科學(xué)課堂中的生成性問題與初任教師PCK發(fā)展研究

劉媛媛

摘? ?要：課堂教學(xué)中教師可能會遇到意外的學(xué)生提問、意外的學(xué)生回答、意外的實驗結(jié)果等生成性問題。這些生成性問題的解決往往是學(xué)生前概念轉(zhuǎn)變的重要契機，也是教師發(fā)展PCK的重要機會。而初任教師可能缺乏相應(yīng)的學(xué)科知識和教學(xué)知識，他們往往忽略這些問題，并且難以捕捉到學(xué)生的前概念，所以初任教師應(yīng)當(dāng)注重課后反思，而初任教師培訓(xùn)應(yīng)著重提升教師的學(xué)科知識和教學(xué)知識。

關(guān)鍵詞：科學(xué)課堂;生成性問題;初任教師;PCK

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2022）6-0073-4

1? ? 科學(xué)課堂中的生成性問題及其重要性

中學(xué)科學(xué)課堂往往是瞬息萬變的，不管教師的教學(xué)設(shè)計有多么“完美”，課堂并不是一定能夠按照教師所設(shè)計的環(huán)節(jié)按部就班地推進(jìn)。例如，一場演示實驗并沒有按照設(shè)想的方式進(jìn)行[1]，學(xué)生突然提出了一個意想不到的問題，或者學(xué)生對于問題的回答是意料之外的，亦或是教師拋出一個問題之后無人回應(yīng)等[2]。為了追求課堂品質(zhì)，教師往往都會在教學(xué)設(shè)計上苦下功夫。但是，如果課堂中出現(xiàn)意外情況，怎么處理才能保證課堂品質(zhì)呢？接下來，筆者將介紹四種常見的生成性問題，并結(jié)合課堂真實案例進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1.1? ? 常見的四種生成性問題

通過文獻(xiàn)梳理及課堂觀察[1]，筆者總結(jié)出了科學(xué)課堂中的四種生成性問題：（1）意外的學(xué)生提問;（2）意外的學(xué)生回答;（3）意外的教學(xué)過程;（4）意外的實驗結(jié)果[1-3]。

1.1.1? ? 意外的學(xué)生提問

一般情況下，科學(xué)課堂總是充滿師生之間的互動，在此交互過程中，學(xué)生的提問可能出乎教師的意料。以下為筆者研究中的課堂實錄案例：

案例1 王老師的教齡為6年，授課內(nèi)容為“熱傳遞”。

王老師介紹了一種熱傳遞的方法——熱輻射，并列舉一些生活中會發(fā)出熱輻射的物品，例如電腦。突然，學(xué)生1提出了一個意料之外的問題：

學(xué)生1：熱輻射有害嗎？

王老師：你們覺得熱輻射有害嗎？

（有些學(xué)生說是，有些學(xué)生說不是）

王老師：你認(rèn)為你需要熱輻射嗎？

學(xué)生們：需要。

王老師：冬天你們需要熱輻射，但是夏天你們就不需要了，所以并不能這么直接判斷它是好還是壞。

面對一個意外的提問“熱輻射有害嗎”，王老師的臨場反應(yīng)為：先拋出一個問題以調(diào)查學(xué)生對熱輻射有害性的看法，之后又拋出問題引導(dǎo)學(xué)生思考我們?nèi)粘Ｉ钍欠裥枰獰彷椛?。由此可見，王老師臨時采用了一些教學(xué)策略進(jìn)行回應(yīng)：探查提問，舉生活中的實例引導(dǎo)學(xué)生思考并得出結(jié)論。

1.1.2? ? 意外的學(xué)生回答

除了意外的學(xué)生提問之外，科學(xué)課堂中也經(jīng)常會有出人意料的問題回答。

案例2 張老師的教齡為1年半，授課內(nèi)容為“空氣的熱脹冷縮”。

本節(jié)內(nèi)容，張老師針對作業(yè)本中觀察空氣熱脹冷縮的習(xí)題進(jìn)行講解拓展（圖1）。張老師提出了一個問題，但是學(xué)生2的回答讓她出乎意料。

張老師：怎么樣可以讓“噴泉”的水噴得更高？

學(xué)生2：用更多的熱水，因為燒瓶中上半段空氣沒有接觸到熱水。

張老師：你的意思是這樣上半段空氣也可以浸入熱水中嗎？

學(xué)生2：是的。

張老師（點頭）：好。

在課后訪談中，張老師承認(rèn)，這個意外的回答讓她很難作出判斷：“一開始，我覺得她是對的，因為如果所有的空氣都浸入熱水中，那么所有的空氣都可以吸熱膨脹，但是后來我又想空氣可以流動，熱量也可以傳遞，所以（我）并不確定?！?/p>

