高中化學(xué)熟手教師PCK水平調(diào)查研究

李艷靈 趙亞君 李川 劉敬華

摘要： 選取離子反應(yīng)第一課時的電離概念教學(xué)視頻片段，以美國埃里克森學(xué)院PCK量化研究工具為基礎(chǔ)設(shè)計調(diào)查問卷，以河北省35名高中化學(xué)熟手教師為研究對象，要求被試在對視頻片斷進行觀摩的基礎(chǔ)上作答9個開放性問題。研究發(fā)現(xiàn)： （1）高中化學(xué)熟手教師PCK整體和各維度均處于“基本的”水平，學(xué)科內(nèi)容知識維度表現(xiàn)最佳，教學(xué)策略知識維度表現(xiàn)次之，學(xué)生知識維度表現(xiàn)最差。（2）高中化學(xué)熟手教師識別核心化學(xué)概念的能力、安排下一步課程的能力、鑒別有效教學(xué)策略的能力較強，根據(jù)不同學(xué)習(xí)程度水平學(xué)生的學(xué)習(xí)實際靈活調(diào)整教學(xué)策略的能力、把握相關(guān)概念關(guān)系的能力較弱。（3）高中化學(xué)熟手教師的教學(xué)策略知識與學(xué)科內(nèi)容知識及與學(xué)生知識之間存在顯著相關(guān)。因此，建議熟手教師自身及其培訓(xùn)設(shè)計重點關(guān)注學(xué)生知識，進而提升熟手教師PCK。

關(guān)鍵詞： 高中化學(xué)熟手教師; 學(xué)科教學(xué)知識; PCK水平

文章編號： 1005-6629（2020）11-0013-06

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

學(xué)科教學(xué)知識（Pedagogical Content Knowledge，簡稱PCK）是指教師將自己所掌握的學(xué)科知識通過類比、舉例和解釋等形式轉(zhuǎn)化成學(xué)生易于理解的知識的一種知識類型[1]。學(xué)科教學(xué)知識處于教師專業(yè)知識的核心地位，是教師專業(yè)發(fā)展的重要保障。

不同階段的教師因其顯性知識不同，轉(zhuǎn)化為學(xué)科教學(xué)知識的能力存在差異[2]。熟手教師是新手教師發(fā)展到專家教師所必須經(jīng)歷的階段，通常指的是教齡在6～15年的教師。國內(nèi)學(xué)者對于熟手教師PCK的研究更加注重新手和熟手教師的PCK對比。多數(shù)研究者采取個案研究的方法，揭示了新手教師相比于熟手教師存在教學(xué)內(nèi)容理解不深入、教學(xué)重難點把握不準、較少考慮化學(xué)知識之間以及與學(xué)生生活之間的聯(lián)系、缺少整體性反思等不足[3];揭示了熟手教師與職前教師、新手教師在化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的知識、教學(xué)目標的知識、關(guān)于學(xué)生的知識、內(nèi)容組織的知識以及教學(xué)策略的知識方面的優(yōu)勢[4];發(fā)現(xiàn)了熟手化學(xué)教師在教學(xué)目的知識、課程知識、內(nèi)容組織知識、教學(xué)策略知識、學(xué)生知識和評價反饋知識等方面更完善、更優(yōu)秀的特點[5];構(gòu)建了包括課程與教材知識、學(xué)生知識、教學(xué)策略與表征知識、評價知識、教學(xué)目的與化學(xué)觀知識、教學(xué)指導(dǎo)與研究知識等6個要素在內(nèi)的熟手教師PCK正八面體結(jié)構(gòu)模型[6]。但是，已有研究對于高中化學(xué)熟手教師群體的PCK水平缺少診斷。

高中化學(xué)熟手教師PCK水平如何？其PCK具體能力水平如何？對這兩個問題的回答和認識，不僅有利于高中化學(xué)熟手教師明確PCK發(fā)展中存在的問題及努力的方向，還有利于豐富、充實化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域教師PCK實踐研究的內(nèi)容。

1? 理論基礎(chǔ)

關(guān)于PCK測量的研究，根據(jù)美國科學(xué)教學(xué)研究會（National Association for Research in Science Teaching，簡稱為NARST）在2012年10月召開的PCK國際研討會形成的報告[7]，對于教師個體的PCK特征捕捉和描繪，通常采取一些質(zhì)性方法，比如CoRe（Content Representation，內(nèi)容表征）和PaPeRs（Pedagogical and Professional experience Repertoire，教學(xué)和專業(yè)經(jīng)驗系統(tǒng)）等模型，以及讓教師參與案例討論、反思、課堂場景分析等活動。對于教師群體的PCK水平測量，通常是在PCK定義和構(gòu)成要素的基礎(chǔ)上應(yīng)用紙筆測驗對教師表現(xiàn)進行評價編碼等量化方法進行刻畫。本研究的目的是調(diào)查高中化學(xué)熟手教師這一群體的PCK水平和特征，故采取量化方法進行研究。

