核心素養下教師PCK在化學教學中的價值體現

李萍萍　王冬梅　解莎莎　于博揚

摘要：在化學學科核心素養的背景下，結合教師PCK，通過對“氧化還原反應”一課的教學設計，闡述了化學知識、化學興趣知識、化學教學策略知識、化學教學評價知識和化學素養知識的內涵，體現了學生化學核心素養的培養，展現了教師PCK在化學教學中的育人價值。

關鍵詞：PCK;化學學科核心素養;教學設計;教學價值

文章編號：1008-0546（ 2022） 09x-0012-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.003

引言：PCK是教師自己從教材中挖掘學科知識，然后轉化成學生易于理解的形式的一種知識。[1]隨著新課改的不斷深入，核心素養背景下，傳統知識本位的教師PCK已不能滿足學生的學習需要，這就需要教師在教學過程中不僅要關注自身PCK對教學知識的轉化，還要立足于學生發展的角度，開發知識的育人價值。[2]由于教師PCK具有實踐性和個體性的特征，隨著教師在課堂中經驗的不斷累積，教師主動建構的PCK最終會形成具有個人特點的知識，從而體現在具體的教學設計過程中。因此，核心素養背景下，教師PCK指導的教學設計，不僅可以發揮其教學價值，還能體現育人價值。

一、化學學科核心素養

化學學科核心素養是學生通過化學學科學習而逐步形成的化學價值觀、品格和能力。包括“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”。前三個維度是學生形成化學學科的思想和方法，第四個維度從實踐層面激勵學生勇于創新，最后一個維度進一步揭示了化學學習更高層次的價值追求。化學學科核心素養體現了化學學科的育人價值。[3]

二、核心素養下的PCK教學設計

1.核心素養下PCK教學設計模型

新課標提出教學要以核心素養為導向，體現“教、學、評”一體化的教學過程[3]。在此背景下，陳慧嬡基于Magnusson學者的PCK理論中的構成要素和課程標準要求，重新構建了教師PCK的結構，其中包括化學素養知識、化學知識、化學興趣知識、化學教學策略知識和化學教學評價知識五個維度，并根據這五個維度創設了“主題PCK”教學設計，[4]即“一個學科主題，五條PCK主線”[5]的教學模型（見圖1）。本文將此模型應用于“氧化還原反應”的教學過程中，通過落實對學生核心素養的培養，充分體現PCK的育人價值。

2.以“氧化還原反應”為例的PCK教學設計

（1）教材分析

課程知識是要求學生學習化學這門課所必須掌握的知識。教師PCK中的課程知識要求教師要挖掘知識點間的縱橫聯系，通過復雜的加工轉化為學生需要且易于理解的知識，進一步提煉出其所包含的教育價值。核心素養下，教師PCK中的課程知識不再只是對知識的融合，而是將化學學科內容知識、學習方法、思想品德及價值觀等進行融合，形成學科的思想和方法，激發學生的創新精神，并服務于社會，從而促進學生的全面發展。本文以“氧化還原反應”第一課時為例，結合教師PCK中的課程知識進行以下教材分析：課程標準中要求學生認識有化合價變化的反應是氧化還原反應，了解該反應的本質是電子的轉移。[3]結合課標與教材內容，教師可以挖掘出更多的內容：氧化還原反應定義、本質及特征、與初中所學四大反應的關系及氧化還原反應的應用等。重難點是讓學生從微觀視角認識化學反應，了解反應本質，構建起對化學反應的認知模型。氧化還原反應貫穿于整個中學化學的教學過程中，也是重點考核的內容之一。

（2）學情分析

教師PCK中的學生知識要求教師不僅要知道學生的知識基礎、誤區和困難點，也要關心學生的生活，還要了解學生的認知方式、興趣和差異，以便采取不同的教學策略教給學生知識、豐富學生情感、培養學生核心素養。所以在核心素養要求下，教師要把學生已有的知識、經驗和社會生活實際與學生的學習聯系起來，對學生進行深入分析和了解，教師利用這些知識，找準確切人點，使學生喜歡化學，培養學生的科學態度、社會參與意識，使學生能夠盡快適應未來社會。

氧化還原反應這一課時的學情分析如下：學生在初中已經學過有關化合價的知識，具有一定的分析討論問題的能力，并且具有一定的生活常識和探究思維能力，能夠進行實驗探究設計。

（3）教學目標與評價目標

教學目標能夠引領整個教學過程，是教師PCK中其他各要素的聯結點，它可以反映出一個教師PCK的水平。有較高的PCK水平，可以制定出一個全面且合理的教學目標。

教學目標：

①通過實驗探究生活中存在的氧化還原反應的現象;

②通過氧化還原反應本質的認識過程，初步建立氧化還原反應的認知模型;

③通過了解氧化還原反應在生活中的應用，感受氧化還原反應的價值，增強社會責任感。

評價目標：

①通過對食品脫氧劑作用的探究實驗的交流和點評，診斷并發展學生實驗探究水平（定性水平，定量水平）;

②通過對具體氧化還原反應的判斷和分析，診斷并發展學生對氧化還原反應的認識進階（物質水平，元素水平，微粒水平）和認識思路的結構化水平;

