PCK视角下的高中化学教学设计

摘 要：部分高中化学教师在教学设计中存在缺乏对学科知识的深入理解、忽视学生认知规律和评价不全面等问题。阐述了PCK视角下进行高中化学教学设计的价值，并以PCK理论为指导，从深度剖析化学知识结构、精准把握学生认知特征、科学构建评价反馈机制三个方面出发，探讨了PCK视角下的高中化学教学设计策略，旨在为高中化学教学提供新的思路和方法，帮助学生更好地理解和掌握化学知识。

关键词：PCK；高中化学；教学设计

作者简介：萧艳霞（1984—），女，甘肃省兰州市第十八中学。

在教育改革不断深入的背景下，社会对教师的专业素养及教学能力提出了更高的要求。在高中化学教学中，如何将复杂抽象的化学知识以有效的方式传授给学生，帮助其理解知识的本质，培养其创新思维与实践能力是广大化学教师应重点关注的问题［1］。 PCK（Pedagogical Content Knowledge）理论能为教师提升教学效果提供支持。该理论强调教师不仅要具备扎实的学科专业知识，还要了解如何将这些知识转化为学生容易接受的教学内容，并基于学生的认知特点和学习需求采用恰当的教学方法。PCK理论的引入能使教师从知识传递者转变为教学设计师，对教学针对性与实效性的提升具有重要意义［2］。本文以“硫及其化合物”一课的教学为例，探讨PCK视角下的高中化学教学设计，旨在为高中化学教师提供新的教学思路和实践路径。

一、PCK理论概述

PCK理论最早由美国教育心理学家舒尔曼在1986年提出。其认为，一个优秀的教师不仅需要掌握学科内容知识（Content Knowledge），还需要了解教学知识（Pedagogical Knowledge），知道如何将学科知识有效地传授给学生。PCK知识包括学科内容知识和教学知识，主要特征有内容相关性、实践性、个体性、情境性、整合性等。

二、PCK视角下进行高中化学教学设计的价值

在PCK视角下进行高中化学教学设计不仅有利于提升教学质量，丰富学生学习体验，而且能提升教师专业素养，培养社会所需的具备科学素养的人才。

第一，能帮助教师创新教学策略与方法，提升教学效果。化学教学往往涉及大量抽象概念、复杂反应原理与实验操作等，这对教师的教学素养和专业能力提出了较高的要求。PCK理论强调教师应具备将教学知识转化为教学行动的能力，即知道如何教学。在PCK视角下设计教学活动时，教师会积极运用直观教学、情境模拟、实验探究、问题导向等不同教学手段，将深奥的化学原理生动形象地呈现给学生，激发学生的学习兴趣，提高学生的知识内化效率。PCK理论还鼓励教师根据学生的学习反馈灵活调整教学策略，以确保教学活动始终符合学生的认知水平，这有利于提升教学效果。

第二，能强化教师对学生化学学习困难的预见与应对能力，有利于个性化教学的开展。学生在化学学习的过程中可能会遇到不同的学习困难，如不理解元素周期律、无法充分掌握有机反应原理等。教师在PCK视角下进行高中化学教学设计时，能够准确预见这些困难点，并有针对性地制订教学策略与支持措施，确保每一位学生都能有效解决困难。

第三，有助于培养学生的科学素养与创新能力。在高中化学教学中，教师不能仅教授学生理论知识，还应重视培养学生的科学素养与创新能力。在PCK视角下进行高中化学教学设计时，教师会更加重视引导学生运用化学知识解决实际问题，培养学生严谨的实证精神和创新思维。这样不仅能帮助学生建立完整的化学知识体系，还能培养学生的批判性思维、问题解决能力以及创新能力，为其终身学习和未来发展奠定坚实的基础。

三、PCK视角下的高中化学教学设计策略

（一）深度剖析化学知识结构，实现内容精炼与重构

教师在PCK视角下进行高中化学教学设计时，要深入剖析化学知识结构，以实现对内容的精炼与重构。在这一过程中，教师应充分理解化学知识的本质，了解化学知识之间的内在关联以及实现教学转化的可能性，进而通过科学合理的组织与提炼，构建既符合学科逻辑又符合学生认知发展需求的教学内容体系。

