PCK視角下的高中化學教學設計

摘 要：部分高中化學教師在教學設計中存在缺乏對學科知識的深入理解、忽視學生認知規(guī)律和評價不全面等問題。闡述了PCK視角下進行高中化學教學設計的價值，并以PCK理論為指導，從深度剖析化學知識結構、精準把握學生認知特征、科學構建評價反饋機制三個方面出發(fā)，探討了PCK視角下的高中化學教學設計策略，旨在為高中化學教學提供新的思路和方法，幫助學生更好地理解和掌握化學知識。

關鍵詞：PCK；高中化學；教學設計

作者簡介：蕭艷霞（1984—），女，甘肅省蘭州市第十八中學。

在教育改革不斷深入的背景下，社會對教師的專業(yè)素養(yǎng)及教學能力提出了更高的要求。在高中化學教學中，如何將復雜抽象的化學知識以有效的方式傳授給學生，幫助其理解知識的本質(zhì)，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維與實踐能力是廣大化學教師應重點關注的問題［1］。 PCK（Pedagogical Content Knowledge）理論能為教師提升教學效果提供支持。該理論強調(diào)教師不僅要具備扎實的學科專業(yè)知識，還要了解如何將這些知識轉化為學生容易接受的教學內(nèi)容，并基于學生的認知特點和學習需求采用恰當?shù)慕虒W方法。PCK理論的引入能使教師從知識傳遞者轉變?yōu)榻虒W設計師，對教學針對性與實效性的提升具有重要意義［2］。本文以“硫及其化合物”一課的教學為例，探討PCK視角下的高中化學教學設計，旨在為高中化學教師提供新的教學思路和實踐路徑。

一、PCK理論概述

PCK理論最早由美國教育心理學家舒爾曼在1986年提出。其認為，一個優(yōu)秀的教師不僅需要掌握學科內(nèi)容知識（Content Knowledge），還需要了解教學知識（Pedagogical Knowledge），知道如何將學科知識有效地傳授給學生。PCK知識包括學科內(nèi)容知識和教學知識，主要特征有內(nèi)容相關性、實踐性、個體性、情境性、整合性等。

二、PCK視角下進行高中化學教學設計的價值

在PCK視角下進行高中化學教學設計不僅有利于提升教學質(zhì)量，豐富學生學習體驗，而且能提升教師專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)社會所需的具備科學素養(yǎng)的人才。

第一，能幫助教師創(chuàng)新教學策略與方法，提升教學效果?；瘜W教學往往涉及大量抽象概念、復雜反應原理與實驗操作等，這對教師的教學素養(yǎng)和專業(yè)能力提出了較高的要求。PCK理論強調(diào)教師應具備將教學知識轉化為教學行動的能力，即知道如何教學。在PCK視角下設計教學活動時，教師會積極運用直觀教學、情境模擬、實驗探究、問題導向等不同教學手段，將深奧的化學原理生動形象地呈現(xiàn)給學生，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的知識內(nèi)化效率。PCK理論還鼓勵教師根據(jù)學生的學習反饋靈活調(diào)整教學策略，以確保教學活動始終符合學生的認知水平，這有利于提升教學效果。

第二，能強化教師對學生化學學習困難的預見與應對能力，有利于個性化教學的開展。學生在化學學習的過程中可能會遇到不同的學習困難，如不理解元素周期律、無法充分掌握有機反應原理等。教師在PCK視角下進行高中化學教學設計時，能夠準確預見這些困難點，并有針對性地制訂教學策略與支持措施，確保每一位學生都能有效解決困難。

第三，有助于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)與創(chuàng)新能力。在高中化學教學中，教師不能僅教授學生理論知識，還應重視培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)與創(chuàng)新能力。在PCK視角下進行高中化學教學設計時，教師會更加重視引導學生運用化學知識解決實際問題，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶嵶C精神和創(chuàng)新思維。這樣不僅能幫助學生建立完整的化學知識體系，還能培養(yǎng)學生的批判性思維、問題解決能力以及創(chuàng)新能力，為其終身學習和未來發(fā)展奠定堅實的基礎。

三、PCK視角下的高中化學教學設計策略

（一）深度剖析化學知識結構，實現(xiàn)內(nèi)容精煉與重構

教師在PCK視角下進行高中化學教學設計時，要深入剖析化學知識結構，以實現(xiàn)對內(nèi)容的精煉與重構。在這一過程中，教師應充分理解化學知識的本質(zhì)，了解化學知識之間的內(nèi)在關聯(lián)以及實現(xiàn)教學轉化的可能性，進而通過科學合理的組織與提煉，構建既符合學科邏輯又符合學生認知發(fā)展需求的教學內(nèi)容體系。

