新高考背景下化学教师TPACK的提升——以“微课”为例

鲁 瑶，吴一微，夏新泉

(湖北师范大学 化学化工学院，湖北 黄石 435002)

0 引言

2014年9月3日，国务院印发了《关于深化考试招生制度改革的实施意见》(以下简称《实施意见》)的指导文件，新一轮的高考改革是自恢复高考制度以来最为全面深入的一次，并已在上海、浙江省先一步实施，以便为其他省的改革提供经验，《实施意见》指出高中课程不再分文理科，而是固定三门主要科目：语文、数学、英语，其余的六门科目：物理、化学、生物、政治、历史、地理，按照学生的特长和兴趣选择三门作为自选高考科目，形成新型“3+3”模式。2018年湖北、重庆、湖南等17个省份相继进入高考改革的大军，湖北省2018年9月份的新一届学生已迎来新一轮高考改革的巨轮[1]。

2019年4月湖北省根据现有高考模式和基础教育水平、高等教育和学科专业布局等因素因地制宜地制定高考综合改革实施方案，推出来“3+1+2”的模式。如图1所示，该模式指全国统一高考的语文、数学、外语3门科，每科满分150分，总分450分，各科以原始分数计入考生的总成绩中。在学业水平考试中选择性考试的科目中，考生须在物理、历史2门首选科目中选择1门以原始分数计入到考生总成绩中，满分100分；在政治、地理、化学以及生物这四门学科中再选择2门科目按照等级计分计入到考生的总成绩里，每科满分100分[2]。学校将根据学生选择科目的不同来安排固定班级教学，因此，“分科班制”给学校和教师带来了教学及管理上的难题，为了解决这一难题，急需现代教育信息技术的支持，这也符合国家教育战略需求。早在2010年，国家教育部颁布的《国家中长期教育改革和发展纲要(2010～2020)》中对教育领域工作者提出了“加快教育信息化进程”的要求。教师是新高考改革的实施者和执行者，对改革的成效影响极其深远，未来不仅要求他们具备坚实的专业知识，更需要他们在教学过程中熟练地运用现代信息技术。

整合技术的学科教学知识TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge)在2005年由美国学者Punya Mishra和Matthew J.Koehler首次提出[3]。TPACK是指根据具体的学科知识，在一定的教学背景下结合自身的教学知识运用信息手段融合在一起达成教学目标。基于我国目前对TPACK的研究表明，TPACK知识框架对于教育信息技术与学科的融合为提高教学效果、质量有着重要的价值[4]。化学学科特点决定了它是一门实验探究为主的学科，利用现代教育信息技术整合化学专业知识尤为重要，例如：有些实验是基础教育阶段学生无法完成或者存在一定危险，这就需要利用现代教育信息技术把实验现象、过程和结果直观呈现给学生，激发学生学习兴趣并提高教学效果[5]。

图1 湖北省“3+1+2”分科模式

基于以上考虑，本文研究目的是：在当前新高考改革模式下，调研了两所湖北省重点高中生对6门学科的选修情况，以微课为例浅议化学教师提高自身的TPACK能力的迫切性及化学教师如何针对化学学科提高TPACK能力的措施及建议。

1 研究对象

选取两所在湖北省知名的重点高中高二年级学生作为调查对象，两所重点高中分别为湖北省黄石市黄石二中以及湖北省荆门市龙泉中学。

2 调查结果

各地市和各高中根据大学专业招录人数比以及科目限制要求等，再依照《湖北省高考综合改革实施方案》推出不同学科组合，每个高中会有不同的组合，所以组成了许多与化学学科相结合的组合。比较这两所学校学科组合情况以及选科人数，综合两所学校选择化学的人数对化学教师的TPACK能力的提升提出要求。首先调查了湖北省黄石市黄石二中，学科组合分为：物化生、物化地、物化政、物生地、史政地、史政化、史生化、史生政这八种组合，其中选择化学的组合有五种，占全部组合的62.5%.黄石二中高二年级总人数为970人，选择化学人数为750人，占比77.32%.其次调查了湖北省荆门市龙泉中学，学科组合为：物化生、物化政、物化地、物生政、物生地、史生政、史化生、史政地这八种组合，其中选择化学的组合有4种，占比为50%.龙泉中学高二年级总人数为1323人，选择化学人数为898人，占比67.88%.与新闻报道的已经实行新高考改革的上海市对科目选择的调查大致一致，调查发现多数学生选择了化学这门学科，出现这一现象的原因可能如下：1)有很多识记的符号、方程式，规律性强；2)化学覆盖面广，大学专业限制小，选择余地大；3)化学学科特点决定了它是一门实验现象明显、操作性强以及创新性高的学科，容易激发学生的学习兴趣和好奇心。因此对化学教师的需求将增多，同时对化学教师的教学水平也相应的提高要求，应对该情况的出现，提高自身的TPACK水平成为了化学教师首当其冲的任务。

