中学化学教师学科教学知识的课例研究

张莹

摘要：化学教师学科教学知识是化学学科知识与教学知识在教学实践情境中的整合、内化与升华。化学教师学科教学知识的合理内核包括：对化学主题的认知、对学生学习风格与准备的认知、对教学策略的选择以及教学评价的认知等。以常态课“晶体的常识”为例分析新手化学教师学科教学知识的特质及存在的缺漏。通过搭建支架式“行动教育”平台、从“学习化学教学”到“研究化学教学”的转变、校本教研等教师培训模式的改革，可以促使教师学科教学知识从“教育教学理论性知识”到“实践性知识”再到“理论性实践”的升华，进而促进化学教师的专业化发展。

关键词：中学化学教师；学科教学知识；课例研究；晶体

文章编号：1005–6629（2014）9–0041–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

继舒尔曼提出学科教学知识（PCK）理论之后，教师学科教学知识就成为国内外教师教育研究的热点问题之一。如今，我国的新课程改革已经进入反思、总结与提升阶段，教师专业化成长关系到基础教育课程改革的质量与成败。教师学科教学知识是教师专业化发展的合理内核，兼具理论性与实践性的统一[1]。教师学科教学知识是教育教学理论在具体学科中的迁移与转化，同时又在课堂教学实践中不断升华、发展。教师学科教学知识因课异质，因人而异，具有较强的潜隐性与情境性[2]。虽然格罗斯曼、科克伦、盖斯以及特纳等人对教师学科教学知识诠释各异，但其基本架构与内涵已被越来越多的专家学者认同。研究发现，教师学科教学知识不仅包含课程、教学、管理与评价等表象知识，同时还是这些知识在具体课堂教学实践中的应用以及在此过程中教师自我获得的效能感、信念等个性心理倾向性。本文旨在通过研究化学课堂教学课例，分析新手化学教师学科教学知识的架构与特质，积极探索提升化学教师学科教学知识的有效途径，为化学教师教育研究提供理论支撑和实践依托。

2 化学教师学科教学知识的内涵

化学教师学科教学知识在化学教学设计、课堂教学实践与反思中不断形成与发展。化学教师一生都在不断追求：用更简洁、有效的方式把化学学科知识转化成学生能够接受、易于理解的知识，并内化于学生之心，潜移默化中促使学生科学素养得到提升。研究发现，化学教师学科教学知识可以分成四板块[3]：对化学主题的认知；对学生学习风格与准备的认知；对教学策略的选择以及教学评价的认知等[4]。对化学主题的认知是教师学科教学知识之树的根，能够为教师有效教学提供丰富的无机养料。它主要包括：主题内容的科学性与准确性；主题内容在教材中的表达；主题内容在生产、生活中的应用；主题内容所反映的化学学科本质及大观念；主题内容的教学目标等。对学生学习风格与准备的认知是教师学科教学知识之树的叶，能够通过光合作用实现化学知识从“学”到“教”的合理、有效转化。它主要包括：学生学习化学的兴趣与动机；学习风格；学生的学习起点、前备知识以及存在的迷思概念；将要遇到的学习困难等。教学策略的选择是教师学科教学知识之树的茎，能够为教师学科教学知识的发展输送与贮藏各种营养物质。它主要包括陈述性知识、程序性知识和概念性知识的教学策略，也包含选择合适的教学媒体策略以及课程资源的开发与使用等。教学评价的认知是教师对评价主体、内容、方法、过程与作用的认知，它是教师学科教学知识之树成长所需要的阳光与雨露。教师通过教学评价不断反思教与学的效果，从而促进教师学科教学知识之树茁壮成长，提升化学教育教学质量。

3 研究对象

研究者在深入实践调查的基础上，选取辽宁锦州普通高中的一名新手女化学教师作为研究对象。该教师具有化学教育专业学士学位，从事高中化学教学工作三年了。这是她第一次讲授人教版选修3《物质结构与性质》。从她众多的常态课中选取一节“晶体的常识”作为课例分析对象。

4 课例分析

4.1 教师对化学主题的认知不完整

4.1.1 导入的浮华，忽视知识间的内在逻辑性

上课伊始教师通过电影《泰坦尼克号》中的蓝宝石—海洋之心，引出本节课的主题：晶体的常识。虽然学生非常感兴趣，但晶体与非晶体的分类仅限于固体范围内，从蓝宝石到晶体常识介绍，这种导入有些牵强。当问及教师为什么不通过丰富的固体实例来走进晶体的世界时，教师发表了自己的看法：想让课堂生动一些，因为晶体这节内容比较枯燥，而且需要学生有比较强的空间想象能力，为了调动学生的学习积极性，所以就采用了《泰坦尼克号》导入。

