化学专家型教师学科教学知识特征研究

张小菊

摘要： 学科教学知识的核心组成包括3部分： 对教学主题内容的认识与理解，对学生认知特征的认识与理解，对教学策略选择的认识与理解。通过对6位化学专家型教师2个月的课堂观察与访谈，发现专家型教师的学科教学知识具有如下特征： 一是对学科教学知识内容的认识与理解突显对教学内容意义的追寻，超越了知识层面的理解；二是对学生学习特征的认识与理解内容丰富，主要体现为对学生学习困难的认识，对学生后继学习关联的认识，对前面已有学习关联的认识；三是对教学策略选择的认识与理解灵活而有规律，且与对教学内容的学科特征和对学生学习特征认识息息相关。

关键词： 化学教师； 学科教学知识； 专家教师； 学科教学知识特征

文章编号： 10056629（2018）9001707 中图分类号： G633.8 文献标识码： B

学科教学知识的研究对师范生的培养及教师的专业发展具有重要意义。美国科学教育学者阿贝尔（S. Abell）对学科教学知识与教师专业发展的意义给予了高度评价，“当我第一次遇到学科教学知识的概念时，就被深深地吸引了，作为科学教师教育者，多年来我一直运用学科教学知识作为我的教学和研究的理论基础，20多年过去了，学科教学知识仍是极具魅力的概念”[1]。

我国学者也高度肯定了学科教学知识概念的意义，如廖元锡提出学科教学知识是教师知识结构中使教学最有效的知识，鲍银霞和孔企平对国外数学学科教学知识实证研究的述评指出学科教学知识是影响教与学的关键变量[2]。

教师的专业发展一般都经历从新手阶段至专家型教师的成长过程，新手教师通常缺少学科教学知识，有研究者运用调查研究证明青年教师有强烈的发展学科教学知识的需求[3]。

有研究者指出当前教师专业发展出现了诸多异化现象，急功近利，教师退化为执行者等等。教师需要在复杂的、不断变化的教育情境中做出良好的自我决断，教师需要在完成任务或解决问题中进行批判性思考，完善自己的教师观和教育观[4]。

新手教师学科教学知识发展的方向是什么？目标是什么？研究专家型教师学科教学知识特征，有助于激发新手教师专业成长的内在需要，明确自己专业成长的方向，可以促进新手教师以专家型教师的学科教学知识作为参考，在教学实践中批判性反思，在反思中实践与完善，促进良性的教师专业发展。

1 研究问题的提出——专家型教师的学科教学知识的特征是什么

学科教学知识由舒尔曼于1986年提出，他认为教师具有一种独特的知识——学科教学知识——它是教师对自己专业的独特理解，是“学科知识（content）与一般教学法（pedagogy）的‘融合，是理解特定主题的教学是如何组织、呈现、表达以适应学生不同兴趣和能力的学生的知识”，是教师“能够将自己理解的学科知识，运用隐喻、练习、举例和展示等多种方式以不同的方式重新组织以适应学生的兴趣、动机，以便学生能够理解和掌握”的知识，是教师区别于专家学者的知识[5]。

学科教学知识有一定组成。舒尔曼认为学科教学知识的核心组成是对特定教学主题学生认知特征的认识和对特定教学主题下的教学策略的认识，他的学生格罗斯曼（Grossman）将学科教学知识组成扩展为四个[6]，

帕克（Park， 2008）在课堂观察的基础上提出学科教学知识有五种成分[7]。

虽然观念各异，但大家基本都认同舒尔曼提出的两个核心组成，一般都是在此基础上进行了增加和组合。

我国学者提出的学科教学知识组成一般都包括对教学内容的认识与理解，例如梁永平[8]

提出的化学教师的学科教学知识的成分，黄毅英、许世红[9]认为数学学科教学知识是数学学科知识、一般教学法知识、有关数学学习的知识3个基本集合的公共部分。

汤杰英、周兢、韩春红[10]认为学科教学知识的核心是指向教学实践，提出“学科教学知识是一种教学实践知识，其要素可以分为关于教学内容的知识、关于教学对象的知识和关于教学策略的知识”。

