中學化學教師學科教學知識的課例研究

張瑩

摘要：化學教師學科教學知識是化學學科知識與教學知識在教學實踐情境中的整合、內化與升華?；瘜W教師學科教學知識的合理內核包括：對化學主題的認知、對學生學習風格與準備的認知、對教學策略的選擇以及教學評價的認知等。以常態課“晶體的常識”為例分析新手化學教師學科教學知識的特質及存在的缺漏。通過搭建支架式“行動教育”平臺、從“學習化學教學”到“研究化學教學”的轉變、校本教研等教師培訓模式的改革，可以促使教師學科教學知識從“教育教學理論性知識”到“實踐性知識”再到“理論性實踐”的升華，進而促進化學教師的專業化發展。

關鍵詞：中學化學教師；學科教學知識；課例研究；晶體

文章編號：1005–6629（2014）9–0041–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題的提出

繼舒爾曼提出學科教學知識（PCK）理論之后，教師學科教學知識就成為國內外教師教育研究的熱點問題之一。如今，我國的新課程改革已經進入反思、總結與提升階段，教師專業化成長關系到基礎教育課程改革的質量與成敗。教師學科教學知識是教師專業化發展的合理內核，兼具理論性與實踐性的統一[1]。教師學科教學知識是教育教學理論在具體學科中的遷移與轉化，同時又在課堂教學實踐中不斷升華、發展。教師學科教學知識因課異質，因人而異，具有較強的潛隱性與情境性[2]。雖然格羅斯曼、科克倫、蓋斯以及特納等人對教師學科教學知識詮釋各異，但其基本架構與內涵已被越來越多的專家學者認同。研究發現，教師學科教學知識不僅包含課程、教學、管理與評價等表象知識，同時還是這些知識在具體課堂教學實踐中的應用以及在此過程中教師自我獲得的效能感、信念等個性心理傾向性。本文旨在通過研究化學課堂教學課例，分析新手化學教師學科教學知識的架構與特質，積極探索提升化學教師學科教學知識的有效途徑，為化學教師教育研究提供理論支撐和實踐依托。

2 化學教師學科教學知識的內涵

化學教師學科教學知識在化學教學設計、課堂教學實踐與反思中不斷形成與發展。化學教師一生都在不斷追求：用更簡潔、有效的方式把化學學科知識轉化成學生能夠接受、易于理解的知識，并內化于學生之心，潛移默化中促使學生科學素養得到提升。研究發現，化學教師學科教學知識可以分成四板塊[3]：對化學主題的認知；對學生學習風格與準備的認知；對教學策略的選擇以及教學評價的認知等[4]。對化學主題的認知是教師學科教學知識之樹的根，能夠為教師有效教學提供豐富的無機養料。它主要包括：主題內容的科學性與準確性；主題內容在教材中的表達；主題內容在生產、生活中的應用；主題內容所反映的化學學科本質及大觀念；主題內容的教學目標等。對學生學習風格與準備的認知是教師學科教學知識之樹的葉，能夠通過光合作用實現化學知識從“學”到“教”的合理、有效轉化。它主要包括：學生學習化學的興趣與動機；學習風格；學生的學習起點、前備知識以及存在的迷思概念；將要遇到的學習困難等。教學策略的選擇是教師學科教學知識之樹的莖，能夠為教師學科教學知識的發展輸送與貯藏各種營養物質。它主要包括陳述性知識、程序性知識和概念性知識的教學策略，也包含選擇合適的教學媒體策略以及課程資源的開發與使用等。教學評價的認知是教師對評價主體、內容、方法、過程與作用的認知，它是教師學科教學知識之樹成長所需要的陽光與雨露。教師通過教學評價不斷反思教與學的效果，從而促進教師學科教學知識之樹茁壯成長，提升化學教育教學質量。

3 研究對象

研究者在深入實踐調查的基礎上，選取遼寧錦州普通高中的一名新手女化學教師作為研究對象。該教師具有化學教育專業學士學位，從事高中化學教學工作三年了。這是她第一次講授人教版選修3《物質結構與性質》。從她眾多的常態課中選取一節“晶體的常識”作為課例分析對象。

4 課例分析

4.1 教師對化學主題的認知不完整

4.1.1 導入的浮華，忽視知識間的內在邏輯性

上課伊始教師通過電影《泰坦尼克號》中的藍寶石—海洋之心，引出本節課的主題：晶體的常識。雖然學生非常感興趣，但晶體與非晶體的分類僅限于固體范圍內，從藍寶石到晶體常識介紹，這種導入有些牽強。當問及教師為什么不通過豐富的固體實例來走進晶體的世界時，教師發表了自己的看法：想讓課堂生動一些，因為晶體這節內容比較枯燥，而且需要學生有比較強的空間想象能力，為了調動學生的學習積極性，所以就采用了《泰坦尼克號》導入。