對PCK內(nèi)涵與核心構(gòu)成要素的認識是進行研究的另一個重要前提和基礎(chǔ)。根據(jù)舒爾曼的觀點，PCK代表了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的結(jié)合，是教師將所掌握的學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生易于理解的形式的知識，包括學(xué)科內(nèi)容知識、課程知識和一般教學(xué)法知識[8]。后續(xù)研究者逐步增加了評價知識[9]、背景知識[10，11]、教學(xué)策略知識[12]、情境知識[13]等要素，使得PCK內(nèi)涵和構(gòu)成要素的研究得以不斷發(fā)展。多數(shù)學(xué)者都將“學(xué)生知識”“學(xué)科內(nèi)容知識”和“教學(xué)策略知識”作為PCK的核心構(gòu)成要素?；谝陨险J識，本研究將學(xué)科內(nèi)容知識、學(xué)生知識、教學(xué)策略知識作為研究理論框架。

在PCK的水平測量工具選擇方面，擬采用美國埃里克森學(xué)院開發(fā)的PCK量化研究工具。應(yīng)用該工具進行研究的具體過程為： 選擇教學(xué)視頻片段，根據(jù)教學(xué)視頻內(nèi)容設(shè)計研究問題;讓被調(diào)查對象觀看教學(xué)視頻，回答問題;研究者根據(jù)制定好的評分標準和細則對被試作答情況進行評價;根據(jù)評分結(jié)果確定相應(yīng)的PCK水平等級。該工具已經(jīng)在我國高中新手化學(xué)教師[14]、幼兒數(shù)學(xué)教師[15]、高中信息技術(shù)教師[16]的PCK研究中得以應(yīng)用，并經(jīng)過湯杰英和周兢在上海地區(qū)的實證數(shù)據(jù)驗證了其良好的信度和效度，驗證了該工具在我國的適用性[17]。此外，該工具圍繞PCK的本質(zhì)，關(guān)注教學(xué)過程，體現(xiàn)教學(xué)的實踐性，符合本研究的問題特點和研究需要。

2? 調(diào)查研究設(shè)計

利用該工具進行研究時，教學(xué)視頻的選擇、問題的設(shè)計、評分標準和評分細則的制定需要研究者自主選擇和設(shè)計。其中，教學(xué)視頻是問題設(shè)計、被測作答、評分標準制定的依據(jù)，教學(xué)視頻的選擇是研究設(shè)計的關(guān)鍵一步。

2.1? 視頻的選擇

根據(jù)埃里克森學(xué)院的PCK測評工具，教學(xué)視頻的選擇要盡量符合如下原則： （1）能真正反映教師的實際教學(xué)現(xiàn)狀，具有一定代表性;（2）必須是完整的教學(xué)片段，而不是整個教學(xué)過程;（3）有著豐富的教學(xué)內(nèi)容鏈和大量師生雙邊活動，能夠盡可能多地提供教學(xué)細節(jié)和素材?；谝陨显瓌t，本研究從某學(xué)會組織的全國優(yōu)質(zhì)課評選活動中選擇了高一化學(xué)“離子反應(yīng)”第一課時，并截取了時長為9分11秒的教學(xué)片段。經(jīng)3位專家審議，一致認為該視頻錄制清晰、內(nèi)容合理、環(huán)節(jié)完整、素材豐富、活動設(shè)計與組織能夠體現(xiàn)高中化學(xué)課程標準的相關(guān)要求，滿足選擇教學(xué)視頻的三個基本要求。

2.2? 問題的設(shè)計

學(xué)科內(nèi)容知識、學(xué)生知識、教學(xué)策略知識共同構(gòu)成本研究的理論框架。學(xué)科內(nèi)容知識體現(xiàn)在對學(xué)科核心概念的理解和課程內(nèi)容的安排上，具體表現(xiàn)為能否完成識別核心概念、把握概念關(guān)系、安排下一步課程的活動任務(wù)。學(xué)生知識體現(xiàn)在對于學(xué)生已有水平的了解、判斷和評價任務(wù)中，具體表現(xiàn)為能否完成學(xué)生核心概念理解水平、已有知識、學(xué)習(xí)困難的判斷。教學(xué)策略知識體現(xiàn)在對于教學(xué)策略的評價、反饋和調(diào)整活動中，具體表現(xiàn)為能否完成教學(xué)策略的鑒別、調(diào)整任務(wù)，以適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。明確了不同知識需要完成的能力活動后，進一步將這些能力活動轉(zhuǎn)化成開放性的問題，如表1所示。