由此可見，并不是所有教師都可以針對意外回答作出即時評價和準(zhǔn)確的判斷，甚至教師對學(xué)生答案中所涉及的學(xué)科知識還存在盲區(qū)，這可能是她難以回應(yīng)這些意外答案的重要原因。

1.1.3? ? 意外的教學(xué)過程

在筆者的課堂實錄中，有一次意外的教學(xué)過程具體如下：

案例3 教師仍為王老師，教學(xué)內(nèi)容為“熱傳遞”。

王老師介紹了一些熱的良導(dǎo)體和不良導(dǎo)體，并詢問：紙是熱的良導(dǎo)體還是不良導(dǎo)體？請結(jié)合你的生活經(jīng)驗解釋。

學(xué)生3：是不良導(dǎo)體，因為如果紙要傳遞火的熱量，它就會燒起來。

王老師：請注意是傳熱，不是傳火。

（其他學(xué)生分享了觀點，但是所舉的例子都不能很好地解釋，這出乎王老師意料，于是他臨時決定幫助學(xué)生解決這個問題。）

王老師：冬天，你的手很溫暖， 如果你觸摸金屬（指向教室中的金屬欄桿），你會有什么感覺？

學(xué)生們：冷！

王老師：是的，很冷。如果你觸摸木頭桌子，會有什么感覺？

學(xué)生們：不是很冷！

王老師：如果觸摸地板磚（陶瓷制）感覺怎樣？

學(xué)生們：也冷！

王老師：所以，金屬、陶瓷可以很好地傳遞熱量，而木頭不行，這是一種確定材料是否可以良好導(dǎo)熱的方法。

在課后訪談中，王老師談到：“我發(fā)現(xiàn)他們無法給出適當(dāng)?shù)睦觼斫忉專屯蝗幌肫鹬白鳂I(yè)中一個題目提到我們摸金屬會感覺到冷，所以我覺得這個例子可以幫助解決問題?！?/p>

意外的教學(xué)過程可能反映了某個學(xué)生未知的學(xué)習(xí)漏洞，亦或是不理解的科學(xué)概念，所以需要教師及時給予回應(yīng)。

1.1.4? ? 意外的實驗結(jié)果

科學(xué)實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生在具體情境中深刻認(rèn)識某些晦澀難懂的實驗原理，但是實驗課也可能有意外發(fā)生。

案例4 教師仍為張老師，教學(xué)內(nèi)容為“空氣的熱脹冷縮”。

張老師準(zhǔn)備進(jìn)行空氣的熱脹冷縮實驗，如圖2所示。當(dāng)她把套上氣球的試管放進(jìn)熱水中時，氣球迅速變大后又迅速收縮，這使張老師很驚訝，于是，她讓學(xué)生討論實驗失敗的原因。

學(xué)生4：由于時間不足，所以實驗效果不明顯。

學(xué)生5：是因為水的溫度不夠高。

張老師：實際上是因為綁在試管口上的橡皮筋不夠緊，當(dāng)我將試管放入盛有熱水的燒杯中時，其實氣球很快變大了，但是很快又收縮了，所以同學(xué)們可能沒有注意到具體的變化過程。

從這個案例可以看出，雖然張老師讓學(xué)生討論實驗失敗的原因，但是她并沒有對學(xué)生的回答進(jìn)行評價，而是直接給出她所認(rèn)為的正確答案。

1.2? ? 生成性問題的重要性

這些意想不到的情況并不少見，但是往往容易被教師忽略。例如，在筆者的研究中，一大部分學(xué)生的意外回答都被教師忽略了。究其原因，也許是這些情況的重要性并沒有被教師所認(rèn)識到。筆者認(rèn)為，科學(xué)課堂中所發(fā)生的生成性問題有以下三點重要性。

1.2.1? ? 是教師了解并轉(zhuǎn)變學(xué)生前概念的重要契機

前概念，在建構(gòu)主義背景下又被稱為日常概念或模糊概念，是學(xué)生通過日常生活的理解所形成的對該科學(xué)概念的自我認(rèn)知[4]。前文提到的案例3中，王老師的學(xué)生回答紙是熱的不良導(dǎo)體時，卻舉了一個紙會被火點燃的例子，仔細(xì)推敲學(xué)生所說的話，學(xué)生很可能把燃燒的概念和熱傳導(dǎo)進(jìn)行混淆，認(rèn)為常見的可燃物沒有良好的導(dǎo)熱性，但其實可燃與否和導(dǎo)熱能力并沒有直接關(guān)聯(lián)。

