“磁感应强度”教学中的PCK解析，本文主要内容关键词为：教学中论文,磁感应强度论文,PCK论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1986年，时任美国教育研究会主席的斯坦福大学教授舒尔曼通过研究指出，教师除了应具备学科知识与一般教学法知识外，还须在教学过程中发展另一种新的知识——PCK（Pedagogical Content Knowledge），即学科教学知识。 一、什么是PCK 舒尔曼认为PCK是多种知识的综合，包含教师对学习者的知识、课程的知识、教学情境知识和教法知识等，它是“用专业学科知识与教育学知识的综合去理解特定单元的教学如何组织、呈现以适应学生的不同兴趣和能力”。1990年，格罗斯曼又将PCK分为四个部分： （1）一门学科的统领性观念——关于学科性质的知识和最有学习价值的知识； （2）学生对某一学习内容理解和误解的知识； （3）特定学习内容在横向和纵向上的组织和结构的知识； （4）将特定学习内容显示给学生的策略性知识。 1993年，科克伦等人认为，PCK应该由学科教学知识改为学科教学认知（Pedagogical Content Knowing），因为“知识是静态的，认识是动态的，学科教学认知是教师对教学法、学科内容、学习特征和学习情境等四个构成因素的综合理解，总是处于连续的发展过程中”。相对于舒尔曼的PCK，他增加了两种成分，一种是关于学生的知识，另一种是关于学习情境的知识。 虽然PCK概念的内涵在不断地演变，但各位学者在对PCK的本质的认识上达成一些共识：（1）PCK的核心是向特定学生有效呈现和阐释特定内容的知识，它是教师独有的知识类型，是教学专家与学科专家的最大区别；（2）PCK是与特定主题相联系的知识，所以它不同于一般教学法知识以及一般意义上的关于教育目的、学生特征方面的知识；（3）学科教学知识也是关于某一主题的教学知识，因此本质上它也不同于学科知识；（4）学科教学知识的发展是一个不断建构的过程。 PCK是一个不断建构深化的过程，而且它是与特定主题特定内容相联系的知识，因此在物理教学中，PCK应当是教师在课堂内外不断地实践、总结、反思的过程中逐步形成的，课堂中的原理性知识、案例性知识、策略性知识都是PCK多种的存在知识。在此，笔者以“磁感应强度”这节课为特定主题和案例，深入解析课堂中教师的PCK，由此引发一些对教师PCK建构的思考。 二、“磁感应强度”教学中的PCK 对于“磁感应强度”这一节课，我们重新尝试从PCK的视角来审视课堂教学。按照格罗斯曼对PCK的四种解析，我们同样可以对“磁感应强度”的教学从这四个角度进行剖析。 （一）关于学科性质的知识和最有学习价值的知识 从这个角度来说，教师其实就是要解决磁感应强度教什么，它的教育价值又是什么的问题。对于“磁感应强度”的教学意义，教师教学用书提到：“磁感应强度是电磁学的基本概念之一，是磁场这一章的重点。”但是教师PCK掌握程度的不同从对于其意义的理解上出现分化。对于新教师来说，这句话就是他所能掌握到的本节课内容价值的所在，而对于成熟教师来说，这句话只是磁感应强度意义的纲领，他们会将对它的理解渗透到本章各小节甚至整个物理学科中，经验丰富的教师能够从各个不同的角度来理解磁感应强度的丰富意义。比如：磁感应强度的大小决定磁铁的磁性强弱，对铁质物体吸引力的强弱；磁感应强度的研究对地磁场、太阳磁场的研究有着重大意义；磁感应强度的研究对于现代电子科技的发展作用非凡；磁感应强度的定量分析对于粒子物理中的探索有着至关重要的作用等等，而这些将直接导致课堂的内容广度和深度出现巨大差异。新教师可能只是干巴巴地重复教科书的内容，思维严重受限，学生也提不起高涨的学习兴趣，而成熟教师由于对教学意义的理解角度高远，所以他们的课堂同样大开大合，思想深邃，这就是两者因PCK的差异而导致课堂张力的差异。 对于这堂课教什么，不同的PCK背景同样会有不同的理解。新教师在研读教材后会知道本节课的教学重点是使学生了解磁感应强度，掌握它的比值定义法，知道磁感应强度的大小和方向的定义等等。但是成熟教师在对待这些教学重点时，不仅只是去完成这一个个单独的教学任务，他们在教学时更注重引导学生理解学习内容内在的逻辑性和思维的辩证性。例如：为什么需要在课堂上提出“磁感应强度”这样一个物理量？