教師為了制造課堂氣氛，選擇了看似生動有趣的故事導入，但忽視了晶體、固體知識間的內在邏輯性。選修3教材中的原子結構、分子結構理論及初中所學金剛石與石墨物理性質的區別等都是學生學習本節課的認知基礎。教師可以從學生已有的知識經驗出發，聯系生活，展開“晶體常識”的主題介紹，學生在理解晶體與非晶體區別的同時，掌握化學學科“物質結構決定物質性質”的大觀念。

4.1.2 宏觀與微觀的剝離

教師在總結晶體的特點時，多次提到寶石、鉆石與水晶等晶體，但此時她并沒有給出其微觀結構，而是憑借語言描述，直到講到晶胞時，才給出金剛石的微觀結構。當研究者問及為什么在總結晶體和非晶體特點時，沒有從微觀結構上更深入剖析宏觀物理性質的不同，被試教師認為此處不必浪費時間細究，學生只要知道晶體與非晶體的特點就可以了，至于微觀結構的展示是為了讓學生更好地理解晶胞，并能計算晶胞中的原子個數。

為了引出“晶胞”，教師拿金剛石被無限敲碎做比喻，同樣不利于學生理解“晶胞是晶體結構的基本單元”。晶胞是人類研究晶體微觀領域的一種界定，原子或分子間的線條是人為劃分的。因為教師不恰當的比喻，給學生造成了更大的學習障礙。可見，教師頭腦中并沒有完全建立微觀本質與宏觀性質的必然聯系，她傳授給學生的化學知識亦是支離破碎的。

4.1.3 核心概念模糊不清

教師在講到瑪瑙與水晶的區別時，引導學生發現這是熔融態SiO2在不同冷卻速度下形成的，接著介紹得到晶體的一般途徑。在此種背景下，學生自然想到教師剛剛講到的一種途徑：冷卻。教師給予了肯定答復，但沒有過多強調此種冷卻的實質-熔融態到固態的轉變。教師隨后通過PPT總結呈現三種得到晶體的方法，致使學生認為水晶與瑪瑙的冷卻和氣態物質冷卻沒有本質區別，對凝華得到晶體的方法也認識不夠深刻?？梢?，教師對于本課例的核心概念與關鍵詞把握不準確，致使教學過程中給學生增加了許多不必要的迷思概念。

4.2 蜻蜓點水：對學生學習風格與準備的認知

研究發現，被試教師對于學生學習風格與特點并沒有清晰、準確的認知。教師在講課過程中多次引用了寶石、鉆石與水晶等晶體，她并不知道一些學生認為“寶石就是鉆石，鉆石就是寶石”。教師沒有把微觀結構、化學式與宏觀特點三者有機結合在“晶體的特點”中，使學生能夠清晰把握寶石、鉆石與水晶等晶體的物理性質，進而總結出晶體的一般特點。例如，有的學生認為“石墨的原子排列是無序的，因此金剛石是晶體，而石墨是非晶體”，學習效果差強人意。

訪談發現，教師在教學設計時往往較多參考優秀教師的教學案例，注重教材中學科知識的邏輯有序表達，片面增加教材難度，忽視學生個體差異。

4.3 水中望月：教學策略的選擇

觀課發現，教師雖然采用了多樣化的教學方法：啟發講授、學生自學及小組討論等，但這些策略與方法并沒有給課堂教學帶來實質性轉變。究其原因，看似熱鬧的課堂，教師仍然是主角。例如，在學習晶體自范性特征時，教師采用了學生自學的方法，但在學生自學前教師并沒有明確給出要解決的具體問題，而且自學時間較短，僅有1分鐘。教學效果不理想：學生對“瑪瑙沒有晶體的多面體外形，它還是晶體嗎”這個問題一直混沌不清，沒有掌握晶體自范性產生條件的精髓。

推算晶胞中原子的個數是本節的一個難點問題。教師為了解決這個難點，運用大量習題幫助學生掌握其中的技巧與方法。但教師過于重視數學運算，把化學問題完全等同于數學公式的推導與計算。例如，教師給出CO2晶胞結構示意圖后，直接讓學生推算原子個數。由于教師沒有幫助學生厘清該晶體中只存在CO2分子，學生計算的結果是8×1/8+6×1/2=4，沒有得出正確結論。學生認知的偏差為后續原子晶體、分子晶體與離子晶體等的學習增加了難度。

4.4 教學評價的認知淺嘗輒止

研究發現，教師對教學評價的認知僅限于對學生學業成績的評價。被試教師認為反復練習是提高學生學習成績的最好辦法。課后訪談摘錄如下：

研究者：課堂最后剩了4分鐘，為什么選擇做練習冊了？

教師：重點內容都講完了，習題也都練了，沒有什么事了。

研究者：為什么不讓學生總結一下本節課的主要內容，或讓學生談一下收獲呢？

教師：讓學生說也就那幾個同學，不如做練習冊，也好檢查一下學生的學習情況。

研究者：您知道概念圖等學習評價方法嗎？

教師：不太清楚?？荚嚒y驗是我經常用到的方法。

雖然該教師接受過市級、校級等基礎教育課程改革培訓，但其對教學評價的認知仍然停留在學生學習的結果性評價層面，對于過程性評價知之甚少，更不會在教學中靈活應用。

總之，新手化學教師學科教學知識的各組分的架構趨于傳統傾向，其偏重于化學學科知識的邏輯層次，而忽視對學生的認知，教學策略的選擇比較單一。教師如何在課堂教學實踐中有效整合與應用學科教學知識，是建構高效課堂、促進化學教育教學改革的關鍵。

