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，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，社會對教師的專業素養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，培養其創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。該理論強調教師不僅要具備扎實的學科專業知識，還要了解如何將這些知識轉化為學生容易接受的教學內容，并基于學生的認知特點和學習需求采用恰當的教學方法。PCK理論的引入能使教師從知識傳遞者轉變為教學設計師，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，一個優秀的教師不僅需要掌握學科內容知識（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知識包括學科內容知識和教學知識，主要特征有內容相關性、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量，豐富學生學習體驗，而且能提升教師專業素養，培養社會所需的具備科學素養的人才。

第一，能幫助教師創新教學策略與方法，提升教學效果。化學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和專業能力提出了較高的要求。PCK理論強調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給學生，激發學生的學習興趣，提高學生的知識內化效率。PCK理論還鼓勵教師根據學生的學習反饋靈活調整教學策略，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，有助于培養學生的科學素養與創新能力。在高中化學教學中，教師不能僅教授學生理論知識，還應重視培養學生的科學素養與創新能力。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，培養學生嚴謹的實證精神和創新思維。這樣不僅能幫助學生建立完整的化學知識體系，還能培養學生的批判性思維、問題解決能力以及創新能力，為其終身學習和未來發展奠定堅實的基礎。

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，實現內容精煉與重構

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，以實現對內容的精煉與重構。在這一過程中，教師應充分理解化學知識的本質，了解化學知識之間的內在關聯以及實現教學轉化的可能性，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展需求的教學內容體系。

首先，化學作為一門研究物質組成、結構、性質及變化規律的學科，其知識體系具有較強的系統性、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在聯系，如元素周期律與化學鍵性質之間的聯系、化學反應速率與化學平衡的聯系、有機化學與無機化學的聯系等。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容涉及面較廣、抽象復雜等特點，對此，教師應依據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、制備與應用以及硫循環等核心知識上，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、酸堿理論等知識聯系起來，使學生從更廣闊的化學知識網絡中理解和掌握新內容。

最后，PCK理論倡導教師將學科知識轉化為易于學生理解、掌握與運用的內容。在高中化學教學設計中，教師應根據學生的認知發展水平、思維特點與學習風格等靈活調整教學內容的組織方式與呈現順序。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，從而培養其科學探究能力和創新思維。

（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。這一環節的核心在于教師要深入理解化學知識的本質，并結合學生的認知發展規律和個體差異，設計既能滿足課程標準要求又能激發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理論強調教師不僅要具備豐富的學科專業知識，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、課后作業等常規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容時應遵循“最近發展區”理論，在學生的現有知識水平與潛在發展水平之間搭建橋梁，鼓勵學生挑戰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，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、分子軌道理論等內容，幫助其從微觀層面理解硫及硫化合物的性質及反應規律。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、規律，提升其化學學科素養和創新能力。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的發展。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、教材內容相契合，同時兼顧學生的個體差異和發展需求。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、結構、反應規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、數據處理、結果分析等方面的能力以及學生在實驗過程中體現的科學探究精神與安全意識。

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

（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實世界中的多維度影響。

第二，評價方法應追求多元化與創新性。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、學習分析工具、電子檔案袋等信息技術手段，實現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。

在反饋環節，教師應精心設計反饋形式，以有效發揮反饋的作用。教師設計的反饋形式應具有明確性、針對性與啟發性，既能指出學生在理解與內化知識的過程中存在的問題，又能激發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化知識的關鍵環節。教師應定期匯總、分析評價數據，了解學生在深度理解與內化知識方面的共性問題與個體差異，并據此調整教學策略。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，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的化學知識、教學知識和學生知識，并能夠將這些知識融合運用。在實際教學中，教師應根據學生的實際情況設計合適的教學內容、方法和評價方式，引導學生積極主動地進行學習，培養其化學學科核心素養和創新能力。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發展個案研究：以“物質成分探究”教學為例［J］.化學教學，2023（6）：25-30.