首先，化学作为一门研究物质组成、结构、性质及变化规律的学科，其知识体系具有较强的系统性、抽象性和逻辑性。在PCK视角下，教师不仅要充分掌握基本的化学概念、原理、定律和实验方法，还要对这些知识进行深入分析，充分了解这些知识背后的科学思想、研究方法及实际应用。同时，教师还需要明确化学知识之间的内在联系，如元素周期律与化学键性质之间的联系、化学反应速率与化学平衡的联系、有机化学与无机化学的联系等。这种深度剖析有助于教师从整体上把握化学知识的脉络，明确各知识点在学科体系中的地位与作用。

其次，高中化学课程具有内容涉及面较广、抽象复杂等特点，对此，教师应依据PCK理论，结合学生的认知特点、学习需求和课程标准，对化学知识进行有针对性的筛选、提炼。一方面，教师要去除冗余信息，聚焦核心概念与关键知识。以“硫及其化合物”一课的教学为例，教师应将教学重点放在硫的重要化合物（如SO2、H2SO4等）的性质、制备与应用以及硫循环等核心知识上，不要对复杂的化学方程式进行过度讲解。另一方面，教师要提炼知识要点，以简洁明了的语言和生动直观的方式呈现复杂原理。以“硫及其化合物”一课的教学为例，教师可通过构建硫及其化合物性质变化的思维导图直观展示相应硫化合物之间的关系与转化路径，或者运用动画模拟工具动态演示SO2与O2在催化剂的作用下转化为SO3的过程，使学生直观理解反应原理。此外，教师还应注重知识的迁移与整合。例如，教师可将“硫及其化合物”的学习与之前学的元素周期表、酸碱理论等知识联系起来，使学生从更广阔的化学知识网络中理解和掌握新内容。

最后，PCK理论倡导教师将学科知识转化为易于学生理解、掌握与运用的内容。在高中化学教学设计中，教师应根据学生的认知发展水平、思维特点与学习风格等灵活调整教学内容的组织方式与呈现顺序。以“硫及其化合物”一课的教学为例，对于较为抽象的知识点，如硫化合物的电子结构与性质的关系，教师可以采用模型构建工具、可视化工具等进行具象化处理，帮助学生直观感知复杂的化学原理。对于实验探究内容，教师可设计层次分明、逐步深入的探究任务，引导学生通过观察、预测、验证和解释等活动亲身参与知识的建构过程，从而培养其科学探究能力和创新思维。

（二）精准把握学生认知特征，设计个性化教学路径

在PCK视角下进行高中化学教学设计时，教师准确把握学生的认知特征并设计个性化教学路径是非常重要的。这一环节的核心在于教师要深入理解化学知识的本质，并结合学生的认知发展规律和个体差异，设计既能满足课程标准要求又能激发学生潜能的教学方案。

准确把握学生的认知特征是教师设计个性化教学路径的前提。PCK理论强调教师不仅要具备丰富的学科专业知识，还要对学生的认知水平、思维模式、学习风格等有充分的了解。在高中化学教学中，教师可通过以下途径全面了解学生的认知特征：一是利用入学测试、课堂观察、课后作业等常规教学手段评估学生的化学基础知识掌握程度、逻辑推理能力、实验操作技能等，明确其在化学学习中的优势与不足；二是借助学习风格问卷、多元智能测试等心理测评工具了解学生的认知偏好与学习倾向等；三是客观评估学生的学习动机、自我效能感、情绪调控能力等非智力因素，了解学生的基本情况。

在准确把握学生认知特征的基础上，教师要精心设计个性化教学路径并实施个性化教学。一方面，教师在选择与组织教学内容时应遵循“最近发展区”理论，在学生的现有知识水平与潜在发展水平之间搭建桥梁，鼓励学生挑战更高层次的认知任务。以“硫及其化合物”一课的教学为例，教师可针对不同学生群体设计多层次的教学内容。对于基础扎实、逻辑推理能力强的学生，教师可以引导其探讨硫及相应化合物的复杂反应原理，如硫化物氧化还原反应等；对于实验操作技能突出、喜欢动手实践的学生，教师可以为其设计系列实验活动，如测定硫酸浓度等，使其在动手操作中直观感知硫及硫化合物的性质，加深其对理论知识的理解；对于抽象思维较好、喜欢进行理论探究的学生，教师可以让其深入研究硫及硫化合物的电子结构、分子轨道理论等内容，帮助其从微观层面理解硫及硫化合物的性质及反应规律。另一方面，教师应结合学生的认知风格与学习倾向选择教学方法。对于视觉型学习者，教师可运用多媒体教学技术以及表格、示意图等可视化工具进行讲解，使抽象的化学概念形象化；对于听觉型学习者，教师可通过讲解、讨论、问答等强化语言信息传递，同时提供音频资料让其在课后进行自主学习；对于动觉型学习者，教师应增加实验操作、模拟游戏、实物模型操作等实践活动，使其在实践的过程中深化对知识的理解。