教师为了制造课堂气氛，选择了看似生动有趣的故事导入，但忽视了晶体、固体知识间的内在逻辑性。选修3教材中的原子结构、分子结构理论及初中所学金刚石与石墨物理性质的区别等都是学生学习本节课的认知基础。教师可以从学生已有的知识经验出发，联系生活，展开“晶体常识”的主题介绍，学生在理解晶体与非晶体区别的同时，掌握化学学科“物质结构决定物质性质”的大观念。

4.1.2 宏观与微观的剥离

教师在总结晶体的特点时，多次提到宝石、钻石与水晶等晶体，但此时她并没有给出其微观结构，而是凭借语言描述，直到讲到晶胞时，才给出金刚石的微观结构。当研究者问及为什么在总结晶体和非晶体特点时，没有从微观结构上更深入剖析宏观物理性质的不同，被试教师认为此处不必浪费时间细究，学生只要知道晶体与非晶体的特点就可以了，至于微观结构的展示是为了让学生更好地理解晶胞，并能计算晶胞中的原子个数。

为了引出“晶胞”，教师拿金刚石被无限敲碎做比喻，同样不利于学生理解“晶胞是晶体结构的基本单元”。晶胞是人类研究晶体微观领域的一种界定，原子或分子间的线条是人为划分的。因为教师不恰当的比喻，给学生造成了更大的学习障碍。可见，教师头脑中并没有完全建立微观本质与宏观性质的必然联系，她传授给学生的化学知识亦是支离破碎的。

4.1.3 核心概念模糊不清

教师在讲到玛瑙与水晶的区别时，引导学生发现这是熔融态SiO2在不同冷却速度下形成的，接着介绍得到晶体的一般途径。在此种背景下，学生自然想到教师刚刚讲到的一种途径：冷却。教师给予了肯定答复，但没有过多强调此种冷却的实质-熔融态到固态的转变。教师随后通过PPT总结呈现三种得到晶体的方法，致使学生认为水晶与玛瑙的冷却和气态物质冷却没有本质区别，对凝华得到晶体的方法也认识不够深刻。可见，教师对于本课例的核心概念与关键词把握不准确，致使教学过程中给学生增加了许多不必要的迷思概念。

4.2 蜻蜓点水：对学生学习风格与准备的认知

研究发现，被试教师对于学生学习风格与特点并没有清晰、准确的认知。教师在讲课过程中多次引用了宝石、钻石与水晶等晶体，她并不知道一些学生认为“宝石就是钻石，钻石就是宝石”。教师没有把微观结构、化学式与宏观特点三者有机结合在“晶体的特点”中，使学生能够清晰把握宝石、钻石与水晶等晶体的物理性质，进而总结出晶体的一般特点。例如，有的学生认为“石墨的原子排列是无序的，因此金刚石是晶体，而石墨是非晶体”，学习效果差强人意。

访谈发现，教师在教学设计时往往较多参考优秀教师的教学案例，注重教材中学科知识的逻辑有序表达，片面增加教材难度，忽视学生个体差异。

4.3 水中望月：教学策略的选择

观课发现，教师虽然采用了多样化的教学方法：启发讲授、学生自学及小组讨论等，但这些策略与方法并没有给课堂教学带来实质性转变。究其原因，看似热闹的课堂，教师仍然是主角。例如，在学习晶体自范性特征时，教师采用了学生自学的方法，但在学生自学前教师并没有明确给出要解决的具体问题，而且自学时间较短，仅有1分钟。教学效果不理想：学生对“玛瑙没有晶体的多面体外形，它还是晶体吗”这个问题一直混沌不清，没有掌握晶体自范性产生条件的精髓。

推算晶胞中原子的个数是本节的一个难点问题。教师为了解决这个难点，运用大量习题帮助学生掌握其中的技巧与方法。但教师过于重视数学运算，把化学问题完全等同于数学公式的推导与计算。例如，教师给出CO2晶胞结构示意图后，直接让学生推算原子个数。由于教师没有帮助学生厘清该晶体中只存在CO2分子，学生计算的结果是8×1/8+6×1/2=4，没有得出正确结论。学生认知的偏差为后续原子晶体、分子晶体与离子晶体等的学习增加了难度。

4.4 教学评价的认知浅尝辄止

研究发现，教师对教学评价的认知仅限于对学生学业成绩的评价。被试教师认为反复练习是提高学生学习成绩的最好办法。课后访谈摘录如下：

研究者：课堂最后剩了4分钟，为什么选择做练习册了？

教师：重点内容都讲完了，习题也都练了，没有什么事了。

研究者：为什么不让学生总结一下本节课的主要内容，或让学生谈一下收获呢？

教师：让学生说也就那几个同学，不如做练习册，也好检查一下学生的学习情况。

研究者：您知道概念图等学习评价方法吗？

教师：不太清楚。考试、测验是我经常用到的方法。

虽然该教师接受过市级、校级等基础教育课程改革培训，但其对教学评价的认知仍然停留在学生学习的结果性评价层面，对于过程性评价知之甚少，更不会在教学中灵活应用。

总之，新手化学教师学科教学知识的各组分的架构趋于传统倾向，其偏重于化学学科知识的逻辑层次，而忽视对学生的认知，教学策略的选择比较单一。教师如何在课堂教学实践中有效整合与应用学科教学知识，是建构高效课堂、促进化学教育教学改革的关键。

