謝福良，姚彬

摘? ?要：學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK理論）是影響教學(xué)效果的重要因素。文章基于PCK理論，以“功”的教學(xué)為例，分析其在初、高中教學(xué)的銜接，發(fā)現(xiàn)其在知識(shí)結(jié)構(gòu)、思維模式、教學(xué)難度等方面存在跨度大、螺旋上升的特點(diǎn)，并針對(duì)高中教學(xué)提出降低思維梯度、問(wèn)題鏈同化知識(shí)、突破銜接深化點(diǎn)與彌補(bǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)等銜接策略。

關(guān)鍵詞：PCK;功;教學(xué)銜接

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2021）11-0009-3

功貫穿于中學(xué)物理的教學(xué)，是物理學(xué)的重要概念，是學(xué)習(xí)能量的基礎(chǔ)。在物理課程標(biāo)準(zhǔn)中[1-2]，從知識(shí)、思維等方面對(duì)功的教學(xué)提出了不同的要求，高中內(nèi)容并非是初中內(nèi)容的簡(jiǎn)單重復(fù)或拓展，而是螺旋上升的關(guān)系。借助PCK理論，從學(xué)科知識(shí)、學(xué)生認(rèn)知、教學(xué)法知識(shí)等方面分析初、高中功的銜接深化點(diǎn)，在兩者間搭建一座橋梁，實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)、高效的教學(xué)銜接。

1? ? PCK理論概述

1986年，舒爾曼提出學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK理論）的概念[3]。隨后，格里斯曼對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充與拓展[4]。

學(xué)科知識(shí)：學(xué)科中核心、基本知識(shí)，含呈現(xiàn)出的思想、方法等。

學(xué)生知識(shí)：了解學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，認(rèn)清學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)，了解哪些知識(shí)容易理解，哪些知識(shí)容易混淆，常見(jiàn)的錯(cuò)誤與辨析錯(cuò)誤的策略。

教學(xué)法知識(shí)：為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)采取的教學(xué)策略。

PCK理論由教材、教師與學(xué)生交互而成，立足于學(xué)生，將學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生可接受的形態(tài)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的建構(gòu)，解決教什么與怎么教、學(xué)什么與怎么學(xué)的問(wèn)題。

2? ? 基于PCK理論分析功的銜接深化點(diǎn)

分析《物理八年級(jí)下冊(cè)》與《物理必修第二冊(cè)》中的功可知（表1）：在學(xué)習(xí)材料的選取與呈現(xiàn)、知識(shí)難度與廣度、思維能力等方面呈現(xiàn)跳躍大、存在間斷點(diǎn)的特點(diǎn)。

2.1? ? 學(xué)科知識(shí)——認(rèn)知結(jié)構(gòu)

以功為切入點(diǎn)，從功的內(nèi)涵與外延進(jìn)行展開(kāi)，分別構(gòu)建了初、高中學(xué)生對(duì)功的認(rèn)知結(jié)構(gòu)圖，如圖1和圖2所示。

（1）從標(biāo)量到矢量。初中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，并不考慮力的方向性，只關(guān)注其大小，用移動(dòng)的距離替代位移;而在高中的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，引入矢量、位移的概念，考慮其方向性，并用矢量觀念分析問(wèn)題。此外，功作為標(biāo)量，沒(méi)有方向，如何讓高中生理解功是標(biāo)量，是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。從標(biāo)量向矢量的過(guò)渡，是銜接的一個(gè)間斷點(diǎn)。

（2）進(jìn)一步深化功的內(nèi)涵，形成科學(xué)、完備的概念。受學(xué)習(xí)能力、思維發(fā)展與數(shù)學(xué)知識(shí)的制約，初中生對(duì)功的理解是表面的或片面的。到了高中，并非簡(jiǎn)單地重復(fù)所學(xué)內(nèi)容，而是在初中的基礎(chǔ)上給功添加了許多新內(nèi)容。如，把功的計(jì)算從“力與距離方向一致”的特殊性推向“力與位移方向不一致”的普遍性，從只考慮“做功的多少”拓展到“做功的正負(fù)”，賦予其物理意義，深化了功的內(nèi)涵，讓學(xué)生形成科學(xué)、完備的概念，為后續(xù)學(xué)習(xí)與功相關(guān)的知識(shí)作鋪墊。

（3）揭示功的本質(zhì)屬性，為后續(xù)的教學(xué)作鋪墊。在初中階段，對(duì)功的本質(zhì)的教學(xué)是含糊不清的，后續(xù)引出的動(dòng)能、重力勢(shì)能等概念與其關(guān)聯(lián)性不強(qiáng);而在高中階段，明確功是能量變化的量度后，自然水到渠成地引出功能關(guān)系等規(guī)律。

