麥儉富

一、PCK理論的內涵

PCK是學科教學知識（ Pedagogical ContentKnowledge）的簡稱，是關于教師將自己所掌握的學科知識轉化成學生易于理解的形式的知識。研究表明PCK的理論不僅能幫助提高教師的教學成效，促進教師的專業發展，還能夠幫助教師將學科知識轉化和表征為有效教學的形式，促進不同層次和背景的學生對所傳授內容的掌握和領會，提高教學的質量。PCK的內涵主要包括學科的知識、課程的知識、學生的知識、教學策略的知識4個維度。

二、PCK理論指導下的“浮力產生原因”教學分析

1.學科的知識

“機械效率”是人教版八年級下冊《物理》第十二章的第三節。其核心知識是對機械效率概念的理解，包括對有用功、額外功和總功的理解、對機械效率的影響因素的理解。

2.課程的知識

機械效率是在力、功、功率等基礎知識上構建起來的新概念，是衡量機械性能的重要指標，也是學習其他效率，如熱機效率的基礎，具有十分重要的現實意義。

3.學生的知識

學生對機械效率的理解存在較多前概念的干擾，比如區分不清“有用功”“額外功”和“總功”；容易與功率混淆；容易認為機械效率的高低與機械的省力情況有關等。只有充分揭示學生原有知識結構中存在的錯誤觀念，掌握真實學情，才能使教學更具針對性和實效性。

4.教學策略的知識

通過對以上三個維度的分析，確定對“機械效率”這一知識采取以下的構建概念的教學策略：創設情境，引發認知沖突；評估方案，邏輯生成概念；實驗測量，深化鞏固概念。

三、基于PCK理論的“機械效率”教學案例

策略1.創設情境，引發認知沖突

教學活動1：引入有用功、額外功和總功

老師設計實驗活動：不同方式提升相同的物體，所做的功是否相同？

學生實驗：設計實驗并進行實驗：

（1）用手直接將一個重為G的鉤碼提升h，W=Gh。（2）通過一個動滑輪，沿豎直方向勻速緩慢將一個重為G的鉤碼提升h，分別測量繩端拉力F和繩端移動的距離S，W=FS。

實驗現象：

老師引導：

（1）使用機械不省功！

（2）梳理“三功”概念及關系

【設計意圖】PCK的本質是教師關注學生的學習知識?！耙胱屢粋€學生把習以為常的認識徹底拋棄，不是簡單的解釋和說教就能解決的，一定要想辦法讓非科學的前概念在事實面前遭遇強烈碰撞，讓這種碰撞迸發出思考的火花，從而讓學生產生突破舊思維的強烈欲望”。該實驗的設計有兩層用意：引發沖突，使用機械并不省功。反而要多做功；借助該實驗載體引入“三功”及其關系。

策略2.評估方案，邏輯生成概念

教學活動2：構建機械效率的概念

老師：創設勞動情景：現在需把100 N重的大米運到6 m高的樓上，想想看，有哪些方法，可以把大米運上去？如何比較不同機械性能的好壞？

學生：討論和計算、分析

【設計意圖】PCK理論指出，教師需要就學生學習過程中可能出現的困難予以充分認識，并探索更好的方式幫助學生解決困難。初中生的思維處于感性認識向理性思維發展的階段，對于抽象的機械效率的概念，采取在仿真勞動情景的實例下，分析對比不同方案的優劣及數據分析，最終邏輯生成機械效率的概念。

策略3.實驗測量，深化鞏固概念

教學活動3：測量滑輪組的機械效率

學生實驗：

老師引導：

（1）滑輪組的機械效率與哪些因素有關？

（2）測出做功的時間，對比機械效率和功率

（3）提高機械效率的途徑

【設計意圖】海森堡認為：“新的思維結構只有被看到更成功、更有效地解決自己領域里的問題時才可能被接受?！盤CK理論的應用并不是簡單倡導教師將知識灌輸給學生，而是需要讓學生“知其然”且“知其所以然”。在初步認知機械效率概念的基礎上，讓學生經歷測量機械效率，不但加深對機械效率概念內涵的理解，而且能對機械效率概念的外延有新的認識，用實驗證實科學概念，實現前概念的轉化，促進學生認知順應。

著名認知心理學家奧蘇泊爾說過：“如果我不得不把全部教育心理學簡約為一條原理的話，我將會說，影響學習的最重要的因素是學生已經知道了什么，并據此進行相應的教學?！盤CK理論指導下的教學，就是提醒教師站在學生的角度去設計課堂，掌握真實學情，并提出針對性的教學策略。在課堂設計時充分做好學科知識、課程知識、學生知識和教學策略知識的分析，才能有效實現學科知識以學生易于理解的形式轉化。

責任編輯 龍建剛