基于TPACK的中學物理微課設(shè)計策略①

高成軍 李曉明

(1.江蘇省蘇州市相城區(qū)陸慕高級中學，江蘇 蘇州 215131；2.江蘇省蘇州市相城區(qū)春申中學，江蘇 蘇州 215143)

TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge)最早是由美國密歇根州立大學馬修·科勒和龐雅·米什拉提出的教師信息化能力的概念模型，主要指將技術(shù)和教學法融入到學科內(nèi)容教學中的知識。TPACK為教學技術(shù)的信息化提供了理論框架，它告訴我們：信息技術(shù)、教學法以及學科教學內(nèi)容之間并不是孤立的個體，而是可以有效地融合到一起，使教學變得更加簡潔有效、直觀易懂。

在當前信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，加之對新冠疫情的防控，線上教學、網(wǎng)課、微課逐漸盛行起來，尤其是微課以其內(nèi)容短小快捷、便于學習的特點而獨具優(yōu)勢。微課雖然時間上一般不超過10分鐘，但“麻雀雖小，五臟俱全”，其內(nèi)容依然具有相對的完整性，它能夠把看不見、摸不著的物理情境，不易理解的物理過程通過多媒體的手段直觀呈現(xiàn)出來。微課可以應用于概念、規(guī)律的教學，可以重現(xiàn)某一物理實驗的真實過程，可以模擬習題所述的物理場景，也可以展示習題的講解過程及習題結(jié)論的模擬展示等。

微課的興起給了TPACK模型很大的應用空間，同時該理論模型也為微課設(shè)計質(zhì)量的提升提供了理論指導，筆者結(jié)合自身的教學實踐，探討基于TPACK的中學物理微課的設(shè)計策略。

1 精準把握學科內(nèi)容(Content Knowledge)

TPACK模型的價值體現(xiàn)在可以強化教師對整合信息技術(shù)的物理教學過程的認識，提高教師整合信息技術(shù)的教學實踐能力，提升教師整合信息技術(shù)的教學質(zhì)量。[1]但無論教師如何整合信息技術(shù)，微課設(shè)計的任務都離不開學科內(nèi)容的教學，該內(nèi)容的選定應緊緊圍繞物理課程標準所規(guī)定的科學內(nèi)容，不應做過多的拓展與延伸，物理課程的宗旨在于培養(yǎng)全體學生的核心素養(yǎng)，而不是偏面追求物理知識的“難”和“繁”。

比如在原子的結(jié)構(gòu)教學中，利用視頻播放湯姆生的陰極射線實驗(圖1)，利用Flash軟件演示盧瑟福的α粒子散射實驗的動畫(圖2)，湯姆生的實驗說明原子可以再分，而盧瑟福的實驗表明湯姆生的原子棗糕模型存在缺陷，其中的過程蘊含著物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要素，通過湯姆生和盧瑟福的間接經(jīng)驗使學生經(jīng)歷科學思維過程，初步認識原子結(jié)構(gòu)。

圖1

圖2

至于原子的玻爾模型以及電子云模型就無需在初中階段介紹，因為從棗糕模型到核式結(jié)構(gòu)模型可以培養(yǎng)學生正確的知識觀，即知識并不是對現(xiàn)實的準確表征，它只是一種解釋、一種假設(shè)，不是最終答案，[2]前人的知識很可能會被后人的實驗和研究所修正、革新，這樣的知識觀可為學生在高中進一步學習量子力學視野下的原子模型打下基礎(chǔ)。

TPACK模型在微課設(shè)計中的應用不只是整合了技術(shù)和教學法，還結(jié)合了物理學科的特點，重點關(guān)注課程標準規(guī)定的學科內(nèi)容。TPACK的應用并不是為了凸顯信息技術(shù)的優(yōu)勢，也不僅僅是為了表現(xiàn)教學方法的多樣化，它是在特定的學科內(nèi)容基礎(chǔ)上適當?shù)卣霞夹g(shù)和教學法，目的是使學生能夠更好地理解知識。

2 有效運用教學方法(Pedagogical Knowledge)

教學方法是為了完成教學任務而采用的方法，包括教師教的方法和學生學的方法，是教師引導學生掌握知識技能、獲得身心發(fā)展而共同活動的方法。[3]俗話說：“教學有法，但無定法，貴在得法”。說明教學的方法與方式是動態(tài)的、靈活多樣的，中學物理課程的基本理念之一為：提倡教學方式多樣化，要求我們根據(jù)教學目標、教學內(nèi)容和教學對象采用合適的教學方式。