首先，化學作為一門研究物質(zhì)組成、結構、性質(zhì)及變化規(guī)律的學科，其知識體系具有較強的系統(tǒng)性、抽象性和邏輯性。在PCK視角下，教師不僅要充分掌握基本的化學概念、原理、定律和實驗方法，還要對這些知識進行深入分析，充分了解這些知識背后的科學思想、研究方法及實際應用。同時，教師還需要明確化學知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，如元素周期律與化學鍵性質(zhì)之間的聯(lián)系、化學反應速率與化學平衡的聯(lián)系、有機化學與無機化學的聯(lián)系等。這種深度剖析有助于教師從整體上把握化學知識的脈絡，明確各知識點在學科體系中的地位與作用。

其次，高中化學課程具有內(nèi)容涉及面較廣、抽象復雜等特點，對此，教師應依據(jù)PCK理論，結合學生的認知特點、學習需求和課程標準，對化學知識進行有針對性的篩選、提煉。一方面，教師要去除冗余信息，聚焦核心概念與關鍵知識。以“硫及其化合物”一課的教學為例，教師應將教學重點放在硫的重要化合物（如SO2、H2SO4等）的性質(zhì)、制備與應用以及硫循環(huán)等核心知識上，不要對復雜的化學方程式進行過度講解。另一方面，教師要提煉知識要點，以簡潔明了的語言和生動直觀的方式呈現(xiàn)復雜原理。以“硫及其化合物”一課的教學為例，教師可通過構建硫及其化合物性質(zhì)變化的思維導圖直觀展示相應硫化合物之間的關系與轉化路徑，或者運用動畫模擬工具動態(tài)演示SO2與O2在催化劑的作用下轉化為SO3的過程，使學生直觀理解反應原理。此外，教師還應注重知識的遷移與整合。例如，教師可將“硫及其化合物”的學習與之前學的元素周期表、酸堿理論等知識聯(lián)系起來，使學生從更廣闊的化學知識網(wǎng)絡中理解和掌握新內(nèi)容。

最后，PCK理論倡導教師將學科知識轉化為易于學生理解、掌握與運用的內(nèi)容。在高中化學教學設計中，教師應根據(jù)學生的認知發(fā)展水平、思維特點與學習風格等靈活調(diào)整教學內(nèi)容的組織方式與呈現(xiàn)順序。以“硫及其化合物”一課的教學為例，對于較為抽象的知識點，如硫化合物的電子結構與性質(zhì)的關系，教師可以采用模型構建工具、可視化工具等進行具象化處理，幫助學生直觀感知復雜的化學原理。對于實驗探究內(nèi)容，教師可設計層次分明、逐步深入的探究任務，引導學生通過觀察、預測、驗證和解釋等活動親身參與知識的建構過程，從而培養(yǎng)其科學探究能力和創(chuàng)新思維。

（二）精準把握學生認知特征，設計個性化教學路徑

在PCK視角下進行高中化學教學設計時，教師準確把握學生的認知特征并設計個性化教學路徑是非常重要的。這一環(huán)節(jié)的核心在于教師要深入理解化學知識的本質(zhì)，并結合學生的認知發(fā)展規(guī)律和個體差異，設計既能滿足課程標準要求又能激發(fā)學生潛能的教學方案。

準確把握學生的認知特征是教師設計個性化教學路徑的前提。PCK理論強調(diào)教師不僅要具備豐富的學科專業(yè)知識，還要對學生的認知水平、思維模式、學習風格等有充分的了解。在高中化學教學中，教師可通過以下途徑全面了解學生的認知特征：一是利用入學測試、課堂觀察、課后作業(yè)等常規(guī)教學手段評估學生的化學基礎知識掌握程度、邏輯推理能力、實驗操作技能等，明確其在化學學習中的優(yōu)勢與不足；二是借助學習風格問卷、多元智能測試等心理測評工具了解學生的認知偏好與學習傾向等；三是客觀評估學生的學習動機、自我效能感、情緒調(diào)控能力等非智力因素，了解學生的基本情況。

在準確把握學生認知特征的基礎上，教師要精心設計個性化教學路徑并實施個性化教學。一方面，教師在選擇與組織教學內(nèi)容時應遵循“最近發(fā)展區(qū)”理論，在學生的現(xiàn)有知識水平與潛在發(fā)展水平之間搭建橋梁，鼓勵學生挑戰(zhàn)更高層次的認知任務。以“硫及其化合物”一課的教學為例，教師可針對不同學生群體設計多層次的教學內(nèi)容。對于基礎扎實、邏輯推理能力強的學生，教師可以引導其探討硫及相應化合物的復雜反應原理，如硫化物氧化還原反應等；對于實驗操作技能突出、喜歡動手實踐的學生，教師可以為其設計系列實驗活動，如測定硫酸濃度等，使其在動手操作中直觀感知硫及硫化合物的性質(zhì)，加深其對理論知識的理解；對于抽象思維較好、喜歡進行理論探究的學生，教師可以讓其深入研究硫及硫化合物的電子結構、分子軌道理論等內(nèi)容，幫助其從微觀層面理解硫及硫化合物的性質(zhì)及反應規(guī)律。另一方面，教師應結合學生的認知風格與學習傾向選擇教學方法。對于視覺型學習者，教師可運用多媒體教學技術以及表格、示意圖等可視化工具進行講解，使抽象的化學概念形象化；對于聽覺型學習者，教師可通過講解、討論、問答等強化語言信息傳遞，同時提供音頻資料讓其在課后進行自主學習；對于動覺型學習者，教師應增加實驗操作、模擬游戲、實物模型操作等實踐活動，使其在實踐的過程中深化對知識的理解。