學(xué)科內(nèi)容知識識別核心概念的能力Q1： 視頻中，想要向?qū)W生傳授哪些核心概念？

把握概念關(guān)系的能力Q2： 視頻中，還出現(xiàn)了哪些相關(guān)概念？

安排下一步課程的能力Q3： 假如您是該教師，接下來您會教授什么內(nèi)容？

學(xué)生知識判斷學(xué)生理解核心概念水平的能力Q4： 根據(jù)所看的視頻，您認為學(xué)生是否理解了所傳授的核心概念？請描述學(xué)生的具體行為來支持您的觀點。

判斷學(xué)生已有知識的能力Q5： 為了更好地掌握視頻中的內(nèi)容，學(xué)生需要具備哪些知識？

判斷學(xué)生學(xué)習(xí)困難的能力Q6： 在學(xué)習(xí)這一核心概念時，學(xué)生容易出現(xiàn)哪些誤解？

教學(xué)策略知識鑒別有效教學(xué)策略的能力Q7： 為了促進學(xué)生對核心概念的理解，教師采取了哪些教學(xué)策略？（請從教師的語言和行為角度回答）

調(diào)整教學(xué)策略照顧能力較弱學(xué)生的能力Q8： 為了照顧能力較弱的學(xué)生，視頻中的教師如何組織教學(xué)活動？

調(diào)整教學(xué)策略滿足能力較強學(xué)生的能力Q9： 為了滿足能力較強的學(xué)生，視頻中的教師如何組織教學(xué)活動？

2.3? 評分標準和評分細則的制定

因本研究設(shè)計的是開放性問題，故需制定具體、可行的評分標準和評分細則，對被試作答情況進行評價編碼，以評估高中化學(xué)熟手教師的PCK水平。

在PCK評價工具的基礎(chǔ)上，參考了Park的PCK量規(guī)分析表[18]，以及美國密歇根州立大學(xué)教師教育學(xué)院PCK量化標準[19]，制定評分標準，采取9分制、4等級的方式劃分高中化學(xué)熟手教師的PCK水平： 有限水平（1～3分，不包括3分）、基本水平（3～6分，不包括6分）、熟練水平（6～9分，不包括9分）和杰出水平（9分）。在等級水平的基礎(chǔ)上，結(jié)合PCK的構(gòu)成要素形成具體的評分標準，如表2所示。在具體評分時，如果被調(diào)查對象的得分既不能完全符合1分的標準，也不完全符合3分的標準，而是介于兩者之間，那么其得分為2分。

學(xué)科內(nèi)容知識不能回答? 知道一點，回答凌亂無序能正確回答出一部分，但不全面能夠比較完整、正確地回答回答條理清晰、內(nèi)容全面學(xué)生知識完全不知道有點了解學(xué)生的先前知識，能預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，但不能做相應(yīng)的調(diào)整大概了解學(xué)生的先前知識，能預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，并有簡單的調(diào)整基本了解學(xué)生的先前知識，能預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，并有簡單的調(diào)整很好地了解學(xué)生的先前知識，能夠準確預(yù)測困難并做出精確調(diào)整教學(xué)策略知識完全不知道識別出一些策略，但不準確識別出一些典型教學(xué)策略，但不理解其意義較完整識別出一些教學(xué)策略，理解其意義準確而全面地識別出教學(xué)策略，深刻理解其意義，并能根據(jù)教學(xué)做出調(diào)整對被試作答情況的評分需依據(jù)具體、明確、可操作的評分細則來執(zhí)行。評分細則的確定路徑為： 基于課程標準要求、教科書、相關(guān)教學(xué)研究文獻和教師的教學(xué)經(jīng)驗，經(jīng)3位專家和研究小組成員共同討論，確定初步的評分標準;然后，經(jīng)過試評閱過程，結(jié)合被試的作答情況再對初步的評分標準進行修訂、調(diào)整，進而形成具體、明確的評分細則，評分者再根據(jù)評分細則進行評閱給出每道題目的具體分數(shù)。表3為學(xué)科內(nèi)容知識維度對應(yīng)3個問題的評分細則。

Q1： 視頻中，想要向?qū)W生傳授哪些核心概念？9完整回答“電離的定義”或“電離的概念”