初中的功過(guò)于簡(jiǎn)單，只停留在最淺顯的層面，而高中的突變感較強(qiáng)，勢(shì)必造成初、高中知識(shí)結(jié)構(gòu)的跳躍，對(duì)高中教學(xué)造成一定的困擾。

2.2? ? 學(xué)生認(rèn)知——前概念影響

PCK理論將學(xué)術(shù)形態(tài)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為教學(xué)形態(tài)的知識(shí)，了解學(xué)生的認(rèn)知水平是教學(xué)的起點(diǎn)。經(jīng)過(guò)初中的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)功有一定的認(rèn)知，不過(guò)是不完備、片面的，容易在高中教學(xué)中出現(xiàn)一些不和諧、不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。如，學(xué)生在初中形成的前概念干擾高中教學(xué)，教師在高中教學(xué)中高估學(xué)生的認(rèn)知。

在初中課堂，學(xué)生通過(guò)日常用語(yǔ)或生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)理解功，無(wú)法弄清其本質(zhì)屬性，會(huì)形成說(shuō)不清、道不明的前概念。如常用“功勞、成效”等詞來(lái)等價(jià)功的表述，而“功勞、成效”并無(wú)正負(fù)之分，初中階段也無(wú)正負(fù)功之說(shuō)，兩者的類比是恰當(dāng)?shù)摹Ｘ?fù)功認(rèn)知的缺失容易造成學(xué)生只認(rèn)可正功的思維定式，無(wú)疑會(huì)影響到高中生理解正負(fù)功的物理意義與功能關(guān)系的學(xué)習(xí)。此外，有些錯(cuò)誤前概念的形成與教師表述有關(guān)，初中階段的功過(guò)于淺顯，很多內(nèi)容沒(méi)法挑明，就很考驗(yàn)教師的語(yǔ)言表述與技巧。若教師語(yǔ)言表述不嚴(yán)謹(jǐn)，容易誤導(dǎo)學(xué)生，產(chǎn)生理解偏差。如教師表述“力做了多少功”，沒(méi)有指明哪個(gè)力與研究對(duì)象，容易淡化學(xué)生對(duì)研究對(duì)象、分力與合力的意識(shí)，既不利于學(xué)生理解功的概念，又不利于學(xué)習(xí)合力做功。

2.3? ? 教學(xué)法知識(shí)——學(xué)習(xí)材料呈現(xiàn)方式

PCK理論的教學(xué)形態(tài)知識(shí)要以學(xué)生的心理發(fā)展與思維能力為立場(chǎng)，從學(xué)生角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。初中教學(xué)常以形象思維為基礎(chǔ)，以生活經(jīng)驗(yàn)、物理實(shí)驗(yàn)為學(xué)習(xí)材料。在教學(xué)中，教師用叉車搬物、搬而未動(dòng)的石頭等生活實(shí)例，采用直觀教學(xué)法，讓學(xué)生體驗(yàn)功的形成，并用之來(lái)解釋生活現(xiàn)象，讓學(xué)生在生活世界中學(xué)物理。

而高中教學(xué)是遠(yuǎn)離生活實(shí)踐的，以抽象思維為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)知識(shí)為工具進(jìn)行演繹推理。在教學(xué)中，教師或會(huì)摒棄生活實(shí)例，用矢量、三角函數(shù)、微元法等數(shù)學(xué)知識(shí)將物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行分析，讓學(xué)生在科學(xué)世界中學(xué)物理。

從初中呈現(xiàn)大量感性學(xué)習(xí)材料到高中呈現(xiàn)具體物理問(wèn)題的轉(zhuǎn)變，是學(xué)生用形象思維建構(gòu)知識(shí)到用抽象思維建構(gòu)知識(shí)的過(guò)渡。思維模式的轉(zhuǎn)變，無(wú)疑對(duì)師生的教與學(xué)提出新挑戰(zhàn)。

3? ? PCK理論指導(dǎo)下的教學(xué)銜接策略

如何在高中教學(xué)中突破重難點(diǎn)、深化銜接點(diǎn)，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐與PCK理論提出以下教學(xué)銜接策略。

