基于TPACK框架的高中物理概念教學(xué)及模型構(gòu)建研究

涂強(qiáng)春

摘 要：TPACK理論已成為國(guó)內(nèi)外教育教學(xué)領(lǐng)域關(guān)注和研究的熱點(diǎn)，但其核心理論概念和高中物理教學(xué)結(jié)合運(yùn)用還需要教師不斷進(jìn)行深入研究。文章從高中物理概念教學(xué)的角度解析TPACK理論，以構(gòu)建高中物理概念教學(xué)的TPACK 框架和教學(xué)模式，解決實(shí)施TPACK 物理概念教學(xué)的疑難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：TPACK;高中物理;概念教學(xué);模型構(gòu)建

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2020）24-0042-02

一、 概述

TPACK理論是基于舒爾曼提出的PCK一詞衍變而來(lái)，國(guó)內(nèi)一般將TPACK稱(chēng)為整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)，是一種整合教學(xué)技術(shù)、教學(xué)知識(shí)和學(xué)科知識(shí)的理論框架。2008 年，Koehler和Mishra 最先構(gòu)建了 TPACK 框架結(jié)構(gòu)。

TK的全稱(chēng)是Technology Knowledge，指代教育教學(xué)運(yùn)用到的各類(lèi)教育技術(shù)，既涵蓋信息技術(shù)也包括各類(lèi)實(shí)體工具模型等，TK的內(nèi)涵不是一成不變的，隨著時(shí)代發(fā)展而改變，如過(guò)去的PPT、物理實(shí)驗(yàn)裝置、AR和VR等。CK的全稱(chēng)是Content Knowledge，指代學(xué)科內(nèi)容知識(shí)，對(duì)于高中物理教師而言，其學(xué)科內(nèi)容知識(shí)是指該教師完成物理課堂教學(xué)所具備的物理知識(shí)和學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)的物理知識(shí)，主要包括物理概念、規(guī)律、具體實(shí)驗(yàn)和三者之間的聯(lián)系。PK全稱(chēng)是Pedagogical Knowledge，指代教師開(kāi)展教育教學(xué)活動(dòng)所具有的教學(xué)法知識(shí)，是課堂知識(shí)滲透的重要保障，包括教學(xué)目標(biāo)、策略、評(píng)價(jià)等具體內(nèi)容，其涵蓋范圍較廣。如翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式、探究性學(xué)習(xí)方法和小導(dǎo)師制度等。主要作用是教師利用自身的教學(xué)法知識(shí)將學(xué)科內(nèi)容知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的知識(shí)，完成課堂內(nèi)容的教授。隨著理論的不斷發(fā)展，三種核心元素PK、CK和TK組合形成了教學(xué)與學(xué)科知識(shí)（PCK）、技術(shù)與學(xué)科知識(shí)（TCK）和技術(shù)與教學(xué)（TPK）三種不同的教學(xué)模式，其代表分別是開(kāi)放式學(xué)習(xí)、資源共享學(xué)習(xí)和混合教學(xué)方法。而TPACK則由三種元素共同組成，解決了物理教師“教什么”“怎么教”和“為何教”等系列問(wèn)題，為其更好地進(jìn)行物理教學(xué)知識(shí)滲透提供了新思路。

二、 高中物理概念

高中物理教學(xué)內(nèi)容包括概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其中物理概念教學(xué)是重中之重，是學(xué)生學(xué)好物理的“地基”。教師只有讓學(xué)生打好物理概念教學(xué)的地基，才能使他們?cè)诤罄m(xù)的學(xué)習(xí)中穩(wěn)步前進(jìn)。本文中提到的概念是指高中物理學(xué)科常見(jiàn)的基本概念和基本規(guī)律、原理，高中物理基本概念主要由力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和近代物理五部分組成，其中力學(xué)是高中物理基本概念較為主要和集中的部分。學(xué)生只有正確掌握高中物理基本概念，才能更加全面、有效地認(rèn)識(shí)不同的物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)。本文嘗試?yán)肨PACK理論來(lái)指導(dǎo)高中物理教師進(jìn)行概念教學(xué)的框架設(shè)計(jì)，以幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

三、高中物理概念教學(xué)的TPACK框架

根據(jù)TPACK框架的基本結(jié)構(gòu)和高中物理基本概念的特點(diǎn)，將技術(shù)、教學(xué)方法與概念知識(shí)相融合，構(gòu)建高中物理概念教學(xué)的TPACK框架，具體如圖所示。

