shí)驗(yàn)視頻剪輯到自己的小型微課中，在課堂上播放微課讓學(xué)生們都參與其中，可以即時(shí)地討論實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這樣的集體合作和集體觀看微課更能促使學(xué)生們對(duì)化學(xué)學(xué)科產(chǎn)生濃厚的興趣。

3.3 微課中的動(dòng)畫使概念教學(xué)情境化

化學(xué)一般是在分子、原子及離子這樣的微觀層面發(fā)生的反應(yīng)變化，較為抽象。許多學(xué)生難以理解，如在學(xué)習(xí)離子反應(yīng)和原電池的反應(yīng)機(jī)理時(shí)，可以利用制作動(dòng)畫微課使其宏觀可見，便于理解。用動(dòng)畫的方式模擬離子與離子之間的反應(yīng)和原電池正負(fù)極發(fā)生的電子偏移等，將類似這樣的動(dòng)畫植入微課中，利于學(xué)生更好理解知識(shí)難點(diǎn)[7]，同時(shí)也增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.4 微課中的實(shí)景課堂使化學(xué)知識(shí)生活化

學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的時(shí)候總覺得理論知識(shí)枯燥乏味，但若與生活實(shí)際相結(jié)合，學(xué)生們會(huì)得到強(qiáng)烈的知識(shí)反饋，更加直觀地利用所學(xué)知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)生活中?！皩?shí)景課堂”可帶領(lǐng)著學(xué)生直接感受情境，融入真實(shí)的生產(chǎn)生活中，更主觀感受化學(xué)學(xué)科在生產(chǎn)生活中的地位以及作用?！皩?shí)景課堂”是利用現(xiàn)代通訊技術(shù)使與學(xué)科相關(guān)的工廠、企業(yè)、景點(diǎn)等真實(shí)景觀和真實(shí)運(yùn)作態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)傳輸給教師里的學(xué)生們，再將學(xué)生們的反饋實(shí)時(shí)傳輸給主講人，這樣構(gòu)成了一個(gè)實(shí)時(shí)互動(dòng)的一種微型課堂教學(xué)模式。這樣可以替代實(shí)地研學(xué)，解決掉距離遠(yuǎn)以及時(shí)間、環(huán)境等實(shí)際問題，讓學(xué)生們不用浪費(fèi)時(shí)間在路上就能清楚直觀地觀看到化學(xué)工廠的實(shí)際情況，并且解決了在實(shí)地?zé)o法使所有學(xué)生都能聽見主講人講述的問題。

例如：人教版化學(xué)必修一第四章無機(jī)化合物第四節(jié)氨，我們?cè)谡n本中學(xué)習(xí)到的是合成氨的方程式，對(duì)于學(xué)生們而言只知道合成氨是氫氣與氮?dú)庠诟邷馗邏合路磻?yīng)生成氨氣，可在實(shí)際應(yīng)用上他們并不了解。所以利用實(shí)景課堂這一互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式，可以帶領(lǐng)著學(xué)生們直觀感受化工廠中合成氨的工藝流程以及氨的用途，讓學(xué)生全方位和系統(tǒng)化的了解氨的知識(shí)點(diǎn)，這樣從視覺上以及生活生產(chǎn)上更能深入了解化學(xué)知識(shí)[8]。不僅僅是合成氨，水廠、酒廠、石化等很多工廠和企業(yè)，這些實(shí)體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)都與化學(xué)學(xué)科有著緊密聯(lián)系，化學(xué)不僅僅是一門理論知識(shí)，更是推動(dòng)我們社會(huì)發(fā)展不可或缺的科學(xué)。

4 新高考背景下化學(xué)教師TPACK提升的措施及建議

新高考改革的模式下基于TPACK理論，教師提高信息化教學(xué)是相當(dāng)必要的，既方便教學(xué)又方便管理。首先要改變教師的傳統(tǒng)教學(xué)觀念，其次是加強(qiáng)微課制作的能力，再者學(xué)校應(yīng)給予教師相應(yīng)的支持，最后應(yīng)設(shè)立專門的微課教學(xué)平臺(tái)供給學(xué)生和教師學(xué)習(xí)。這樣提高了教師自身的專業(yè)素養(yǎng)的同時(shí)又提高了教學(xué)的效率，對(duì)教師和學(xué)生而言都具有促進(jìn)作用。

