基于TPACK框架的高中物理概念教学及模型构建研究

涂强春

摘 要：TPACK理论已成为国内外教育教学领域关注和研究的热点，但其核心理论概念和高中物理教学结合运用还需要教师不断进行深入研究。文章从高中物理概念教学的角度解析TPACK理论，以构建高中物理概念教学的TPACK 框架和教学模式，解决实施TPACK 物理概念教学的疑难点。

关键词：TPACK;高中物理;概念教学;模型构建

中图分类号：G633.7 文献标志码：A文章编号：1008-3561（2020）24-0042-02

一、 概述

TPACK理论是基于舒尔曼提出的PCK一词衍变而来，国内一般将TPACK称为整合技术的学科教学知识，是一种整合教学技术、教学知识和学科知识的理论框架。2008 年，Koehler和Mishra 最先构建了 TPACK 框架结构。

TK的全称是Technology Knowledge，指代教育教学运用到的各类教育技术，既涵盖信息技术也包括各类实体工具模型等，TK的内涵不是一成不变的，随着时代发展而改变，如过去的PPT、物理实验装置、AR和VR等。CK的全称是Content Knowledge，指代学科内容知识，对于高中物理教师而言，其学科内容知识是指该教师完成物理课堂教学所具备的物理知识和学生应该学习的物理知识，主要包括物理概念、规律、具体实验和三者之间的联系。PK全称是Pedagogical Knowledge，指代教师开展教育教学活动所具有的教学法知识，是课堂知识渗透的重要保障，包括教学目标、策略、评价等具体内容，其涵盖范围较广。如翻转课堂教学模式、探究性学习方法和小导师制度等。主要作用是教师利用自身的教学法知识将学科内容知识转化为学生的知识，完成课堂内容的教授。随着理论的不断发展，三种核心元素PK、CK和TK组合形成了教学与学科知识（PCK）、技术与学科知识（TCK）和技术与教学（TPK）三种不同的教学模式，其代表分别是开放式学习、资源共享学习和混合教学方法。而TPACK则由三种元素共同组成，解决了物理教师“教什么”“怎么教”和“为何教”等系列问题，为其更好地进行物理教学知识渗透提供了新思路。

二、 高中物理概念

高中物理教学内容包括概念教学、规律教学和实验教学，其中物理概念教学是重中之重，是学生学好物理的“地基”。教师只有让学生打好物理概念教学的地基，才能使他们在后续的学习中稳步前进。本文中提到的概念是指高中物理学科常见的基本概念和基本规律、原理，高中物理基本概念主要由力学、电学、热学、光学和近代物理五部分组成，其中力学是高中物理基本概念较为主要和集中的部分。学生只有正确掌握高中物理基本概念，才能更加全面、有效地认识不同的物理现象和实验。本文尝试利用TPACK理论来指导高中物理教师进行概念教学的框架设计，以帮助学生更好地掌握知识，达到良好的教学效果。

三、高中物理概念教學的TPACK框架

根据TPACK框架的基本结构和高中物理基本概念的特点，将技术、教学方法与概念知识相融合，构建高中物理概念教学的TPACK框架，具体如图所示。

如何利用信息技术拓展物理概念内容，根据概念内容选择合适技术呈现和完成技术与概念内容的整合式TCK成分所考虑的要素;如何根据物理概念教学需要选择技术，明晰物理概念教学所需的技术要求和完成技术与物理概念教学的整合式TPK成分所考虑的要素;如何选择有效教学策略，设计科学实施过程和反思评价等来引导学生学习物理概念……这些是PCK成分所考虑的要素。这些要素可以指导高中物理教师在物理概念教学过程中以TPACK框架为基准实现信息技术与课堂教学的渗透结合，提高教学效果。

四、TPACK物理概念教学模型构建

根据前面TPACK物理概念教学框架要素分析，高中物理概念教学可以选择的教学模式有很多，如探究式教学、翻转课堂、小组研讨法等。探究式教学模式是其中较为常见的模式，因此TPACK物理概念教学模型可以探究式教学法的方式进行构建。

首先，教师创设问题情境，构建概念要素，激发学生的好奇心。其次，教师引导学生提出关键问题，进行一定的猜想假设。从次，教师引导学生进行归纳总结和分析思考，探究概念的内涵，尝试回答关键问题。再次，学生总结和完善概念，深刻理解和掌握概念的意义和内涵。最后，教师引导学生拓展和延伸概念的应用，夯实学习基础。

在该模式下，主要准备工作都由教师在课前完成，学生在课前处于懵懂和被动思考状态。因此，在平时的课堂中，教师即使创设了情境，学生也会对情境的响应和问题的挖掘缺乏积极性，始终处于被牵着走的状态。同时，课中教师与学生、学生与学生之间的思维碰撞也不够强烈，活力不足，缺乏有效的激发手段。另外，就是课堂与生活隔离，尤其是概念教学这样枯燥的课堂内容中，课后活动几乎都是课后作业，以书面作业方式完成概念的巩固学习。基于上述原因，对高中物理探究式概念教学一般模式进行改进，可得到TPACK物理概念教学模式，以“平抛运动”为例说明，具体如右图所示。

上述基于TPACK物理概念教学模式的改进都是以信息技术为依托的，与信息技术的整合密不可分。课堂前置任务布置，学生接受和完成任务需要运用QQ群、微信群、搜索引擎和网络图书馆等信息资源;课堂导入环节，教师需要运用Camtasia Studio 8、会声会影、电脑录屏软件等制作微视频，构建更好的问题情境;课堂实验环节，教师需要运用希沃授课助手、手机投屏软件、电子白板等信息化工具;课后活动和知识巩固环节，同样需要信息技术的参与，教师才能及时跟进信息反馈。所以，基于TPACK 的高中物理概念教学模式能实现概念内容、教学方法和信息技术的有效整合。

五、反思和总结

运用TPACK理论指导高中物理概念教学具有现实意义和实践意义，能有效解决高中物理概念教学所面临的痛点和难点，也是信息技术与课堂结合的有效途径。但是基于TPACK的高中物理概念教学模式并不是万能的，教师在课堂中运用新的教学方法和信息手段，很容易造成课堂的失控和预设的偏离。因此，教师在授课前要充分预测和准备，尽量选择自己熟悉的教学方法，整合新的信息手段，让TPACK理论在高中物理概念教学中发挥更大的优势，展现更大的作用。

参考文献：

[1]梁荣君，阮庆元.结合TPACK框架实施物理概念教学及其模型构建[J].物理教师，2019（09）.

[2]尤蕾蕾.基于TPACK框架下的电解质概念教学研究[J].化学教学，2018（12）.

[3]黄桦.TPACK视角下的高中物理翻转课堂实践探索[J].现代教育技术，2016（02）.

Research on Concept Teaching and Model

Construction of High School Physics

Based on TPACK Framework

Tu Qiangchun

（No.1 Middle School of Changting County， Fujian Province， Changting 366300， China）

Abstract： TPACK theory has become the focus of attention and research in the field of education and teaching at home and abroad， but the combination of its core theoretical concepts and high school physics teaching still needs teachers' continuous in-depth research. From the point of view of TPACK， this paper constructs the concept teaching mode of TPACK to solve the problem of Physics Teaching in senior high school.

Key words： TPACK; high school physics; concept teaching; model construction