無獨有偶，在Cowei 和 Harrison的研究[5]中，一位科學(xué)教師提問：“鳥、貓、魚、大象之中，哪個是最不同的？”一位學(xué)生回答了“大象”，而不是教師所期待的“魚”（唯一的水生動物）。面對這樣的疑問，這位教師只是否定了學(xué)生的答案，并沒有深究其原因。但在課后訪談中，這位學(xué)生解釋道：因為只有“大象”才是不允許在家養(yǎng)的動物。由此說明，在這位學(xué)生的前概念里，對動物的區(qū)分并不是按照科學(xué)中的水生陸生進(jìn)行的。

綜上所述，教師所未知的學(xué)生的前概念可以通過這些意外回答暴露出來，那么教師就應(yīng)該趁熱打鐵，及時捕捉，探查這些回答背后的原因，并及時在課堂中通過一些教學(xué)策略（例如討論、舉例等），幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變前概念并鞏固所學(xué)。

1.2.2? ? 是教師發(fā)展自我學(xué)科教學(xué)知識（PCK）的重要契機

學(xué)科教學(xué)知識對應(yīng)英文為pedagogical content knowledge（PCK），指的是教師在設(shè)計課程、課堂教學(xué)和反思課程時，針對某些學(xué)生、某個學(xué)科所運用的知識和技能[6]。在科學(xué)教師的PCK中，被公認(rèn)的最重要的兩個部分就是關(guān)于學(xué)生科學(xué)認(rèn)知的知識（KSU）以及關(guān)于科學(xué)教學(xué)中教學(xué)策略和呈現(xiàn)的知識（KISR）[7]。

KSU指的是教師對學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的迷思概念、學(xué)習(xí)困難、動機和學(xué)習(xí)需求的了解。前文已經(jīng)闡述，學(xué)生的意外回應(yīng)或者提問可能暴露他們的錯誤概念和學(xué)習(xí)困難之處，這些內(nèi)容可以幫助教師積累KSU，使教師對學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)有更清楚的認(rèn)知。KISR包括一些常見的教學(xué)策略的知識，例如類比和舉例。如果教師能夠臨場運用一些教學(xué)策略，就如案例1中王老師做的那樣，進(jìn)行提問剖析和引導(dǎo)，無形之中，教師也累積了對應(yīng)的KISR。

1.2.3? ? 為教師進(jìn)一步提升課堂品質(zhì)提供反思機會

一線教育工作者應(yīng)該都有此體會：一堂好課往往需要經(jīng)過不斷反思和打磨。那么，反思從何而來？筆者認(rèn)為，反思可以著重于這些課堂中的生成性問題。我們并不能要求教師對于每個意外回答或者題目都能臨時想出完美的教學(xué)策略并幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變前概念，但是如果在課后還能進(jìn)行反思，這很可能有助于進(jìn)一步提升課堂品質(zhì)。如案例2所示，張老師對學(xué)生的意外回答并不能及時作出評價，但是如果她能在課后查閱相關(guān)資料并進(jìn)行反思，那么當(dāng)她之后再次遇見此類情況，就能夠更好地解決，而不是依然手足無措。

2? ? 初任教師與經(jīng)驗型教師處理生成性問題的差異及原因

從筆者的課堂觀察結(jié)果來看，初任教師和經(jīng)驗豐富的教師在生成性問題處理方面有較大差異。初任教師經(jīng)常會直接忽視這些情況而不作處理，例如張老師忽略了50%以上的學(xué)生意外回答，并經(jīng)常只是簡單判斷學(xué)生回答的正誤，而不會進(jìn)一步剖析他們的錯誤概念產(chǎn)生的原因。但是，經(jīng)驗豐富的教師更容易采用一些教學(xué)策略進(jìn)行回應(yīng)，以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)，如案例1和案例3中王老師所做的那樣。

筆者認(rèn)為，造成初任教師與經(jīng)驗豐富教師處理方式差異的原因，主要有以下幾點：

2.1? ? 初任教師容易忽略學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)知，從而難以捕捉到學(xué)生的前概念