4.1 化學(xué)教師教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變

現(xiàn)中國(guó)還處于應(yīng)試教育的大環(huán)境中，許多化學(xué)教師的教學(xué)觀念沒有改變。但是在新高考改革的形式下，化學(xué)教師的教學(xué)觀念必然要隨政策的改變而改變。不光是專業(yè)知識(shí)上要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，更要在教學(xué)技能上得到提升，最后要利用現(xiàn)代信息技術(shù)將這些融合在微課教學(xué)中。所以化學(xué)教師要緊隨時(shí)代的步伐，將自己TPACK能力提升，為自身的職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

4.2 強(qiáng)化微課制作能力

新高考改革后，信息技術(shù)應(yīng)用更為普遍。微課涵蓋的網(wǎng)絡(luò)操作能力較多，如PPT的制作，視頻的剪輯，信息的搜集能力等,更能促使化學(xué)教師TK(即技術(shù)知識(shí))的提升。在微課設(shè)計(jì)過程中，提前了解學(xué)生的知識(shí)水平，制定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式以及設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)等，提升了化學(xué)教師PK(即教學(xué)法知識(shí))能力。微課是一個(gè)將知識(shí)點(diǎn)濃縮成短短10分鐘的視頻類微型課程，所以化學(xué)教師應(yīng)對(duì)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容了如指掌，區(qū)分重難點(diǎn)，在微課中體現(xiàn)出新知識(shí)的重點(diǎn)部分，促使了化學(xué)教師CK(即學(xué)科知識(shí))的提升?？傮w來說，學(xué)習(xí)制作微課的過程對(duì)化學(xué)教師的TPACK能力的提升是有決定性作用的，所以化學(xué)教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)微課制作的學(xué)習(xí)。

4.3 設(shè)置學(xué)校微課教學(xué)平臺(tái)

學(xué)校網(wǎng)站可建立微課教學(xué)的角落，方便學(xué)生觀看微課視頻外，學(xué)生在課前觀看微課視頻中回答的問題，可通過平臺(tái)反饋給化學(xué)教師，這樣解決了走班制中存在的學(xué)生走班不統(tǒng)一且不在一個(gè)教室的情況，可通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)匯總學(xué)生的問題，這樣教師在上課的時(shí)候更有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生的問題進(jìn)行解答和教學(xué)。

4.4 學(xué)校增設(shè)對(duì)教師微課學(xué)習(xí)的培訓(xùn)

應(yīng)對(duì)新高考改革，不僅是高考制度發(fā)生了變化，教師也應(yīng)從教學(xué)手段上作出改變，學(xué)校應(yīng)該起到引領(lǐng)教師的作用，為教師提供服務(wù)?？梢匝?qǐng)制作微課的專家來學(xué)校講座，為一線化學(xué)教師提供制作微課的思路和方法。并組織化學(xué)教師進(jìn)行微課制作的教研活動(dòng)，讓化學(xué)教師們?cè)谝黄鹩懻搶W(xué)習(xí)，集思廣益，共同針對(duì)中學(xué)生普遍認(rèn)為較難的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)研究以及微課制作，將同課異構(gòu)的思想形成在小小微課中。

5 總結(jié)

“3+1+2”分科制是應(yīng)對(duì)新高考改革的一種新的教學(xué)管理方式，為應(yīng)對(duì)這一變革，提高教學(xué)時(shí)效，方便師生實(shí)時(shí)交流，對(duì)化學(xué)教師TPACK的提升提出更高要求?；瘜W(xué)教師可以通過制作微課使自身TPACK得到提升，而針對(duì)微課制作，化學(xué)教師自身不斷革新微課教學(xué)方法，鞏固學(xué)科專業(yè)知識(shí)，同時(shí)少不了學(xué)校幫助和專家培訓(xùn)，以及教師們互助。微課可使化學(xué)課程系統(tǒng)化；使化學(xué)實(shí)驗(yàn)直觀化；使化學(xué)概念情境化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。才能使化學(xué)教師的TPACK得到全面提升，對(duì)化學(xué)教師的職業(yè)發(fā)展具有良好的影響。