3 新高考背景下化学教师TPACK提升的重要性

在“互联网+”的时代，顺应新高考改革的潮流，计算机辅助教学已经越来越深入地渗透进基础教育，成为中学课堂不可缺少的教学手段，新高考改革下的“3+1+2”分科制教学、教学管理模式等尤其需要，比如：微课、课件制作、新型手持技术、实景课堂、慕课等。因此，中学化学教师提升他们的TPACK能力显得尤为的重要。下面以微课为例阐释化学教师在新高考改革下提升TPACK能力的重要性。

3.1 提高化学教师的微课制作能力使教学系统化

微课顾名思义是一种微型的课程，在许多文献中可知对微课的定义有所不同，但广义定义为微课是一个将主要内容浓缩在8～10min内的微型课程。

微课制作的过程中需要确定教学目标，确定教学目标的前提需要了解教学对象的知识水平，这样才能针对性地制作好一个微课。如图2以微课为中心的教与学模式所示，以翻转课堂模式为基础，课前微课可以使学生提前预习，并且可在微课中插入问题，对学生做一个前测，看学生在没有上新课之前对知识的了解程度。课后微课可以使学生巩固知识，同样在微课中插入问题，以检测学生对已学知识的掌握程度，起到反馈作用，这样对化学教师以反思作用，进而改进自己的教学设计和微课设计。同时以对分课堂的模式使学生在课前搜集问题，课堂上提出问题进行讨论，可在课堂中解决问题，为教师节约时间并提高了学习效率，增强了学生的参与性。

图2 以微课为中心的教与学模式

3.2 微课中的实验视频使实验教学可视化

化学学科是由前人通过实验得出结论而形成的学科科学，而课本中有些实验成功率较低，或者实验危险性较大，不方便作为演示实验进行课堂教学，则可以将实验视频植入在微课中方便学生观看学习。同时可以在上实验课之前让学生观看实验教学微课，让学生提前了解实验所需要的药品和实验仪器，这样使化学实验课教学更井然有序，有条不紊。

例如：人教版化学课本必修二中有机化学第一章第一节的内容，甲烷与氯气的取代反应这个实验，按照课本上的实验步骤会存在成功率低、耗费时间久、氯气泄漏有毒等因素[6]。许多教师会因此放弃该演示实验，这样导致学生根本无法直观体会到化学实验的重要性也无法从实验中感受到化学的魅力。在甲烷与氯气的取代反应实验中，实验现象是该实验的重难点，在甲烷与氯气的取代反应中存在着同时进行的四种反应，这四种反应分别是：

图3 氯气与甲烷实验反应过程图

这四种反应是甲烷与氯气在光照时才能发生的化学反应，且为连续反应。氯气与甲烷实验装置如图3所示，该实验现象为：试管内气体黄绿色逐渐变浅，试管中有少量白雾生成，试管内液面上升，水槽中会有固体析出。甲烷这一小节中有许多甲烷与氯气实验现象的题目，许多学生对于此类题目没有判断是因为他们不清楚实验现象和过程，所以化学实验对于学生而言是十分重要的。类似于这种实验，如果教师无法做演示实验，教师可以挑选实验视频剪辑到自己的小型微课中，在课堂上播放微课让学生们都参与其中，可以即时地讨论实验注意事项以及实验现象，这样的集体合作和集体观看微课更能促使学生们对化学学科产生浓厚的兴趣。

3.3 微课中的动画使概念教学情境化

化学一般是在分子、原子及离子这样的微观层面发生的反应变化，较为抽象。许多学生难以理解，如在学习离子反应和原电池的反应机理时，可以利用制作动画微课使其宏观可见，便于理解。用动画的方式模拟离子与离子之间的反应和原电池正负极发生的电子偏移等，将类似这样的动画植入微课中，利于学生更好理解知识难点[7]，同时也增加了学生的学习兴趣。