7只回答“電離”兩個字

5電離方程式的書寫和電離

3電離方程式的書寫

1空白或回答完全不相關(guān)

Q2： 視頻中，還出現(xiàn)了哪些相關(guān)概念？9至少回答出以下相關(guān)概念中的7個：

化合物、離子（水合離子）、鈉（氯）離子、溶解、熔融、溶液、導(dǎo)電性、導(dǎo)電的條件、晶體、電離方程式的書寫

7回答出9分中的任意6個相關(guān)概念

5回答出9分中的任意4個相關(guān)概念

3回答出9分中的任意2個相關(guān)概念

1空白或其他不相關(guān)內(nèi)容（如模型）

Q3： 假如您是該教師，接下來您會教授什么內(nèi)容？9至少回答以下3個知識點內(nèi)容，描述或闡釋原因：

（1） 酸堿鹽的電離;（2）酸堿鹽的定義;（3）電解質(zhì)與非電解質(zhì)、強弱電解質(zhì)的區(qū)分;（4）離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件;（5）電離方程式的書寫

7回答9分中的2個知識點內(nèi)容并描述或闡釋原因

5簡單回答9分中的任意1個知識點并描述或闡釋原因

3從導(dǎo)電能力強弱、離子共存等方面進行回答

1空白或其他內(nèi)容，與離子反應(yīng)的內(nèi)容跨度大，不符合邏輯

2.4? 調(diào)查實施與信效度檢驗

本研究利用高中化學(xué)教師培訓(xùn)的機會，采取當場發(fā)放回收的方式，對高中化學(xué)熟手教師進行調(diào)查，回收有效問卷35份。被調(diào)查者基本情況如表4所示。

對于回收的有效問卷，進行順序編碼，由研究小組3位評分者同時進行評閱，再依據(jù)評分結(jié)果利用SPSS19.0軟件進行進一步分析。

本研究信度檢驗采用Kendalls W檢驗，原假設(shè)H0： 評分者對各項指標的重要性賦值沒有一致性;備擇假設(shè)H1： 評分者對各項指標的重要性賦值具有一致性。Kendalls W檢驗輸出結(jié)果如表5所示。

指標W=0.649，卡方檢驗P值0.000<0.05，拒絕原假設(shè)，認為評分者對各項指標的評分具有一致性。

表明本次調(diào)查結(jié)果具有較好的信度，調(diào)查數(shù)據(jù)可信。

在效度方面，本研究采取專家論證的方法，將調(diào)查工具交由3位化學(xué)課程與教學(xué)論專家進行論證、評定后進行微調(diào)，再開展調(diào)查研究。

3? 調(diào)查結(jié)果分析

在保持評分標準一致的前提下，由3位評分者對35份調(diào)查問卷分別進行評價編碼，再取其平均值作為對應(yīng)教師在不同問項上的得分。結(jié)果顯示，數(shù)據(jù)可靠性系數(shù)為0.704，屬于“很可信（次常見）”范疇[20]，可以作進一步的數(shù)據(jù)分析。

3.1? PCK整體水平分析

以高中化學(xué)熟手教師在每道題上的平均分作為評判其PCK整體水平的依據(jù)，35位教師的PCK整體水平的描述性統(tǒng)計結(jié)果如表6所示。

根據(jù)表6中的數(shù)據(jù)可以看出，高中化學(xué)熟手教師的PCK水平的最大值為6.78，最小值為3.33，眾數(shù)為5.33，平均值為4.85，說明高中化學(xué)熟手教師的PCK水平整體處于基本水平，且處于基本水平的教師多達34位，約占97.1%，僅有1位教師的PCK水平屬于熟練水平。以上數(shù)據(jù)表明，高中化學(xué)熟手教師的PCK整體水平較為集中，但高水平（即熟練和杰出水平）教師較少，高水平教師并不意味著其各種能力表現(xiàn)均處于高水平。因此，高中化學(xué)熟手教師的PCK水平還有較大的發(fā)展與提升空間。

3.2? 各維度的具體表現(xiàn)

為進一步了解高中化學(xué)熟手教師PCK各維度的水平現(xiàn)狀，對PCK各個維度得分情況進行平均值計算，得到與之對應(yīng)的PCK水平，結(jié)果如表7所示。