5 化學教師學科教學知識提升的有效途徑

影響教師學科教學知識整合與發展的因素多、且混沌迷離，只有在課堂教學實踐與反思中化學教師學科教學知識才能得到豐富與發展。教師職后培訓模式的改革與教師自身發展需求相結合，是促使化學教師學科教學知識合理架構的現實路徑。培訓模式改革的外在驅動與教師內在需求的提升，促使教師“思”于課堂教學實踐，“行”于“思”后，“行”“思”并重，教師學科教學知識真正實現從“教育教學理論性知識”到“實踐性知識”再到“理論性實踐”的升華。

5.1 搭建支架式“行動教育”平臺

“行動教育”是教師職后培訓的一種有效范式[5]。在“行動教育”中，以課堂教學實踐問題為依托，將復雜的教師學科教學知識加以分解，以單元主題式向培訓教師呈現所要學習領域。單元主題可以是觀察名師授課、優秀教師視頻案例分析、網絡學習等，也可以是微課、同質異構課等教學實踐以及反思[6]。通過豐富的教學案例，教師學會了合理整合教學資源，依據學生特質設置不同梯度的化學學習情境，并能準確預知學生的各種學習困難等，教師學科教學知識趨于進步取向。教學案例應凸顯中學化學課堂教學特質，使教師深刻體悟化學教育教學理念、掌握化學核心概念，引發教師對自身學科教學知識的本體思考，并在教學實踐中自覺踐行。

5.2 “學習化學教學”到“研究化學教學”的提升

化學教師與教育教學專家共筑線上、線下學習共同體。教師以教學實踐問題為切入點，在專家、學者的引領下，梳理教育教學理念，反思集體教學經驗，開展項目研究工作，有利于教育智慧的生成。在項目驅動下，實現教師從“學習化學教學”到“研究化學教學”的轉變，進而在“問題、項目、研究、實踐、反思”的共同實踐中發展教師學科教學知識。

5.3 “以校為本”促使化學教師學科教學知識的發展

不同地域、學校的化學教師學科教學知識具有不同特質。豐富多彩的“校本教研”活動對于提升本?；瘜W教師學科教學知識具有積極的促進作用?！靶１窘萄小笨梢园恐芤淮蔚难行藁顒印⒚吭乱淮蔚摹敖涣?反思-提升”活動，每學期一次的“匯報—展示”活動等。只有自我醒悟與自我修正[7]的“校本學習”才能真正促進教師課堂教學改革。例如，在“晶體的常識”校本教研活動中，教師提出可以結合多媒體課件演示，讓學生用橡皮泥自己制作晶胞，然后拼湊晶體。學生在“動手-動腦”科學探究過程中，深刻領悟物質微觀世界的奇妙，不但理解了晶胞的微觀結構，而且邏輯思維能力得到增強。通過教學問題的研討，微課設計與實施，互動評議與反思等，教師反思意識增強，學科教學知識的架構更趨于合理化，化學課堂教學質量的提升落到實處。

綜上所述，化學教師學科教學知識的架構過程復雜、顯現形式多樣、檢驗標準不統一，這些都為教師職后培訓工作帶來難度。教師職后培訓模式改革應在教育教學理念的引領下，以教學實踐問題為抓手，以“行動教育”與“教學反思”為突破口，激發教師自我提升的內在需求，從而促進教師學科教學知識的有效架構。當然，本研究由于樣本有限，只是對一名年輕化學教師的常態課進行分析，個別觀點可能有些偏頗，誠與各位同仁商榷。

參考文獻：

[1]張莉娜.新課程背景下促進教師PCK發展的教師培訓方式和策略研究[J].北京教育學院學報（自然科學版），2013，（6）：38～39.

[2]梁永平.職前教師學科教學知識發展的理論與實踐路徑[J].課程·教材·教法，2013，（1）：113～114.

[3]沈睿.復雜理論視角下對化學教師PCK的研究[D].上海：華東師范大學碩士學位論文，2012：3～6.

[4] Smith D C，Neal D C.The Construction of Subject Matter Knowledge in Primary Science Teaching [J]. Teaching and Teacher Education，1989，5（1）：1～20.

[5]王潔，顧泠沅.行動教育-教師在職學習的范式革新[M].上海：華東師范大學出版社，2007：51～53.

[6]解書.小學數學教師學科教學知識的結構與特征分析[D].長春：東北師范大學碩士學位論文，2013.

[7]伊恩·麥吉爾，利茲·貝蒂.行動學習法[M].北京：華夏出版社，2002：164～168.