综合学科教学知识已有研究成果和我国的课堂研究传统，本研究认为，教师的学科教学知识有3种核心成分是： 第一，对特定教学主题内容的认识与理解，回答在特定教学主题下“学生学习什么、学到什么程度”及“為什么要学习该主题”。第二，对学生认知基础的认识与理解，回答“学生已经有了哪些与之相关的基础”“学生学习存在哪些困难与障碍”。第三，对特定主题教学策略的认识与理解，回答的是“运用什么方法和策略教学”及“为什么要运用这些方法和策略”。

2 研究设计

2.1 研究对象的选择——何为专家型教师

专家型教师是有教学专长的教师，通常他们具有三个特征： 丰富的教学领域专业知识，高效运用知识完成工作，敏锐的洞察力、致力于用更新颖和适当的方法解决问题[11]。专家型教师能够跨越学科逻辑与心理逻辑之间的鸿沟，将成年人经验转化为未成年人自己的经验，能够成功地将国家课程转化为“学生经验课程”[12]，实际研究中，研究者通常综合教龄、职称、学生评定或者同事、领导推荐等方式界定专家型教师。如连榕（2003）[13]把职称为高级教师、教龄在15年以上的教师称为专家型教师。盖立春[14]（2007）把受学生欢迎、被同行认同、被学校领导肯定的教师称为专家型教师。

综上所述，本文中的专家型教师指具有丰富教学领域知识并产生良好教学效能的教师。选择标准是： （1）具有10年以上教学经验；（2）具有高级以上职称；（3）其教学被领导、同事认可；（4）2位学科教学研究者共同进入其课堂听课，皆认可其教学效果。依据上述标准，确定了6位化学教师作为研究对象，这6位教师都来自上海市的高级中学。

2.2 研究数据收集——课堂观察、访谈与教学设计内容分析

学科教学知识不是教学行为本身，但是与教师教学行为密切相关的知识，运用基于录像的课堂观察及针对课堂教学行为的访谈是研究学科教学知识的有效方法[15]。

本研究观察的课堂教学共20节，具体内容与数量见表1。

课堂观察的观察点定位于： （1）教师课堂教学内容结构与课堂教学逻辑；（2）课堂教学方法与教学策略；（3）师生活动。运用听课记录表详细记下每一节课的教学过程。

课堂观察结束后，与每一位教师进行访谈，以了解教师对自己教学行为的解释，主要问题有： （1）您是怎样组织课堂教学内容的？您设计这样的組织方式的想法是？（2）针对教学中运用的方法提问，例如教师在“化学反应中的能量变化”一课中运用了实验，在访谈中问： 您在这用这个实验的意图是什么？或者问这个实验在这有什么作用？

内容分析主要是对教师的教学设计的分析，包括教学目标是什么，教学的重点是什么，教学方法与教学策略是什么。未对教师的教学设计作定量分析，主要作为教师课堂与访谈分析的辅助资料。

2.3 数据分析与整理

数据分析经历了编码、归类、提炼三个环节。数据分析主要是针对访谈数据，课堂教学观察只是为访谈提供情境，访谈数据的归类按照图1的框架进行。

3 研究结果

根据课堂观察和访谈的数据分析，归纳出化学专家型教师学科教学知识的组成具有如下特征。

3.1 专家教师对教学主题内容的认识与理解： 对教学内容的深度认识与理解

运用“深度认识与理解”来形容专家教师对教学主题内容的认识与理解，是因为专家教师对教学主题内容的认识与理解不同于一般教师的做法，见表2。一般教师分析教学内容时讨论的问题，是研究者基于平时参与教师教学研究总结出来的，专家型教师教学内容分析时讨论的问题是在本次研究数据中发现的。