③通過對氧化還原反應在生活中的應用的討論和點評，診斷并發展學生對化學價值的認知水平。

（4）教學過程設計

本課的教學設計思路如圖2所示。首先從氧化還原反應這一主題出發，根據教材分析和學情分析確定知識線，進而確定興趣線和策略線，根據教學與評價目標確定評價線，最后結合核心素養的要求確定素養線，沿著PCK主線進行具體教學環節的設計。

知識線：課程知識和學生知識共同構成知識線。學生初中學習了化合價、四大基本反應類型，并具有一定的實驗探究和分析討論能力，在此基礎上，學習氧化還原反應的概念與四大基本反應的關系，氧化還原反應的本質及在生活中的應用。

興趣線：教師用實驗、謎語、動畫以及生活實例等學生感興趣的內容，構成興趣線索，牽引著學生不斷探究氧化還原反應的奧秘。

策略線：化學核心素養要求教師運用實驗和調查等方法讓學生進行探究與學習，培養學生合作、實踐、質疑與創新的精神。運用“教、學、評”一體化的教學模式，及時評價，隨時更新教學方法，使學生能夠形成“宏一微一符”的化學學習思想。教學設計中的“實驗探究，激發興趣”環節采用實驗探究的策略，“聯系生活，升華所學”環節采用理論聯系生活的策略，“謎語引入，學習新知”“回顧舊知，認識發展”“再探新知，理解本質”等環節采用問題驅動的策略。

評價線：本次教學設計的評價線主要包括以下幾方面：教師對學生實驗探究水平的診斷評價;學生對化學反應從物質水平，元素水平，微粒水平的結構化水平的診斷評價;學生的化學價值水平的診斷評價。

素養線：通過實驗、問題、生活等情境創設，培養學生的“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”的素養。這四個維度構成素養線，體現育人價值。

環節一：實驗探究，激發興趣

讓學生自主探究食品脫氧劑的成分及作用，體驗生活中的氧化還原反應現象，從而引起學生的學習興趣，診斷并發展學生的實驗探究水平，培養學生“科學探究與創新意識”的素養，通過這一環節，教師自然地引入新知識，引導學生開始學習新的反應類型——氧化還原反應。具體的教學過程如圖3所示。

環節二：謎語引入，學習新知

教師通過謎語引入，激發學生的學習興趣，讓學生回顧初中所學過的復分解反應和化合反應，并引導學生從化合價的角度分析這兩個反應，自然而然地引出氧化還原反應和非氧化還原反應的定義。通過練習，學生學會了判斷氧化還原反應，知道了元素化合價的升降是判斷氧化還原反應的特征標準，診斷并發展了學生分析討論問題能力。教學流程如圖4所示。

環節三：回顧舊知，認識發展

學生回憶初中所學氧化還原反應，從得失氧角度轉化成從化合價角度進行氧化還原反應的判斷，知道了知識是不斷發展和深化的。教師列舉初中所學過的四大基本反應，學生判斷這些反應是否為氧化還原反應，并總結出他們之間的關系，運用分類思想對化學反應進行分類。教學流程如圖5所示。

環節四：再探新知，理解本質

用動畫和演示實驗，對鈉與氯氣、氫氣與氯氣的反應從微觀形成過程[6]進行講解。學生知道了氧化還原反應的本質是電子的轉移，掌握了該反應本質的認識過程，初步構建起反應的認識模型。教學流程如圖6所示。

環節五：聯系生活，升華所學

通過理論聯系實際的策略，學生了解氧化還原反應在生活各個方面的應用，感受到了它的價值。例如，通過汽車尾氣處理[6]這一生活實例，學生形成了綠色和可持續的觀念，增強了社會責任感和參與意識。這一環節的教學過程如圖7所示。

（5）教學反思與評價

教師良好的評價知識對自身專業發展有很大的幫助，教師只有經過反思與評價才能知道自身的不足。本教學設計從學生已有生活經驗人手引入新課，基于學生已有的知識進行新課講授。運用五條PCK主線設計模型，構建完整的教學內容框架，落實對學生核心素養的培養，體現教師PCK在教學中的育人價值。將教師的PCK與教學設計融合，提高了學生參與度，增強了課堂的教學效果，凸顯了教師PCK的教學價值。

三、總結

隨著教師教學經驗的豐富以及對學生了解程度的增加，教師自身的PCK也在不斷發展和豐富。一個完整的教學設計可以反映出教師PCK中的各要素知識，（如課程知識，學生知識，策略知識等）。核心素養背景下，教師PCK的內涵也有所延伸。將核心素養融入到PCK教學設計中，能激起學生興趣，煥發課堂活力，也能使每位學生的潛能得到充分發展，讓書本知識實現其真正的教育價值。

參考文獻

[1]朱江，基于新課標背景下高中化學教師學科教學知識現狀調查及案例研究[D].武漢：華中師范大學，2020.

[2]柯芳，林雨虹，楊水金.基于化學學科核心素養的PCK教學設計——以“構成物質的基本微粒”為例[J].湖北師范大學學報，2021，41（2）：113-118.

[3] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[s].北京：人民教育出版社，2020.

[4]陳慧媛.基于化學學科核心素養的高中化學PCK教學設計案例研究[D].黃石：湖北師范大學，2019.

[5]柯芳，陳慧媛，張璨，楊水金.PCK視域下“五線合一”的化學教學設計——以“鈉的氧化物”為例[J].中學化學，2019（8）：7-10.

[6]人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中教科書（化學必修第一冊）[M].北京：人民教育出版社，2019.