3.1? ? 直視學(xué)生思維變化的梯度，搭建降低思維梯度的橋梁

PCK理論的教學(xué)形態(tài)知識(shí)要以學(xué)生的心理特征與思維能力為立場(chǎng)。初中生學(xué)習(xí)功靠形象思維，高中生學(xué)習(xí)功靠抽象思維，學(xué)生思維發(fā)生了質(zhì)的變化，若能兼顧好兩種思維模式，搭建降低思維梯度的橋梁，讓思維逐步過(guò)渡，重視知識(shí)的形成過(guò)程，有利于功的教學(xué)。如，在講授“正負(fù)功的物理意義”時(shí)[5]，一般從“數(shù)學(xué)模型‘α<90°，cosα>0’‘α=90°，cosα=0’‘α>90°，cosα<0’”—“物理模型W>0、W=0、W<0”—“正負(fù)功的物理意義”—“解釋現(xiàn)象”，此法對(duì)學(xué)生抽象思維、數(shù)學(xué)能力要求較高。若能用生活實(shí)例，則可降低思維梯度，如用“人拉著車，使其動(dòng)起來(lái)”“人扯著車，使其停下來(lái)”的例子，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到“正功代表推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)，負(fù)功代表阻礙物體運(yùn)動(dòng)”。再如，在“功是標(biāo)量”的教學(xué)中，常從標(biāo)量、矢量遵循的運(yùn)算法則或點(diǎn)乘的角度來(lái)解析，這或許可以用例子來(lái)講解：靜止物體受到力F作用后，運(yùn)動(dòng)一段位移，不同方向的作用力F，發(fā)生的位移方向不同，但作用力F做的都是正功，即可說(shuō)明功是標(biāo)量。

3.2? ? 結(jié)合學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)，采取問(wèn)題鏈將新知識(shí)同化到學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)

PCK理論提及了解學(xué)生的認(rèn)知水平是教學(xué)的起點(diǎn)。在高中教學(xué)中，容易高估學(xué)生對(duì)功的理解，認(rèn)為初中已學(xué)過(guò)，可以一筆帶過(guò)，甚至直接忽視。當(dāng)然，學(xué)生已有一定認(rèn)識(shí)的概念，也沒(méi)必要重頭再來(lái)。借鑒奧蘇泊爾的先行組織者策略[6]，在呈現(xiàn)新內(nèi)容前，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)，讓學(xué)生溫習(xí)初中的功，采用問(wèn)題鏈的途徑遞進(jìn)式地提出新知識(shí)，巧借新、舊知識(shí)的銜接深化點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生的思維，把新知識(shí)融合到自身原有的知識(shí)體系中。如，正視學(xué)生初步知道功的概念與計(jì)算的基礎(chǔ)，沿著“功的概念與簡(jiǎn)單計(jì)算—任意角度下的功—正負(fù)功的物理意義—功是標(biāo)量—功的本質(zhì)屬性—正負(fù)功的大小比較”的問(wèn)題鏈教學(xué)情境，層層遞進(jìn)，幫助學(xué)生完善滿足高中要求的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

3.3? ? 做好銜接深化點(diǎn)的突破

PCK理論的核心是要抓住核心知識(shí)，用合適的教學(xué)策略來(lái)幫助學(xué)生理解。高中教學(xué)要進(jìn)一步深化功的內(nèi)涵，讓學(xué)生形成科學(xué)、完備的概念，因此要重視銜接深化點(diǎn)，做好間斷點(diǎn)的突破。在得到功的表達(dá)式后，做好其內(nèi)涵與外延的分析討論，尤其做好“功是標(biāo)量、正負(fù)功的物理意義與功的本質(zhì)屬性”的突破，可以多創(chuàng)設(shè)思維情景，讓學(xué)生在體驗(yàn)與感悟中學(xué)習(xí)。

3.4? ? 做好數(shù)學(xué)工具的銜接

高中物理教學(xué)中數(shù)學(xué)知識(shí)的滯后是無(wú)法回避的矛盾，盡管創(chuàng)設(shè)形象活潑的實(shí)例可以降低學(xué)習(xí)難度，但很多問(wèn)題的解決都離不開(kāi)數(shù)學(xué)知識(shí)，因此下足功夫提升學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決問(wèn)題的能力，才能學(xué)活物理。在本節(jié)中，會(huì)用到三角函數(shù)、矢量等數(shù)學(xué)知識(shí)，學(xué)生對(duì)三角函數(shù)比較熟悉，用其分析問(wèn)題的難度不大，但對(duì)矢量比較陌生，所接受的矢量知識(shí)是零散的，因此要在前面學(xué)習(xí)力等知識(shí)時(shí)，逐步滲透矢量知識(shí)，提升將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為標(biāo)量運(yùn)算的能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用矢量觀念看待問(wèn)題。

高中教學(xué)，要重視學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，做好銜接深化點(diǎn)的突破，在教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化上動(dòng)腦筋，在教學(xué)實(shí)踐中加以引導(dǎo)，幫助學(xué)生高效地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[3]秦青青.新任教師學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK）發(fā)展研究[D].南京：南京師范大學(xué)，2015.

[4]董偉. PCK理論指導(dǎo)下的“功”教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2021，50（15）：34-36.

[5]惠旭光，蔣守培.基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)——以新教材“功”的兩節(jié)同課異構(gòu)公開(kāi)課為例[J].物理教學(xué)，2019，41（05）：3-5.

[6]張大均.教育心理學(xué)[M].北京：人民教育出版社，2012：83-84.（欄目編輯? ? 趙保鋼）