专家型教师对特定教学主题内容的分析，通常都是对教学内容的深度分析，他们不仅分析教学内容的知识本身，他们还分析教学知识背后深藏的意义。意义指的是对学生而言，为什么需要学习这个教学内容，这个教学内容的学习对学生的发展有何意义，通过学习它，学生可以在知识、能力或者对社会的认识与理解方面得到哪些发展与提升。

重视对教学主题意义的追寻，在化学专家型教师的课堂教学设计和课堂教学组织中得到了充分的体现，与专家教师访谈中表现出的观点相呼应。他们的课堂都呈现出一定的结构特征，他们的课堂以某种“线索”有机整合成为一个整体，这些课堂“线索”正是教师对教学主题核心意义的认识。例如在“化学反应速率”这一单元教学中，4位专家型教师都提出了自己对单元内容意义的认识，见表3。

对照专家型教师A的课堂教学，可以发现，他的课堂教学线索是“通过改变化学反应条件可以控制化学反应快慢”这条线索而架构起来的，就像德国学者希尔伯特·迈尔所言，优质课堂教学都有一条主线，就像编制绳索时的红线，贯穿课的始终，将课堂教学的内容、活动、行动聚成整体[16]，

专家教师的课堂都有“魂”，让整个课堂“形散而神聚”，这个“魂”正是专家教师对教学主题意义的认识。

知识具有三个不可分割的组成部分： 符号、逻辑形式和意义。超越符号表层的教学，由符号教学走向逻辑教学和意义教学的统一，称之为深度教学（deep teaching）[17]。

化学专家型教师对教学主题意义的认识，都超越了符号层面，走向意义层面。在访谈和课堂观察中可以发现，专家型化学教师皆从科学思想、科学过程和科学方法或者科学与人类社会、科学与自然等视角讨论教学内容的学习意义。专家型化学教师对教学学习意义的认识与他们的化学教学观相关。通过访谈可以发现，许多专家型化学教师都有自己的化学教学观，也都谈到了一些关于化学教学的观念和思想。

专家型教师对教学内容相关的科学思想、科学方法的认识各异，但每位教师都至少提出了一种与教学内容相关的化学学科思想、化学学科方法或者化学与社会的关系（见表4）。

3.2 专家型教师对学生认知特征的认识与理解的特征： 丰富且形成整体

专家型教师对学生认知特征的认识与理解也表现出自己的特征，他们的认识丰富且表现出网络状。

关于学生已有认知基础的认识包括两个方面，一是学生生活经验，指学生日常生活经历中形成的对世界的认识，例如，学生在学习“水”的概念时，他在生活中已经遇到过各种形态的“水”，形成了对“水”的生活认识。二是学生在学校学习中已习得的与教学内容相关的知识基础。这两点都是专家教师在课堂教学设计中重点讨论的内容，也是专家在访谈中谈论得非常多的问题，在“学习这个内容之前，他已经学习了……”“在学习这个内容之前，他在生活中已有……的认识”，“之前学习的与之相关的有……”“在此之前的学习中，学生接触到的是什么”。

专家型教师在教学讨论中，这些语句出现的频率非常高：“学生在这一部分的学习困难是……”，这一部分内容对学生来说“不太难”，学生在单独学习该概念时“不难”，但是如果和后面的内容混合起来，他们就容易“混淆”了……通过对研究对象话语分析发现，专家型教师重视对学生学习困难的讨论与分析，大多数会将学生的错误与概念的学习联系起来，“如果这个概念他理解不清楚，与后面的概念可能会混淆起来，这样会形成认识困难……”“这个概念太抽象，学生学习起来会很难……”“这些知识数量较多，比较零散，学生学习起来会困难……”专家教师对学生学习困难的分析，更倾向于从概念本身分析（见表5）。

