PCK视角下中职专业课教学设计探析

阮永亮 赵健秀

随着职业教育的快速发展，职教改革日新月异。对于专业课来说，如何能将专业知识更好、更快地教给学生，提升教学质量成为重中之重。多数学者更关注专业课的课程改革，认为职校的专业课应以工作过程来设计，构建专业课程体系；也有学者关注“做中学”的专业学习方式，希望通过深入的校企合作来达成；在教学方式上，项目教学、任务驱动等形式受到广泛认同；但是少有人关注专业课中教师如何更有效地教。PCK是学科知识和教育学知识的特殊结晶（曾文婕，2014），是使教学最有效的知识（廖元锡，2005）。将PCK引入中职专业课教学中，将会为教师如何教带来新的思考。本文以数控专业“3D打印技术”一节课为例，将PCK理论运用其中，深入探讨PCK如何将企业的专业知识与教育学知识相融合，提升专业教学质量。

一、PCK的内涵与构成

PCK（pedagogy content knowledge），中文称“学科教学知识”，由美国舒尔曼教授于1986年提出，是教师在教学过程中融合学科与教学知识而形成的一种知识。经过三十多年的发展，关于PCK的研究已经相当繁杂又庞大。PCK的内涵、结构成分、测评等方面都有了显著的进步，还延伸出PCKg、TAPCK、MPCK等一大批的相关研究。在我国PCK多应用于中小学的各学科领域，因此被翻译成“学科教学知识”。由于职业教育的反学科倾向，对于学科教学知识并不敏感。但是PCK中的“C”并不能简单地翻译为学科二字，而是有更广的意思。其原意应指教师所教的内容，在职业教育专业课教学中，“C”指专业知识和技能，PCK指教师如何将专业知识和技能更好地与教育学知识融合，因此PCK对于专业课教学也有着重要的意义。

此外，关于PCK结构成分的研究非常多，较有影响的是格拉斯曼、马格努森等人的研究。格拉斯曼认为，PCK是针对特定主题的知识，应包括在不同层次上教授特定主题的知识；学生理解和误解的知识；教授特定主题的课程材料的知识；教学策略的知识以及教学专题的表述。马格努森针对科学学科定义了 PCK 的五个组成部分：科学教学的方向、关于科学课程的知识和信念、关于学生理解特定科学主题的知识和信念、关于科学评估的知识和信念、关于科学教学策略的知识和信念（马晓琨、王学东、方红彬，2020）。这些结构成分都是基于中小学课程的研究诞生的，而中职专业课可能具有不同的PCK要素，因此本文采用最早舒尔曼的三成分说为理论视角进行考察，即PCK至少包括关于学科内容的知识、关于学生的知识和关于教学策略的知识等三种知识类型。

二、PCK视角下中职专业课教学设计案例

（一）案例对象的选择

本文选取了中职数控专业3D打印技术课程中的“3D打印扳手”一节。3D打印技术是机械加工专业的核心课程，“3D打印扳手”是其中最重要的教学内容。该课程的教学形式为行动导向教学，属于典型的专业课教学形式。

（二）PCK三成分分析

1 .关于学科内容的知识

本次教学是以“项目”为依托设计的综合实践学习活动。教学重点是中望3D软件圆弧连接、缩放与偏移的操作命令；教学难点是使用3D打印机打印扳手，并完成与底板装配。因此，要求学生在3D打印扳手时，设计的模型存在悬空结构，为了防止打印模型发生坍塌，需要在切片时设置支撑；同时在这个实践过程中逐步养成一丝不苟、精益求精的工匠精神。本课以纪念品设计项目中的扳手零件为载体，学生通过有目的地、系统化地在3D打印室场，参与扳手零件的设计、实施、检查和评价的活动，从而熟练地掌握零件三维建模与3D打印设备操作，也为后面3D打印实训内容作铺垫。

2 .关于学生的知识

授课的对象是数控技术应用专业二年级的学生，他们未来的工作主要是数控加工、机械制造岗位，要求具备机械产品零部件的分析、测绘和3D打印的实操技能。在学习本课之前，学生已对技能大赛概念有一定的认识基础，掌握扳手的画法规定基本知识；在掌握扳手的画法规定的基础上，学会对扳手零件的三维建模与3D打印。

3 .关于教学策略的知识

（1）环境设计策略

为对接企业岗位要求，创设开放性的学习环境，本次教学在 “3D打印”实训室场教学，提供相关打印设备设施，让学生参与实践活动，提升学生技能水平；并创设“主管”“QC”“6S 管理员”等职场岗位，让学生担当不同的角色，提高学生学习的兴趣。

（2）行动导向策略

本节采用行动导向教学法，以“学会学习、学会工作”为 宗旨，让学生能够快速适应实际工作环境，达到机械加工制造岗位要求。将课程内容分为六大环节，分别是收集资讯、制定计划、团队决策、操作实施、检测控制及评价反馈。

（3）信息化教学策略

为提升学生的自主学习能力，教师准备了微课视频、三维动画等学习资源和模拟仿真、项目数据跟踪系统等平台，并制作了教学课件。方便学生随时随地地登录系统进行学习和巩固，有效增强学习效果。