由上表數(shù)據(jù)可以看出，高中化學(xué)熟手教師PCK各維度也均處于本研究的第二等級“基本”水平，在學(xué)科內(nèi)容知識維度平均分最高，教學(xué)策略知識維度次之，學(xué)生知識維度平均分最低。本研究進一步統(tǒng)計了高中化學(xué)熟手教師在各單題的平均分，以評估高中化學(xué)熟手教師完成特定活動任務(wù)的能力大小，結(jié)果如圖1所示。

通過圖1中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)： 高中化學(xué)熟手教師各調(diào)查項目的平均分分布不均衡，說明他們在不同PCK維度所反映出來的能力發(fā)展方面呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)。在九種能力中，識別核心概念的能力、鑒別有效教學(xué)策略的能力、安排下一步課程的能力處于第三等級“熟練”水平，其余六種能力均處于第二等級“基本”水平，說明高中化學(xué)熟手教師整體能力表現(xiàn)存在強弱之分，能力發(fā)展不均衡。也在一定程度上說明： 高中化學(xué)熟手教師對所從事的教學(xué)活動比較熟悉，深諳學(xué)科內(nèi)容及其重點，能夠駕馭教學(xué)內(nèi)容并對內(nèi)容進行合理的調(diào)整，在教學(xué)中能夠選擇、確定合適的教學(xué)策略，但是，判斷學(xué)生已有知識、學(xué)習(xí)困難、理解能力的水平還較為一般，在教學(xué)中，根據(jù)不同學(xué)習(xí)程度水平學(xué)生的學(xué)習(xí)實際靈活調(diào)整教學(xué)策略的能力、把握相關(guān)概念關(guān)系的能力相對還比較弱，需要有側(cè)重地進行提升。

3.3? 各維度之間的影響關(guān)系

高中化學(xué)熟手教師PCK整體和各位維度表現(xiàn)均處于第二等級“基本”水平，但在各維度折射出來不同能力發(fā)展不均衡、存在強弱之分。那三個維度之間的相關(guān)性如何呢？本研究進一步利用SPSS19.0采用Pearson相關(guān)系數(shù)檢驗進行相關(guān)性分析。具體數(shù)據(jù)如表8所示。

表中的數(shù)據(jù)表明，教學(xué)策略知識與學(xué)科內(nèi)容知識、與學(xué)生知識之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.421、 0.685，分別在95%和99%置信度上顯著相關(guān)，而學(xué)科內(nèi)容知識與學(xué)生知識之間不存在顯著性相關(guān)，說明中學(xué)化學(xué)熟手教師教學(xué)策略知識水平受學(xué)科內(nèi)容知識和學(xué)生知識的雙重影響。

4? 研究結(jié)論與建議

依據(jù)調(diào)查研究及對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，獲得如下研究結(jié)論：

（1） 高中化學(xué)熟手教師在PCK整體、各維度上的表現(xiàn)均處于第二等級“基本”水平，學(xué)科內(nèi)容知識維度表現(xiàn)最佳，教學(xué)策略知識維度次之，學(xué)生知識維度最差。

（2） 高中化學(xué)熟手教師在完成不同PCK知識對應(yīng)的活動任務(wù)時的能力表現(xiàn)之間存在差異。識別化學(xué)核心概念的能力、安排下一步課程的能力、鑒別有效教學(xué)策略的能力較強，根據(jù)不同學(xué)習(xí)程度水平學(xué)生的學(xué)習(xí)實際靈活調(diào)整教學(xué)策略的能力、把握相關(guān)概念關(guān)系的能力較弱。

（3） 高中化學(xué)熟手教師的學(xué)科內(nèi)容知識與教學(xué)策略知識、學(xué)生知識與教學(xué)策略知識之間存在顯著性相關(guān)。

鑒于高中化學(xué)熟手教師的教學(xué)策略知識與學(xué)科內(nèi)容知識和學(xué)生知識顯著相關(guān)，而其學(xué)生知識又最為薄弱，特別是判斷學(xué)生理解化學(xué)核心概念水平的能力和預(yù)測學(xué)生學(xué)習(xí)困難的能力較弱。所以，建議熟手教師自身在注重PCK整體提升的同時，尤其應(yīng)有所側(cè)重提升學(xué)生知識水平，自覺加強對學(xué)生認知規(guī)律、認知障礙、能力起點和增長點的關(guān)注與研究，可以經(jīng)常性地通過課前訪談、課中觀察與反思、課堂教學(xué)前后測、教后反思、迷思概念研究、認知障礙研究、學(xué)習(xí)心理研究等多種方式和途徑加強對學(xué)生的經(jīng)驗性和實證性分析與研究。同時，針對熟手教師的培訓(xùn)課程，也可以重點聚焦學(xué)生知識的相關(guān)理論與實踐。

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