大概念是指具有一定概括性、能够覆盖一定范围、具有较多下位概念的概念。例如化学反应是一个大概念，化学反应速率、化学反应方向、化学平衡都是该概念的下位概念。专家型教师对学生学习困难的分析有一个重要特点，他们都是从大概念学习的视角来分析学生学习的困难，例如在化学反应速率教学中，专家型教师分析学生的学习困难，不是局限于化学反应速率内容本身，而是从化学反应这个概念层面来分析的。

专家型教师在讨论学生的学习时，大多会将教学主题的学习与后继相关内容的学习联系起来。他们一般会讨论，这一部分内容与后面哪些内容相关，比如化学反应速率的学习与化学平衡、与化学工业的生产相关，他们都会将之联系起来讨论。这里学习会对后面的学习带来怎样的影响？这里的学习要为后面的学习起什么作用？比如化学反应速率中的实验研究要为后面的定量化学研究打下基础，在温度对浓度的影响的教学中可以渗透质量作用定律的数学模型，让学生感受和领悟这种简单的数学模型，为后面的温度对化学平衡的影响奠定一些基础。“为日后的学习铺垫”，让学生学习起来会“好用一些”“这对他之后的学习是蛮有帮助的”，这些是教师将当下教学主题的教学与后继相关学习联系起来的话语。

3.3 专家教师对教学策略选择的认识特征： 活跃而有规律

专家型教师很少讨论教学策略本身，大多数时候是讨论教学策略选择。国外有研究者认为，关于教学策略的知识与关于学生学习特征认识的知识是教师学科教学知识的中心，它们与其他各种成分之间有着更多的联系。关于教学策略的知识是学科教学知识最活跃的成分，它的变化最显著，与其他成分的联系最密切[18]。

我国化学专家型教师从来不單独讨论教学策略与表征，他们从来没有说，“我要用××方法”，而是说“我用××方法，是因为……”，他们从来不说，是因为教材上运用了这个实验，所以选用这个实验，而是说，“因为这里需要让学生理解，这个实验可以达到这个目的，所以我选用它”。每位教师在化学教学中选择教学策略都有自己的理由，在此选取每位教师的一节课中运用典型教学策略及教师运用该教学策略的理由，具体呈现于表6。

教学策略的选择与运用，建立在对教学内容的认识与理解或者对学生学习的认识与理解之上，换句话说，专家型教师对教学策略的选择与应用有理有据，从不随波逐流。从表6可知，这里的“理”与“据”是教师自己关于学科特征、教学主题内容特征、关于学生学习的特征的认识，换句话说专家型教师教学策略的选择建立在他们对教学主题相关的学科内容、学生认知特征的深刻理解之上。例如有教师在“化学反应中的能量变化”教学中运用了大量实验，他解释说，这些实验都是为了帮助学生建立能量观。有教师在浓硫酸的教学中设计了整体实验，他说是因为那部分的知识点太多太碎，运用整体实验设计可以将知识结构化，帮助学生理解和记忆。有专家型教师在两个内容特征非常接近的教学主题的设计中，前者选择讲授法，后者选择探究法，她说因为前者学生没有相关学习经验，教师必须讲授，学生在学习前者时已经积累了相关经验，所以在后一个主题的学习中学生可以自己探究了。

4 研究结论

化学专家型教师在对教学内容的认识与理解上，注重对教学内容意义的分析与把握，不仅关注知识层面的意义，还关注与教学主题相关的学科观念、学科思想、学科方法和学科过程意义，重视生活与知识的联系，重视知识与人类社会生活和日常生活的意义，专家型教师对教学内容意义的多角度认识，称之为对教学主题内容的深度认识。

在对学生学习特征的认识与理解上，专家型教师具有丰富的认识，同时，专家型教师一般站在大概念的高度从整体的视角分析学生的学习特征。对教学策略的选择与运用，专家型教师做到了“有理有据”，即教学策略的选择与依据是基于教师自己个人对特定教学主题教学的认识与理解，他们能够非常详实地说明运用某个策略的理由。

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