傳統(tǒng)的微課教學常采用講授法，教師把實驗、課件或例題通過錄屏錄課的方式呈現(xiàn)給學生，學生最多只能進行暫停、重播等操作，這樣的微課效果主要取決于學生的理解、領(lǐng)悟與認同，教學效果一般。因此，教師為了提高微課的教學質(zhì)量，除了要使教學的任務與內(nèi)容、采用的方法與活動適合學生的認知特點外，還要關(guān)注他們的參與程度。TPACK的模型給了我們一定的啟示，將信息技術(shù)與教學方法進行適當整合，可以有效實現(xiàn)微課的教學目的。

如圖3所示，希沃白板5提供的“知識膠囊”功能可以促進學生積極參與教學活動，當學生掃碼觀看老師錄制好的微課時，點擊右上角的“控制課件”按鈕就可以暫停講解，同時能對課件進行標注、展開思維導圖以及擦除圖片蒙層等操作。學生通過這一系列的操作，可以發(fā)現(xiàn)自己對微課內(nèi)容認知的不足，從而對接下來教師的講授進行有意注意，及時解決所發(fā)現(xiàn)的問題。

圖3

教學是教師與學生為傳承知識、技能等，促進學生全面發(fā)展而共同進行的教與學雙邊互動的活動。[3]將TPACK的模型應用到微課的教學中，可以使學生積極配合教師的教，通過顯性的可操作性活動將學生的感知、思維、聯(lián)想、記憶以及情感和意志等隱性的心理活動充分調(diào)動起來，最終達成微課學科內(nèi)容的教學目標。

3 合理借助技術(shù)手段(Technological Knowledge)

教師是教學的首席參與者，也是教學活動的設(shè)計者，教師整合適當?shù)募夹g(shù)進行教學設(shè)計，能大大提高教學效率，改善教學質(zhì)量，促進學生的發(fā)展。[4]TPACK對教師的信息技術(shù)化能力提出了較高的要求，當前的信息技術(shù)多種多樣，不同的信息技術(shù)具有各自不同的優(yōu)缺點，教師只掌握一兩項信息技能已經(jīng)不能適應微課的設(shè)計與創(chuàng)作的需求。

物理微課設(shè)計的實驗部分使用較多的是NOBOOK虛擬實驗平臺，它擁有豐富的精品資源實驗模塊，操作簡單，現(xiàn)象明顯，涵蓋面廣，教師能根據(jù)需要自己組建新的實驗，受到了廣大教師的歡迎。當然，NOBOOK也存在不足，如有些虛擬實驗與現(xiàn)實相比明顯失真。

GeoGebra數(shù)學畫板具有良好的可控性，它的實驗不是靠現(xiàn)成模塊的拼接而成，而是每一個器材、每一個動作都必須人為地規(guī)劃作圖和編寫指令，從而模擬真正的實驗環(huán)境。如圖4所示，GeoGebra可以任意拖動滑動條實現(xiàn)動滑輪的左右、上下移動，在移動的過程中兩繩與豎直方向的夾角始終保持相等。

圖4

然而，再逼真的模擬實驗也代替不了真實實驗，所以在條件允許的情況下，我們應盡量地使用實驗室器材完成微課的實驗制作。TPACK的模型不是讓教師過分地追求使用信息技術(shù)，炫耀個人的計算機水平，為了使用技術(shù)而使用，只會使微課的內(nèi)容華而不實，徒然增加教師的負擔。信息技術(shù)只是一種輔助功能，它必須是為學科內(nèi)容教學服務，任何脫離實際教學的信息技術(shù)都不是TPACK理念所倡導的。

4 結(jié)語

在TPACK的模型中包含三大核心要素，即學科內(nèi)容知識、教學法知識和技術(shù)知識，它們之間相互交叉融合，相互滲透、支撐。TPACK不僅要求我們教師具有豐富的學科專業(yè)素養(yǎng)和扎實的教育專業(yè)素養(yǎng)，還必須具備良好的信息技術(shù)素養(yǎng)。在進行微課設(shè)計時，應從微課的教學目標出發(fā)，充分考慮到學科內(nèi)容的知識類型和特點，結(jié)合實際的學情分析，選擇合適的教學方法，而具體的教學方法要根據(jù)技術(shù)手段的不同特點合理、靈活地選擇和應用。