5 化学教师学科教学知识提升的有效途径

影响教师学科教学知识整合与发展的因素多、且混沌迷离，只有在课堂教学实践与反思中化学教师学科教学知识才能得到丰富与发展。教师职后培训模式的改革与教师自身发展需求相结合，是促使化学教师学科教学知识合理架构的现实路径。培训模式改革的外在驱动与教师内在需求的提升，促使教师“思”于课堂教学实践，“行”于“思”后，“行”“思”并重，教师学科教学知识真正实现从“教育教学理论性知识”到“实践性知识”再到“理论性实践”的升华。

5.1 搭建支架式“行动教育”平台

“行动教育”是教师职后培训的一种有效范式[5]。在“行动教育”中，以课堂教学实践问题为依托，将复杂的教师学科教学知识加以分解，以单元主题式向培训教师呈现所要学习领域。单元主题可以是观察名师授课、优秀教师视频案例分析、网络学习等，也可以是微课、同质异构课等教学实践以及反思[6]。通过丰富的教学案例，教师学会了合理整合教学资源，依据学生特质设置不同梯度的化学学习情境，并能准确预知学生的各种学习困难等，教师学科教学知识趋于进步取向。教学案例应凸显中学化学课堂教学特质，使教师深刻体悟化学教育教学理念、掌握化学核心概念，引发教师对自身学科教学知识的本体思考，并在教学实践中自觉践行。

5.2 “学习化学教学”到“研究化学教学”的提升

化学教师与教育教学专家共筑线上、线下学习共同体。教师以教学实践问题为切入点，在专家、学者的引领下，梳理教育教学理念，反思集体教学经验，开展项目研究工作，有利于教育智慧的生成。在项目驱动下，实现教师从“学习化学教学”到“研究化学教学”的转变，进而在“问题、项目、研究、实践、反思”的共同实践中发展教师学科教学知识。

5.3 “以校为本”促使化学教师学科教学知识的发展

不同地域、学校的化学教师学科教学知识具有不同特质。丰富多彩的“校本教研”活动对于提升本校化学教师学科教学知识具有积极的促进作用。“校本教研”可以包括每周一次的研修活动、每月一次的“交流-反思-提升”活动，每学期一次的“汇报—展示”活动等。只有自我醒悟与自我修正[7]的“校本学习”才能真正促进教师课堂教学改革。例如，在“晶体的常识”校本教研活动中，教师提出可以结合多媒体课件演示，让学生用橡皮泥自己制作晶胞，然后拼凑晶体。学生在“动手-动脑”科学探究过程中，深刻领悟物质微观世界的奇妙，不但理解了晶胞的微观结构，而且逻辑思维能力得到增强。通过教学问题的研讨，微课设计与实施，互动评议与反思等，教师反思意识增强，学科教学知识的架构更趋于合理化，化学课堂教学质量的提升落到实处。

综上所述，化学教师学科教学知识的架构过程复杂、显现形式多样、检验标准不统一，这些都为教师职后培训工作带来难度。教师职后培训模式改革应在教育教学理念的引领下，以教学实践问题为抓手，以“行动教育”与“教学反思”为突破口，激发教师自我提升的内在需求，从而促进教师学科教学知识的有效架构。当然，本研究由于样本有限，只是对一名年轻化学教师的常态课进行分析，个别观点可能有些偏颇，诚与各位同仁商榷。

参考文献：

[1]张莉娜.新课程背景下促进教师PCK发展的教师培训方式和策略研究[J].北京教育学院学报（自然科学版），2013，（6）：38～39.

[2]梁永平.职前教师学科教学知识发展的理论与实践路径[J].课程·教材·教法，2013，（1）：113～114.

[3]沈睿.复杂理论视角下对化学教师PCK的研究[D].上海：华东师范大学硕士学位论文，2012：3～6.

[4] Smith D C，Neal D C.The Construction of Subject Matter Knowledge in Primary Science Teaching [J]. Teaching and Teacher Education，1989，5（1）：1～20.

[5]王洁，顾泠沅.行动教育-教师在职学习的范式革新[M].上海：华东师范大学出版社，2007：51～53.

[6]解书.小学数学教师学科教学知识的结构与特征分析[D].长春：东北师范大学硕士学位论文，2013.

[7]伊恩·麦吉尔，利兹·贝蒂.行动学习法[M].北京：华夏出版社，2002：164～168.