如何利用信息技術(shù)拓展物理概念內(nèi)容，根據(jù)概念內(nèi)容選擇合適技術(shù)呈現(xiàn)和完成技術(shù)與概念內(nèi)容的整合式TCK成分所考慮的要素;如何根據(jù)物理概念教學(xué)需要選擇技術(shù)，明晰物理概念教學(xué)所需的技術(shù)要求和完成技術(shù)與物理概念教學(xué)的整合式TPK成分所考慮的要素;如何選擇有效教學(xué)策略，設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)施過(guò)程和反思評(píng)價(jià)等來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念……這些是PCK成分所考慮的要素。這些要素可以指導(dǎo)高中物理教師在物理概念教學(xué)過(guò)程中以TPACK框架為基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課堂教學(xué)的滲透結(jié)合，提高教學(xué)效果。

四、TPACK物理概念教學(xué)模型構(gòu)建

根據(jù)前面TPACK物理概念教學(xué)框架要素分析，高中物理概念教學(xué)可以選擇的教學(xué)模式有很多，如探究式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、小組研討法等。探究式教學(xué)模式是其中較為常見(jiàn)的模式，因此TPACK物理概念教學(xué)模型可以探究式教學(xué)法的方式進(jìn)行構(gòu)建。

首先，教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，構(gòu)建概念要素，激發(fā)學(xué)生的好奇心。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生提出關(guān)鍵問(wèn)題，進(jìn)行一定的猜想假設(shè)。從次，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)和分析思考，探究概念的內(nèi)涵，嘗試回答關(guān)鍵問(wèn)題。再次，學(xué)生總結(jié)和完善概念，深刻理解和掌握概念的意義和內(nèi)涵。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生拓展和延伸概念的應(yīng)用，夯實(shí)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

在該模式下，主要準(zhǔn)備工作都由教師在課前完成，學(xué)生在課前處于懵懂和被動(dòng)思考狀態(tài)。因此，在平時(shí)的課堂中，教師即使創(chuàng)設(shè)了情境，學(xué)生也會(huì)對(duì)情境的響應(yīng)和問(wèn)題的挖掘缺乏積極性，始終處于被牽著走的狀態(tài)。同時(shí)，課中教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的思維碰撞也不夠強(qiáng)烈，活力不足，缺乏有效的激發(fā)手段。另外，就是課堂與生活隔離，尤其是概念教學(xué)這樣枯燥的課堂內(nèi)容中，課后活動(dòng)幾乎都是課后作業(yè)，以書(shū)面作業(yè)方式完成概念的鞏固學(xué)習(xí)?；谏鲜鲈?，對(duì)高中物理探究式概念教學(xué)一般模式進(jìn)行改進(jìn)，可得到TPACK物理概念教學(xué)模式，以“平拋運(yùn)動(dòng)”為例說(shuō)明，具體如右圖所示。

上述基于TPACK物理概念教學(xué)模式的改進(jìn)都是以信息技術(shù)為依托的，與信息技術(shù)的整合密不可分。課堂前置任務(wù)布置，學(xué)生接受和完成任務(wù)需要運(yùn)用QQ群、微信群、搜索引擎和網(wǎng)絡(luò)圖書(shū)館等信息資源;課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師需要運(yùn)用Camtasia Studio 8、會(huì)聲會(huì)影、電腦錄屏軟件等制作微視頻，構(gòu)建更好的問(wèn)題情境;課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師需要運(yùn)用希沃授課助手、手機(jī)投屏軟件、電子白板等信息化工具;課后活動(dòng)和知識(shí)鞏固環(huán)節(jié)，同樣需要信息技術(shù)的參與，教師才能及時(shí)跟進(jìn)信息反饋。所以，基于TPACK 的高中物理概念教學(xué)模式能實(shí)現(xiàn)概念內(nèi)容、教學(xué)方法和信息技術(shù)的有效整合。

五、反思和總結(jié)

運(yùn)用TPACK理論指導(dǎo)高中物理概念教學(xué)具有現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)踐意義，能有效解決高中物理概念教學(xué)所面臨的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，也是信息技術(shù)與課堂結(jié)合的有效途徑。但是基于TPACK的高中物理概念教學(xué)模式并不是萬(wàn)能的，教師在課堂中運(yùn)用新的教學(xué)方法和信息手段，很容易造成課堂的失控和預(yù)設(shè)的偏離。因此，教師在授課前要充分預(yù)測(cè)和準(zhǔn)備，盡量選擇自己熟悉的教學(xué)方法，整合新的信息手段，讓TPACK理論在高中物理概念教學(xué)中發(fā)揮更大的優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

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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