如果需要的话如何按照我们的需要来描述？有没有什么直观的方法来表示？如何将“表示”升级为“定义”？能不能借用学过的类似方法来定义“磁感应强度”？可以有几种方法来定义？哪些可行，哪些又不可行？为什么？大小和方向分别如何来定义？定义时有什么要注意的地方？可以设计哪些实验方案来定义磁感应强度？在实验操作过程中可能会出现什么实际困难？有没有什么办法来解决这些困难？实验数据是否会出现误差？如何来修正误差？等等。成熟教师能够从整堂课教学的思路中理出教学内容的内在逻辑关系，抓住教学过程中的每一个细节，并以此为突破口强化学生各方面的能力和素质。 （二）学生对某一学习内容理解和误解的知识 这一层次的PCK就是教师预判学生的前概念、前知识、前技能，预判学生在接下来的课堂教学中可能会出现的理解思路，理解障碍和理解陷阱，以便对学生在课堂将会随机出现的学习障碍与偏差及时给予有效的引导和纠正。 对于学生而言，磁感应强度的概念在日常生活中并未接触过，学生没有直观体验，但磁场以及磁场有强弱的概念，在初中阶段学生已经有所涉及，这是对教学的有利现状，但这距离磁感应强度的通彻理解还有一道壕沟，这正是教师需要在课堂上解决的问题。有了这样的预先了解，教师在课堂教学时必能做到胸有成竹，预案充足。 从知道磁场有强弱深化至理解磁场强弱的表示方法，这中间有一道连接的桥梁，就是安培力。安培力也是学生在初中时接触过的内容，但当时并未对它进行深度讲解，只是让学生知道安培力的现象，对于其大小情况未曾说明，本节课需要对安培力的大小给出定量分析，这是学生首先要走过的第一关。这一关障碍不算大，但若是能配合相关演示实验的话，可以让学生加深印象，强化理解安培力的影响因素。这个实验是教师要准备的，同时不能遗漏的还有对实验装置的解释说明，因为部分学生会出现不理解装置的原理和作用的情况，这也是需要教师事先准备好的，尤其是一些现代化实验仪器的使用。例如若课堂演示实验需要用到朗威DIS系统，那教师必须在课前或课上将该系统的工作原理和特点向学生作预热介绍，防止出现复杂的实验装置拉大与学生间的距离感，反而成为学生课堂理解中的障碍。 对于磁感应强度的方向，教科书上给得很直接，就是以小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。看上去这似乎是简单明了的定义，但如果考虑到之前对于电场强度的方向定义，它是以正电荷在某点所受电场力方向为该点场强方向，这在此处的教学中是会有混淆作用的。以此类推，学生往往会将磁感应强度的方向认作为通电导线在某处所受安培力的方向，教师在课堂上需要面对的学生的一些前知识的负迁移，应当做好让学生试误的准备。 （三）特定学习内容在横向和纵向上的组织和结构的知识 从纵向来看，磁感应强度貌似是一个全新的概念，但其实它早就在“磁场”一章最开始的教学中就被慢慢渗透。介绍磁现象时，教师就告诉学生磁体能吸引铁质物体，而且根据吸引力的强弱可得知磁体各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫做磁极。虽然刚开始对于“磁性的强弱”的定量化说明学生没有迫切的学习要求，但这已经在为接下来的学习做好了铺垫，同时对地磁场和指南针应用原理的了解也早就为磁感应强度方向的学习埋下了伏笔。教师在之前的课堂上就应该有意识地为“磁感应强度”的教学预先做好热身准备。 从横向来看，如果把磁感应强度与电场强度做一比较（如下页图1所示），可以发现这两个物理概念的形成过程有着很大的相似性。教学中通过类比的方法，让学生充分借鉴学习电场强度的经验，将会大大降低磁感应强度的学习难度。 对这些纵向与横向联系知识的结构组织的识别就是属于典型的PCK，它绝不是简单的就课论课，而是需要教师凭借其丰富的经验对本节课教学内容在本章乃至整个物理教学体系中的地位和布局有着综合性的视角和把握。 （四）将特定学习内容显示给学生的策略性知识 本节课最大的教学重点和难点，就是通过实验，分析并寻找出描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度，所以对磁感应强度的教学是建立在以实验为载体的学习过程中的，因此对这节课实验设计与分析的探讨既是教学的手段，也是教学的目标。如何将以实验为载体的核心概念向学生展示呢？