初任教師容易忽略學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)知，可能因為他們認(rèn)為科學(xué)學(xué)習(xí)是“傳授科學(xué)知識”導(dǎo)向而不是“概念轉(zhuǎn)變導(dǎo)向[4]”。例如，案例中的張老師曾提問：“有什么方法可以讓杯中的熱水涼得慢一些？”有一個學(xué)生的意外答案直接被忽略了：“放冰箱里”。這名學(xué)生可能誤以為“熱量”和“溫度”是同一個概念，他可能認(rèn)為冰箱可以保持食物恒溫，從而熱量不會消失。張老師并沒有剖析這個答案背后的原因，而是直接告知學(xué)生所謂的正確答案，由此，她可能錯過了一個轉(zhuǎn)變學(xué)生概念的重要機會。

2.2? ? 初任教師缺乏學(xué)科知識CK和教學(xué)知識PK來應(yīng)對這些情況

學(xué)科知識（CK）指的是如牛頓三大運動定律這一類的知識，而教學(xué)知識（PK）是指一般的課堂教學(xué)策略和原則，比如利用類比可以幫助學(xué)生理解一些復(fù)雜概念[8]，而這兩者是形成PCK的重要因素[8]。捕捉到學(xué)生的前概念之后，是簡單修正，灌輸正確知識，還是一步一步引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變概念？能夠成功做到后者并不是一蹴而就的，需要教師本身具有一定的CK和PK的積累。例如，案例2中，張老師甚至都不能準(zhǔn)確判斷學(xué)生的答案是否有誤，因為她缺乏熱傳遞相關(guān)的學(xué)科知識，由此阻礙了之后對學(xué)生問題的評價和剖析。而在案例3中，王老師針對學(xué)生關(guān)于如何判斷熱的良導(dǎo)體的疑惑，使用了相應(yīng)的教學(xué)策略（舉例、提問），正因為他利用了之前累積的PK：用例子可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)。

3? ? 初任科學(xué)教師發(fā)展PCK并提升課堂品質(zhì)的策略

因為初任科學(xué)教師容易忽略學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)知，并且可能缺乏學(xué)科知識和教學(xué)知識，他們往往無法很好地處理課堂中的生成性問題，難以通過發(fā)展PCK來應(yīng)對。若這些生成性問題沒有促進(jìn)教學(xué)反而成為絆腳石，那么課堂品質(zhì)就會大打折扣。所以，筆者提出以下兩點促進(jìn)初任科學(xué)教師開展品質(zhì)課堂的建議。

3.1? ? 教師培訓(xùn)應(yīng)著重提升教師學(xué)科知識和教學(xué)知識

現(xiàn)在，許多教師培訓(xùn)沒有足夠重視專業(yè)知識相關(guān)的內(nèi)容。許多初任教師可能除了書本知識以外，并沒有太多拓展知識的機會。而學(xué)生的問題很可能觸及教師的知識盲區(qū)，所以一些更為“深奧”的科學(xué)知識培訓(xùn)顯得尤其重要。首先，可以給初任教師安排定期知識測驗，考查其教材知識掌握是否到位。其次，初任教師可以選修一些知識拓展課程以拓寬自己的知識面，防止面對學(xué)生意外的問題或回答時手足無措。除此之外，開展PCK相關(guān)的培訓(xùn)可能有助于初任教師在課堂中累積關(guān)于學(xué)生對科學(xué)認(rèn)知的相關(guān)知識，并且合理高效地運用教學(xué)策略。

3.2? ? 初任教師應(yīng)重視課后反思

初任教師面對生成性問題時，可能并不能立即進(jìn)行“完美”回應(yīng)，所以課后反思就顯得尤其重要。初任教師可以著重反思自己是否有益地剖析生成性問題所反映的學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和前概念，是否合理地應(yīng)用教學(xué)策略進(jìn)行回應(yīng)。如果沒有，那么怎么做可以更好？對自己的行為進(jìn)行反思提問有助于今后教學(xué)的改進(jìn)。

4? ? 總? 結(jié)

綜上所述，四種科學(xué)課堂中生成性問題的案例分析表明，初任教師對于生成性問題往往會選擇忽略，可能是因為他們對于學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)知不夠重視，從而難以捕捉到學(xué)生的前概念。并且初任教師往往缺乏學(xué)科知識和教學(xué)知識來應(yīng)對這些情況，所以經(jīng)常顯得手足無措。所以，希望今后教師培訓(xùn)能夠注重拓寬教師的學(xué)科知識和教學(xué)知識，而初任教師也應(yīng)在日常教學(xué)中養(yǎng)成反思的習(xí)慣，逐步積累經(jīng)驗，學(xué)會從容應(yīng)對這些生成性問題。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯? ? 李富強）