初中優(yōu)秀科學(xué)教師學(xué)科教學(xué)知識的案例研究＊

吳銀銀

（臺州學(xué)院　教師教育學(xué)院，浙江　臨?！?17000）

初中優(yōu)秀科學(xué)教師學(xué)科教學(xué)知識的案例研究＊

吳銀銀

（臺州學(xué)院教師教育學(xué)院，浙江臨海317000）

本案例研究結(jié)合科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用教學(xué)案例研究法，對一位初中優(yōu)秀科學(xué)教師H老師的學(xué)科教學(xué)知識進行描述和闡釋，以深入探究這位科學(xué)教師在具體教育教學(xué)實踐活動過程中所秉持的學(xué)科教學(xué)知識。

科學(xué)教師；學(xué)科教學(xué)知識；案例研究

在教師專業(yè)發(fā)展的研究中，長期以來人們都在尋求著一種知識基礎(chǔ)，并希望以該知識基礎(chǔ)的形成和拓展，來體現(xiàn)教師職業(yè)的“專業(yè)品質(zhì)”。學(xué)科教學(xué)知識（pedagogical content know ledge，簡稱PCK）作為教師知識的重要組成部分，了解、研究、發(fā)展該類知識，對于教師的專業(yè)發(fā)展與教育終極目標(biāo)的實現(xiàn)都具有重要的現(xiàn)實意義。1985年，美國斯坦福大學(xué)教育學(xué)教授舒爾曼（Lee Shulman）針對當(dāng)時教師學(xué)科知識與教學(xué)知識分離的弊端，努力為教師專業(yè)化確立一個標(biāo)準(zhǔn)，首次提出“學(xué)科教學(xué)知識”這一概念。認(rèn)為它是“用專業(yè)學(xué)科知識與一般教學(xué)法知識的綜合去理解特定主題的教學(xué)是如何組織、呈現(xiàn)以適應(yīng)學(xué)生不同興趣和能力的知識”［1］。隨后，國內(nèi)外眾多學(xué)者依據(jù)舒爾曼最初對學(xué)科教學(xué)知識內(nèi)涵的定義，延續(xù)其觀點或持不同論述探究學(xué)科教學(xué)知識的內(nèi)涵。本研究認(rèn)同舒爾曼的觀點，認(rèn)為教師的學(xué)科教學(xué)知識主要指教師基于個人的經(jīng)驗和思考，在教學(xué)活動中表現(xiàn)出來的對理論性知識的理解和把握。此類知識包括以下三方面：學(xué)科教育的課程知識、學(xué)科教育的內(nèi)容知識和學(xué)科教育的方法知識。本文選取一位優(yōu)秀的初中科學(xué)教師作為研究對象，以學(xué)科教育的內(nèi)容知識作為分析框架，探究他在具體教育實踐活動中所秉持的學(xué)科教學(xué)知識。

1　研究設(shè)計：對象與方法

本研究對象是浙江省T市一位優(yōu)秀的初中科學(xué)教師——H老師。研究問題的實踐需要借助一定的研究方法。在進行研究的過程中，根據(jù)研究問題和研究內(nèi)容的實際需要，采取案例研究的方法，以澄清研究問題和研究內(nèi)容，實現(xiàn)研究目的。教學(xué)案例是對教學(xué)事件的記錄，它顯現(xiàn)出教師在實際教學(xué)中面臨的困難以及做出教學(xué)決策所依賴的事實、認(rèn)識和偏見等。在教學(xué)研究中要進行案例研究法是通過對一些有趣的論題或課堂片段的情景再現(xiàn)來進行研究。案例具有情境性，按一定的時間、地點、人物等結(jié)構(gòu)展現(xiàn)教師和學(xué)生的典型行為，以故事或事件的方式呈現(xiàn)，表現(xiàn)教師和學(xué)生的思想和情感。通過展示這些真實案例，對教學(xué)問題進行深入地分析和討論，從中借鑒所應(yīng)采取的教學(xué)策略。教學(xué)案例需要真實反映研究者的方法、理論的出發(fā)點和落腳點以及其描述的重點。案例必須來源于真實的課堂教學(xué)生活，但同時要高于教學(xué)生活，要具有代表性和典型性。本研究結(jié)合科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用教學(xué)案例研究法，對一位初中科學(xué)優(yōu)秀教師H老師的學(xué)科教學(xué)知識進行描述和闡釋，以深入探究合作伙伴在具體教學(xué)實踐活動過程中顯現(xiàn)其學(xué)科教學(xué)知識的過程。

2　案例呈現(xiàn)與分析：“蒲瓜為什么會變黑”——在科學(xué)探究中理解科學(xué)

突出科學(xué)探究是《全日制義務(wù)教育科學(xué)（7—9年級）課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）》的基本理念之一。為落實這一理念，H老師利用日常生活中的一些趣味小實驗，讓學(xué)生能夠在科學(xué)體驗中探究，并在探究中理解科學(xué)。下面就H老師的教學(xué)案例《蒲瓜為什么會變黑》來做分析和闡釋。

有一天中午，我路過學(xué)生餐廳，聽到幾位學(xué)生在議論，這個蒲瓜怎么這么黑，能不能吃，吃了會不會有事？聽到這里，我突然想起，自己燒菜時，蒲瓜有時也會變黑，有時卻不會變黑。這究竟是什么原因？這是一個值得探究的課題，不妨讓學(xué)生去探究一下。于是我過去問這幾位學(xué)生，“你們想不想知道蒲瓜為什么變黑嗎？”“當(dāng)然想，老師你能告訴我們嗎？”“你們?yōu)槭裁床蝗ヌ骄恳幌履?？”這幾個學(xué)生都表現(xiàn)出有濃厚的興趣。后來我在班級里宣布了這件事，讓有興趣的同學(xué)報名參加，成立科學(xué)探究小組。

同學(xué)們對這個課題興趣比較濃厚，他們自愿組合，組成了3個探究小組，每組確定一位組長。但他們對如何開展這次活動，同學(xué)們討論后還是定不下來，一天下午，他們十幾位同學(xué)來找我。

××年×月×日星期一中午午休時間

“老師，我們怎樣進行探究呢？”

有兩位同學(xué)從懷里掏出了蒲瓜，“我們想做個實驗，你能借我們一些實驗儀器嗎？”

“你們準(zhǔn)備得怎么樣了，將你們的實驗方案拿來看看?！蔽艺f。

“還沒……”

經(jīng)過了解，有些同學(xué)認(rèn)為“探究活動”就等于“做實驗”。而如何“做實驗”他們只能說出個大概，還沒有具體的計劃。于是我說：“你們認(rèn)為，在實驗前還要做哪些準(zhǔn)備呢？”

有的同學(xué)認(rèn)為，應(yīng)該去請教父母和食堂工作人員，畢竟他們經(jīng)常燒菜；有的同學(xué)說可以去圖書館找資料，可能能夠找到答案；有的同學(xué)說可以上網(wǎng)去查一下，有沒有現(xiàn)成的結(jié)論……

最后，他們分組進行資料查找并決定從以下幾個方面展開調(diào)查：

1.食堂工作人員是否在蒲瓜中加入了什么東西，如鹽中有什么雜質(zhì)？

2.食堂中燒蒲瓜與我們平時燒蒲瓜的方式有什么不同？

3.同學(xué)家里燒蒲瓜時有沒有遇到這種情況？

4.其它的食物在燒的時候有沒有變黑這種現(xiàn)象？

5.這樣的蒲瓜能吃嗎？

……

【案例分析】在教學(xué)中學(xué)生進行的探究性實驗，從本質(zhì)上說，與科學(xué)家們在科學(xué)研究中進行的科學(xué)探究是相同的，它們都是在各自未知領(lǐng)域中對要研究的事物進行探索性研究的一種活動。要讓學(xué)生進行“探究”的前提條件是學(xué)生要具備一定的問題意識，即首先要讓學(xué)生在一定的情景中去發(fā)現(xiàn)問題，進而能夠提出要探究的問題。針對學(xué)生提出的問題，再要求他們根據(jù)已有的背景性知識或經(jīng)驗，對問題嘗試進行猜想并且能夠嘗試性地提出假設(shè)。隨后，就是一個如何解決提出問題的過程。

××年×月×日星期一下午課外活動時間探究蒲瓜變黑可能與哪些因素有關(guān)

那天下午，他們又一次來到實驗室，經(jīng)過一個星期的調(diào)查，他們思路清晰多了，先分組對他們的調(diào)查結(jié)果進行了整理，然后交流發(fā)言。

在調(diào)查報告中他們寫道：“我們首先去請教了食堂工作人員，他們說，蒲瓜在燒的時候，確實會變黑。在什么情況下會變黑，他們也說不清楚。我們又問：‘你們還在蒲瓜中加入了什么東西沒有？’‘蒲瓜中就加了白糖、黃酒、鹽、味精等東西，沒有其它的?！?/p>

“我們?nèi)D書館找資料，可是圖書館又沒有現(xiàn)成的資料，只在一些菜譜中有蒲瓜作為食材的記載……另外，我們上網(wǎng)發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)于吃了苦蒲瓜中毒的報道，我們查了一些資料，發(fā)現(xiàn)如果蒲瓜在結(jié)瓜過程中瓜藤被踩爛或由于其它原因，結(jié)出的蒲瓜就會發(fā)苦。食用苦蒲瓜可以發(fā)生中毒，苦蒲瓜中的有毒成分為蔥甙類化合物。但是并沒有吃了變黑的蒲瓜中毒的報道。我們吃了蒲瓜確實沒有不適的感覺。我們還發(fā)現(xiàn)，蒲瓜還有藥用價值呢！”

“我聽媽媽說：‘以前用農(nóng)村土灶的時候，用大鐵鍋燒蒲瓜，做成菜后經(jīng)常會變黑，現(xiàn)在用煤氣灶，在小炒鍋中，蒲瓜好像不會變黑?！蚁脒@可能與鍋有關(guān)，現(xiàn)在我家燒菜都用鋁鍋，以前用的是鐵鍋?！?/p>

經(jīng)過一段時間的討論，最后我們認(rèn)為蒲瓜變黑，可能與以下因素有關(guān)：

1.蒲瓜變黑可能與燒蒲瓜的時間有關(guān)；

2.蒲瓜變黑可能與用鐵鍋燒有關(guān)；

3.可能與蒲瓜的品種有關(guān)。

【案例分析】在“蒲瓜為什么會變黑”的探究活動中，學(xué)生反應(yīng)會如此靈敏，讓人感到驚訝。由于市場上找不到多種的蒲瓜進行實驗，H教師讓學(xué)生就“蒲瓜變黑，可能跟燒蒲瓜的時間有關(guān)”和“蒲瓜變黑，可能跟用鐵鍋燒有關(guān)”進行了實驗設(shè)計。同時，H教師還特別要求學(xué)生在設(shè)計實驗的時候要注意控制變量。

××年×月×日星期一下午課外活動時間

實驗方案和實驗過程：

他們在老師的幫助下，終于將實驗方案定了下來，見表1。

表1　實驗方案

為了不使學(xué)生被我們的一些固有觀念所束縛，讓他們有更多的活動空間，我讓學(xué)生們對照方案，自己選擇器材進行實驗。如果要用到哪些器材，由學(xué)生提出，我來幫忙解決。

學(xué)生的實驗斷斷續(xù)續(xù)做了一個多星期，讓我們從他們的實驗報告中一起來分享他們的喜悅吧：

這是××這一組寫的實驗報告的片斷，“……星期天回家，我也當(dāng)了一回大廚師。我是用鐵鍋和鋁鍋，放在煤氣灶上燒，蒲瓜是我去菜市場上買來的。用了大概2－3元，我先切好蒲瓜，同時在鐵鍋和鋁鍋上放上蒲瓜，重量（質(zhì)量）相同，放的鹽，水別的什么都相同，我炒菜時炒得很慢，（兩只手同時的）我燒的蒲瓜很咸，當(dāng)時沒看到蒲瓜變黑，我想大概是水放多了。我又去菜市場買蒲瓜，準(zhǔn)備重新再做。回來時，我發(fā)現(xiàn)鐵鍋中的蒲瓜變黑了。我高興得跳起來，真的與鐵鍋有關(guān)……”

×××同學(xué)這組寫道：我們這組都是住宿生，我們找不到不同的鍋來進行實驗，為了研究“蒲瓜在燒的時候為什么會變黑”我們想到是否可以飲料罐代替鐵鍋和鋁鍋進行實驗?zāi)兀课覀冋伊艘粋€鐵的飲料罐和一個健力寶罐，帶著從食堂買來的蒲瓜來到實驗室，和實驗室的H老師一起研究這個問題。H老師肯定了我們的做法，建議我們用燒杯當(dāng)容器加熱試試看，還讓我們在燒的時候測量一下溫度……

我們先把實驗用的儀器放好，把實驗分為三組，一組是燒杯和蒲瓜，另一組鐵罐和蒲瓜，第三組是健力寶罐和蒲瓜。然后再把燒杯，鐵罐，健力寶罐放在鐵架臺上，下面放好酒精燈，然后把蒲瓜切成一小塊一小塊的，切好后將蒲瓜放上，再把溫度計系好，最后點燃酒精燈，每一分鐘觀察一下蒲瓜的變化，記錄每分鐘的溫度。當(dāng)溫度在70-80℃的時候，看見蒲瓜上蓋著一層像泡沫一樣的東西，到水沸騰后，過了十幾分鐘，但也沒看到蒲瓜變黑，我們沒看到結(jié)果時，H老師讓我們先去吃飯，明天再來看。