3.4 微课中的实景课堂使化学知识生活化

学生在学习化学知识的时候总觉得理论知识枯燥乏味，但若与生活实际相结合，学生们会得到强烈的知识反馈，更加直观地利用所学知识在实际生产生活中。“实景课堂”可带领着学生直接感受情境，融入真实的生产生活中，更主观感受化学学科在生产生活中的地位以及作用。“实景课堂”是利用现代通讯技术使与学科相关的工厂、企业、景点等真实景观和真实运作态势实时传输给教师里的学生们，再将学生们的反馈实时传输给主讲人，这样构成了一个实时互动的一种微型课堂教学模式。这样可以替代实地研学，解决掉距离远以及时间、环境等实际问题，让学生们不用浪费时间在路上就能清楚直观地观看到化学工厂的实际情况，并且解决了在实地无法使所有学生都能听见主讲人讲述的问题。

例如：人教版化学必修一第四章无机化合物第四节氨，我们在课本中学习到的是合成氨的方程式，对于学生们而言只知道合成氨是氢气与氮气在高温高压下反应生成氨气，可在实际应用上他们并不了解。所以利用实景课堂这一互联网教学模式，可以带领着学生们直观感受化工厂中合成氨的工艺流程以及氨的用途，让学生全方位和系统化的了解氨的知识点，这样从视觉上以及生活生产上更能深入了解化学知识[8]。不仅仅是合成氨，水厂、酒厂、石化等很多工厂和企业，这些实体经济产业都与化学学科有着紧密联系，化学不仅仅是一门理论知识，更是推动我们社会发展不可或缺的科学。

4 新高考背景下化学教师TPACK提升的措施及建议

新高考改革的模式下基于TPACK理论，教师提高信息化教学是相当必要的，既方便教学又方便管理。首先要改变教师的传统教学观念，其次是加强微课制作的能力，再者学校应给予教师相应的支持，最后应设立专门的微课教学平台供给学生和教师学习。这样提高了教师自身的专业素养的同时又提高了教学的效率，对教师和学生而言都具有促进作用。

4.1 化学教师教学观念的转变

现中国还处于应试教育的大环境中，许多化学教师的教学观念没有改变。但是在新高考改革的形式下，化学教师的教学观念必然要随政策的改变而改变。不光是专业知识上要加强学习，更要在教学技能上得到提升，最后要利用现代信息技术将这些融合在微课教学中。所以化学教师要紧随时代的步伐，将自己TPACK能力提升，为自身的职业发展奠定基础。

4.2 强化微课制作能力

新高考改革后，信息技术应用更为普遍。微课涵盖的网络操作能力较多，如PPT的制作，视频的剪辑，信息的搜集能力等,更能促使化学教师TK(即技术知识)的提升。在微课设计过程中，提前了解学生的知识水平，制定教学目标、教学模式以及设计对学生的评价等，提升了化学教师PK(即教学法知识)能力。微课是一个将知识点浓缩成短短10分钟的视频类微型课程，所以化学教师应对学科教学内容了如指掌，区分重难点，在微课中体现出新知识的重点部分，促使了化学教师CK(即学科知识)的提升。总体来说，学习制作微课的过程对化学教师的TPACK能力的提升是有决定性作用的，所以化学教师应加强对微课制作的学习。

4.3 设置学校微课教学平台

学校网站可建立微课教学的角落，方便学生观看微课视频外，学生在课前观看微课视频中回答的问题，可通过平台反馈给化学教师，这样解决了走班制中存在的学生走班不统一且不在一个教室的情况，可通过网络平台汇总学生的问题，这样教师在上课的时候更有针对性地对学生的问题进行解答和教学。

4.4 学校增设对教师微课学习的培训

应对新高考改革，不仅是高考制度发生了变化，教师也应从教学手段上作出改变，学校应该起到引领教师的作用，为教师提供服务。可以邀请制作微课的专家来学校讲座，为一线化学教师提供制作微课的思路和方法。并组织化学教师进行微课制作的教研活动，让化学教师们在一起讨论学习，集思广益，共同针对中学生普遍认为较难的知识点进行教学研究以及微课制作，将同课异构的思想形成在小小微课中。

5 总结

“3+1+2”分科制是应对新高考改革的一种新的教学管理方式，为应对这一变革，提高教学时效，方便师生实时交流，对化学教师TPACK的提升提出更高要求。化学教师可以通过制作微课使自身TPACK得到提升，而针对微课制作，化学教师自身不断革新微课教学方法，巩固学科专业知识，同时少不了学校帮助和专家培训，以及教师们互助。微课可使化学课程系统化；使化学实验直观化；使化学概念情境化，提高学生的学习效率和学习兴趣。才能使化学教师的TPACK得到全面提升，对化学教师的职业发展具有良好的影响。