（三）教学过程

课前，其一，收集资讯，教师发布关于零件建模与3D打印的基础知识学习任务单和网络自学资源，如微课视频、三维动画以及课件内容。学生通过不同途径如图书馆、创新中心室等对信息进行收集，并进行信息的筛选和整理，从中锻炼自主学习能力和搜索整理资料的能力，同时很好地发挥学生的主观能動性。其二，制定计划，学生根据收集的信息进行整理分析后，思考如何进行项目零件的测绘与3D打印操作。在这过程中，可以通过微信交流群进行教师与学生、学生与学生之间的互动解答，提高自学效率。

课中，其一，团队决策，教师辅助引导学生进行学习，培养学生的互助精神。学生一次修改完成后，教师组织学生回到团队，对比组内成员的工作计划，群策群力，集思广益，决策出最优工作计划，并做好实施环节的分工安排。其二，操作实施，以计划为前提有序开展，教师提供相关建模与3D打印的操作微课，学生通过微课获取操作的方法，利用3D 打印机自带的分层软件对即将打印的“扳手”零件产品模型做切片处理，并打印作品，完成模型后处理，参与动手实践活动。此过程中通过微课、三维动画的信息化技术手段，虚拟模型与3D打印实体模型对比，让学生轻松得到实践方法，不但提高了学生的学习兴趣，而且让实施过程更加便捷。同时注重学生团队的合作交流、自主实践，培养学生精益求精的工匠精神。其三，检测控制，该环节在项目零件装配任务实施过程中，还需要注重零件质量的控制；一来让学生进行打印零件的装配，然后填写自检报告、生生互检、师生解疑；学生则根据实时解疑改进作品成果，继续进行实践活动。在这种信息化辅助下，“零件尺寸的合理性判断”教学难点得到了有效突破，真正做到做中学、学中做。其四，评价反馈。学生根据作品情况结合设计图纸进行答辩展示，师生总结评价，并进行“最佳团队”颁奖，目的是肯定学生的成绩，激发学习动力，树立学习榜样。

课后，布置拓展延伸任务，通过布置梯度化的作业给学生巩固提高，将知识转化为能力，最终掌握解决实际问题的技巧，实现学习迁移。

（四）教学成效

在整个学习过程中，学生收集整理了大量的学习资料和数据，在网络中生生互动、师生互动，增强了自主学习的能力。本次教学在发挥传统教学优势的基础上增强了教学效果，过去完成类似的3D打印一體化课程需要2名教师、4个学时、12份耗材，却只有约3件成品。相同的内容，本次设计只需要1名教师、4个学时 ，同样耗材的情况下却能够做到约8件成品，真正达成高效课堂。

三、总结与反思

通过本节课的教学设计案例，构建PCK理念下的中职学校专业课教学设计框架，有效改善了教学实践，提升了教学效果。同时，教师发展更适应社会、学校，具有实践意义。

（一）高效完成学习内容，提高学习效果

本节课在很大程度上激发了学生的学习兴趣，实现从“被动学”到“主动学”的转化。与传统的课程相比，学生拥有更多发言权，提高了发现、探讨和解决问题的能力，培养了自主探究与团结协作的学习习惯，促进了精益求精的工匠精神的培养，体现了职业教育的特点；同时，企业导师、授课教师也可以及时发现课堂问题，及时对学生进行评价，有助于提升学生学习的主观能动性。

（二）高效融入专业知识，提升教学质量

3D打印课程是集CAD技术、数据处理、数控、激光等多种机械电子技术以及材料科学、计算机软件科学于一身的综合性高科技技术。在教学策略设计上，增加了专业环境设计、虚拟仿真设备等，这也是中职专业课与普遍中小学学科教学的重要区别之一，是PCK在专业课教学设计中的特殊之处。因此可以考虑在PCK三成分的基础上增加环境、工具、管理等知识，使之更适应专业课的教学。但是PCK三成分之间不是各自独立的，而是相互嵌套、相互影响的（汤杰英，2017），新的知识的加入也将为PCK带来新的发展。

（三）高效转化专业能力，形成专业素养

新时代的发展和信息技术的广泛应用为中职学校教学带来更加复杂的变化，学生、教材、内容、方式、环境等都产生了新的发展趋势，对中职教师教学能力提出了更高的要求。教师的知识来源于教师的专业教学过程，是教师在特定教学情境中形成的实践知识。这些知识是教师在深入理解专业知识和教育学知识的基础上对学生学习内容和学习方式的持续建构（李义茹、黄甫全、曾文婕，等，2018），因此，PCK能有效帮助教师将“所学”更好地转化为“所教”，在提高教学质量的同时提升自己的教学能力，形成以PCK为核心的教师专业素养。

[本文系2020年广东省中等职业教育教学改革项目“PCK框架下中职教师教学能力培养的实践研究”（项目编号：GDZZJD2020237，主持人：赵健秀）的研究成果。]

责任编辑  陈春阳