當(dāng)我們第二天來看時，在鐵罐中的蒲瓜變黑了，我想可能是燒的時間不夠長，所以昨天沒有看到結(jié)果。

××同學(xué)所在的一組寫道“……但是我們最終也沒看到蒲瓜變黑。我們知道，像愛迪生一樣為了研究一盞能長時間用的電燈，他尋找了幾千種材料，和做了上萬個實驗。最終他實現(xiàn)了他的愿望。愛迪生孜孜不倦的研究，發(fā)明了炭絲電燈，能夠讓讓電燈泡亮了一千多小時。愛迪生是有堅實的信念，才能完成這個實驗，還有許多科學(xué)家經(jīng)過許多次的實驗，有了偉大的成就。他們都是有堅定的信念和不怕失敗的精神。我們雖然實驗失敗了，但我們要像許多科學(xué)家那樣，要認(rèn)真地面對每一次失敗，我們也要像許多偉大科學(xué)家那樣堅定信念，才能完成這個實驗?！?/p>

H老師選擇的“蒲瓜為什么會變黑”這一探究問題從日常生活世界出發(fā)，能夠“讓學(xué)生通過手腦并用的探究活動，體驗探究過程的曲折和樂趣，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，發(fā)展科學(xué)探究所需要的能力并增進對科學(xué)探究的理解”。［2］事實表明“蒲瓜為什么會變黑”這個問題，可以通過學(xué)生的努力得以解決。在這次探究活動中，學(xué)生表現(xiàn)得比較主動，他們從分析問題→提出假設(shè)→查找資料→進行實驗（驗證假設(shè)）→得出結(jié)論，整個過程教師只是起著引導(dǎo)和協(xié)助作用。雖然學(xué)生最后沒有給出一個明確的結(jié)論，但是通過這樣的活動，目的是要讓學(xué)生真正地對我們身邊的事物感興趣，遇事多問幾個為什么，并設(shè)法通過自己的努力來解決問題，就這一點而言，H老師讓學(xué)生體會到科學(xué)就在我們身邊。

3　案例研究的啟示

注重科學(xué)探究是初中科學(xué)新課程改革的核心，這也是針對此前的科學(xué)課程教學(xué)中過于注重學(xué)科知識的傳授、不太重視在科學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程中對于科學(xué)方法的掌握以及科學(xué)精神的養(yǎng)成等弊端而提出的。教師的學(xué)科教學(xué)知識主要指教師基于個人的經(jīng)驗和思考，在教學(xué)活動中表現(xiàn)出來的對理論性知識的理解和把握?？茖W(xué)學(xué)科的教師在實踐科學(xué)新課程的過程中，及時捕捉學(xué)生對身邊事物產(chǎn)生興趣的瞬間來指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題，引導(dǎo)和組織學(xué)生就提出的問題進行積極地探究，這有助于學(xué)生理解什么是科學(xué)。科學(xué)教師應(yīng)該倡導(dǎo)學(xué)生互助合作，積極探索，如何在科學(xué)課程的探究活動中將課內(nèi)的學(xué)科基礎(chǔ)知識和課外學(xué)生的實際生活情景有機地結(jié)合起來，將課上教師的教學(xué)和課下學(xué)生的自主學(xué)習(xí)銜接起來。實踐證明，當(dāng)學(xué)生置身于自己熟悉的、動態(tài)的、開放的學(xué)習(xí)情景中，有利于學(xué)生自己自主學(xué)習(xí)與探究，這對于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)乃至培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神，無疑具有深遠的意義。

［1］Shulman，L．S．Know ledge and teaching：Foundations of the new reform［J］．Harvard Educational Review，1987，57 （1）：1-22．

［2］教育部．全日制義務(wù)教育科學(xué)（7—9年級）課程標(biāo)準(zhǔn) （實驗稿）［M］．北京：北京師范大學(xué)出版社，2001：49．

A Case Study of Pedagogical Content Know ledge About Outstanding Science Teachers in Midd le School

WU Yinyin
（School of Teacher Education,Taizhou University,Linhai 317000,China）

Pedagogical content know ledge of teachers is mainly based on personal experience an d thinking, besides,it is also show n on the understanding and mastering of theoretical know ledge in the teaching activities. Refering to the requirements of curriculum standard and adopting a case study of teaching method,the pedagogical content know ledge of Mr H,an outstanding science teacher in middle school is described and interpreted so that the process about his partners how to teach pedagogical content know ledge in specific teaching activities can be deep ly explored.

science teachers;pedagogical content know ledge;case study

10.13853/j.cnki.issn.1672-3708.2016.03.017

（責(zé)任編輯：耿繼祥）

2015-05-08；

2016-02-29

本文系作者主持的2014年度教育部人文社會科學(xué)研究一般項目青年基金“教師實踐性知識的生成與發(fā)展機制研究：生活史的視角”（14YJC880084）階段成果之一。

吳銀銀（1978-），女，浙江臺州人，講師，教育學(xué)博士，主要從事教師教育研究。