（三）科学构建评价反馈机制，促进深度理解与内化

在PCK视角下进行高中化学教学设计时，教师科学构建评价反馈机制能助力学生加深对化学知识的理解。教师构建评价反馈机制的目的在于通过精准、及时、多元的评价和有效的反馈引导学生加深对化学知识的认识，让其逐步理解化学原理、规律，提升其化学学科素养和创新能力。下文将详述教师应如何科学构建评价反馈机制。

第一，评价目标设定应遵循PCK理念，聚焦学生化学核心素养的发展。评价目标应关注学生对化学概念的理解深度，关注学生的问题解决能力、实验探究技能、科学思维品质以及跨学科应用能力等。这意味着教师设定的评价目标要与高中化学课程标准、教材内容相契合，同时兼顾学生的个体差异和发展需求。以“硫及其化合物”一课的教学为例，教师可设置如下评价目标。

（1）概念理解深度：评估学生对硫及硫化合物的性质、结构、反应规律等基本概念的理解程度以及其能否运用这些概念解释相关化学现象。

（2）问题解决能力：评估学生在实际情景中应用硫及硫化合物知识解决化学问题的能力。

（3）实验探究技能：评估学生在实验操作、数据处理、结果分析等方面的能力以及学生在实验过程中体现的科学探究精神与安全意识。

（4）科学思维品质：评估学生在学习硫及硫化合物知识过程中展现的逻辑推理、创新思维等科学思维品质以及学生在面对复杂问题时的系统性思考与决策能力。

（5）跨学科应用能力：评估学生能否将硫及硫化合物知识与其他学科知识相结合，解决跨学科问题或阐述硫及硫化合物在现实世界中的多维度影响。

第二，评价方法应追求多元化与创新性。教师在运用纸笔测试等基础性评价手段的基础上，应重视观察、访谈、项目评价、同伴互评、自我评价等评价方法的应用，以全面评估学生在化学学习过程中的思维活动、情感态度、合作交流等方面的情况。同时，教师可以借助在线测验系统、学习分析工具、电子档案袋等信息技术手段，实现评价的个性化和智能化，为学生深入理解知识提供有力支持。

在反馈环节，教师应精心设计反馈形式，以有效发挥反馈的作用。教师设计的反馈形式应具有明确性、针对性与启发性，既能指出学生在理解与内化知识的过程中存在的问题，又能激发学生进一步探索知识的兴趣。同时，教师应把握好反馈时机，遵循适时、适量的原则，在学生遇到困难时及时给予其支持与鼓励。评价结果的运用是推动学生深度理解与内化知识的关键环节。教师应定期汇总、分析评价数据，了解学生在深度理解与内化知识方面的共性问题与个体差异，并据此调整教学策略。同时，教师应将评价结果告知学生，使其了解自身的优势与不足，明确改进方向。此外，教师还应将评价结果作为教学反思与研究的依据，不断提升自身教学设计与实施能力，以更好地帮助学生理解与内化知识。

结语

总而言之，PCK视角下的高中化学教学设计要求教师具备专业的化学知识、教学知识和学生知识，并能够将这些知识融合运用。在实际教学中，教师应根据学生的实际情况设计合适的教学内容、方法和评价方式，引导学生积极主动地进行学习，培养其化学学科核心素养和创新能力。展望未来，期待有更多的一线教师能够深入探究PCK视角下的高中化学教学设计策略，为提高高中化学教育质量做贡献。

［参考文献］

李晓凤.PCK视角下的高中化学教学设计与研究［J］.高考，2023（21）：156-158.

张笑言，郑长龙，钱胜，等.基于学科理解的化学教师PCK发展个案研究：以“物质成分探究”教学为例［J］.化学教学，2023（6）：25-30.