（三）科學構建評價反饋機制，促進深度理解與內(nèi)化

在PCK視角下進行高中化學教學設計時，教師科學構建評價反饋機制能助力學生加深對化學知識的理解。教師構建評價反饋機制的目的在于通過精準、及時、多元的評價和有效的反饋引導學生加深對化學知識的認識，讓其逐步理解化學原理、規(guī)律，提升其化學學科素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。下文將詳述教師應如何科學構建評價反饋機制。

第一，評價目標設定應遵循PCK理念，聚焦學生化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。評價目標應關注學生對化學概念的理解深度，關注學生的問題解決能力、實驗探究技能、科學思維品質(zhì)以及跨學科應用能力等。這意味著教師設定的評價目標要與高中化學課程標準、教材內(nèi)容相契合，同時兼顧學生的個體差異和發(fā)展需求。以“硫及其化合物”一課的教學為例，教師可設置如下評價目標。

（1）概念理解深度：評估學生對硫及硫化合物的性質(zhì)、結構、反應規(guī)律等基本概念的理解程度以及其能否運用這些概念解釋相關化學現(xiàn)象。

（2）問題解決能力：評估學生在實際情景中應用硫及硫化合物知識解決化學問題的能力。

（3）實驗探究技能：評估學生在實驗操作、數(shù)據(jù)處理、結果分析等方面的能力以及學生在實驗過程中體現(xiàn)的科學探究精神與安全意識。

（4）科學思維品質(zhì)：評估學生在學習硫及硫化合物知識過程中展現(xiàn)的邏輯推理、創(chuàng)新思維等科學思維品質(zhì)以及學生在面對復雜問題時的系統(tǒng)性思考與決策能力。

（5）跨學科應用能力：評估學生能否將硫及硫化合物知識與其他學科知識相結合，解決跨學科問題或闡述硫及硫化合物在現(xiàn)實世界中的多維度影響。

第二，評價方法應追求多元化與創(chuàng)新性。教師在運用紙筆測試等基礎性評價手段的基礎上，應重視觀察、訪談、項目評價、同伴互評、自我評價等評價方法的應用，以全面評估學生在化學學習過程中的思維活動、情感態(tài)度、合作交流等方面的情況。同時，教師可以借助在線測驗系統(tǒng)、學習分析工具、電子檔案袋等信息技術手段，實現(xiàn)評價的個性化和智能化，為學生深入理解知識提供有力支持。

在反饋環(huán)節(jié)，教師應精心設計反饋形式，以有效發(fā)揮反饋的作用。教師設計的反饋形式應具有明確性、針對性與啟發(fā)性，既能指出學生在理解與內(nèi)化知識的過程中存在的問題，又能激發(fā)學生進一步探索知識的興趣。同時，教師應把握好反饋時機，遵循適時、適量的原則，在學生遇到困難時及時給予其支持與鼓勵。評價結果的運用是推動學生深度理解與內(nèi)化知識的關鍵環(huán)節(jié)。教師應定期匯總、分析評價數(shù)據(jù)，了解學生在深度理解與內(nèi)化知識方面的共性問題與個體差異，并據(jù)此調(diào)整教學策略。同時，教師應將評價結果告知學生，使其了解自身的優(yōu)勢與不足，明確改進方向。此外，教師還應將評價結果作為教學反思與研究的依據(jù)，不斷提升自身教學設計與實施能力，以更好地幫助學生理解與內(nèi)化知識。

結語

總而言之，PCK視角下的高中化學教學設計要求教師具備專業(yè)的化學知識、教學知識和學生知識，并能夠?qū)⑦@些知識融合運用。在實際教學中，教師應根據(jù)學生的實際情況設計合適的教學內(nèi)容、方法和評價方式，引導學生積極主動地進行學習，培養(yǎng)其化學學科核心素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。展望未來，期待有更多的一線教師能夠深入探究PCK視角下的高中化學教學設計策略，為提高高中化學教育質(zhì)量做貢獻。

［參考文獻］

李曉鳳.PCK視角下的高中化學教學設計與研究［J］.高考，2023（21）：156-158.

張笑言，鄭長龍，錢勝，等.基于學科理解的化學教師PCK發(fā)展個案研究：以“物質(zhì)成分探究”教學為例［J］.化學教學，2023（6）：25-30.