初中优秀科学教师学科教学知识的案例研究＊

吴银银

（台州学院　教师教育学院，浙江　临海　317000）

初中优秀科学教师学科教学知识的案例研究＊

吴银银

（台州学院教师教育学院，浙江临海317000）

本案例研究结合科学课程标准的要求，采用教学案例研究法，对一位初中优秀科学教师H老师的学科教学知识进行描述和阐释，以深入探究这位科学教师在具体教育教学实践活动过程中所秉持的学科教学知识。

科学教师；学科教学知识；案例研究

在教师专业发展的研究中，长期以来人们都在寻求着一种知识基础，并希望以该知识基础的形成和拓展，来体现教师职业的“专业品质”。学科教学知识（pedagogical content know ledge，简称PCK）作为教师知识的重要组成部分，了解、研究、发展该类知识，对于教师的专业发展与教育终极目标的实现都具有重要的现实意义。1985年，美国斯坦福大学教育学教授舒尔曼（Lee Shulman）针对当时教师学科知识与教学知识分离的弊端，努力为教师专业化确立一个标准，首次提出“学科教学知识”这一概念。认为它是“用专业学科知识与一般教学法知识的综合去理解特定主题的教学是如何组织、呈现以适应学生不同兴趣和能力的知识”［1］。随后，国内外众多学者依据舒尔曼最初对学科教学知识内涵的定义，延续其观点或持不同论述探究学科教学知识的内涵。本研究认同舒尔曼的观点，认为教师的学科教学知识主要指教师基于个人的经验和思考，在教学活动中表现出来的对理论性知识的理解和把握。此类知识包括以下三方面：学科教育的课程知识、学科教育的内容知识和学科教育的方法知识。本文选取一位优秀的初中科学教师作为研究对象，以学科教育的内容知识作为分析框架，探究他在具体教育实践活动中所秉持的学科教学知识。

1　研究设计：对象与方法

本研究对象是浙江省T市一位优秀的初中科学教师——H老师。研究问题的实践需要借助一定的研究方法。在进行研究的过程中，根据研究问题和研究内容的实际需要，采取案例研究的方法，以澄清研究问题和研究内容，实现研究目的。教学案例是对教学事件的记录，它显现出教师在实际教学中面临的困难以及做出教学决策所依赖的事实、认识和偏见等。在教学研究中要进行案例研究法是通过对一些有趣的论题或课堂片段的情景再现来进行研究。案例具有情境性，按一定的时间、地点、人物等结构展现教师和学生的典型行为，以故事或事件的方式呈现，表现教师和学生的思想和情感。通过展示这些真实案例，对教学问题进行深入地分析和讨论，从中借鉴所应采取的教学策略。教学案例需要真实反映研究者的方法、理论的出发点和落脚点以及其描述的重点。案例必须来源于真实的课堂教学生活，但同时要高于教学生活，要具有代表性和典型性。本研究结合科学课程标准的要求，采用教学案例研究法，对一位初中科学优秀教师H老师的学科教学知识进行描述和阐释，以深入探究合作伙伴在具体教学实践活动过程中显现其学科教学知识的过程。

2　案例呈现与分析：“蒲瓜为什么会变黑”——在科学探究中理解科学

突出科学探究是《全日制义务教育科学（7—9年级）课程标准（实验稿）》的基本理念之一。为落实这一理念，H老师利用日常生活中的一些趣味小实验，让学生能够在科学体验中探究，并在探究中理解科学。下面就H老师的教学案例《蒲瓜为什么会变黑》来做分析和阐释。

有一天中午，我路过学生餐厅，听到几位学生在议论，这个蒲瓜怎么这么黑，能不能吃，吃了会不会有事？听到这里，我突然想起，自己烧菜时，蒲瓜有时也会变黑，有时却不会变黑。这究竟是什么原因？这是一个值得探究的课题，不妨让学生去探究一下。于是我过去问这几位学生，“你们想不想知道蒲瓜为什么变黑吗？”“当然想，老师你能告诉我们吗？”“你们为什么不去探究一下呢？”这几个学生都表现出有浓厚的兴趣。后来我在班级里宣布了这件事，让有兴趣的同学报名参加，成立科学探究小组。

同学们对这个课题兴趣比较浓厚，他们自愿组合，组成了3个探究小组，每组确定一位组长。但他们对如何开展这次活动，同学们讨论后还是定不下来，一天下午，他们十几位同学来找我。

××年×月×日星期一中午午休时间

“老师，我们怎样进行探究呢？”

有两位同学从怀里掏出了蒲瓜，“我们想做个实验，你能借我们一些实验仪器吗？”

“你们准备得怎么样了，将你们的实验方案拿来看看。”我说。

“还没……”

经过了解，有些同学认为“探究活动”就等于“做实验”。而如何“做实验”他们只能说出个大概，还没有具体的计划。于是我说：“你们认为，在实验前还要做哪些准备呢？”

有的同学认为，应该去请教父母和食堂工作人员，毕竟他们经常烧菜；有的同学说可以去图书馆找资料，可能能够找到答案；有的同学说可以上网去查一下，有没有现成的结论……

最后，他们分组进行资料查找并决定从以下几个方面展开调查：

1.食堂工作人员是否在蒲瓜中加入了什么东西，如盐中有什么杂质？

2.食堂中烧蒲瓜与我们平时烧蒲瓜的方式有什么不同？

3.同学家里烧蒲瓜时有没有遇到这种情况？

4.其它的食物在烧的时候有没有变黑这种现象？

5.这样的蒲瓜能吃吗？

……

【案例分析】在教学中学生进行的探究性实验，从本质上说，与科学家们在科学研究中进行的科学探究是相同的，它们都是在各自未知领域中对要研究的事物进行探索性研究的一种活动。要让学生进行“探究”的前提条件是学生要具备一定的问题意识，即首先要让学生在一定的情景中去发现问题，进而能够提出要探究的问题。针对学生提出的问题，再要求他们根据已有的背景性知识或经验，对问题尝试进行猜想并且能够尝试性地提出假设。随后，就是一个如何解决提出问题的过程。

××年×月×日星期一下午课外活动时间探究蒲瓜变黑可能与哪些因素有关

那天下午，他们又一次来到实验室，经过一个星期的调查，他们思路清晰多了，先分组对他们的调查结果进行了整理，然后交流发言。

在调查报告中他们写道：“我们首先去请教了食堂工作人员，他们说，蒲瓜在烧的时候，确实会变黑。在什么情况下会变黑，他们也说不清楚。我们又问：‘你们还在蒲瓜中加入了什么东西没有？’‘蒲瓜中就加了白糖、黄酒、盐、味精等东西，没有其它的。’……”

“我们去图书馆找资料，可是图书馆又没有现成的资料，只在一些菜谱中有蒲瓜作为食材的记载……另外，我们上网发现了一些关于吃了苦蒲瓜中毒的报道，我们查了一些资料，发现如果蒲瓜在结瓜过程中瓜藤被踩烂或由于其它原因，结出的蒲瓜就会发苦。食用苦蒲瓜可以发生中毒，苦蒲瓜中的有毒成分为葱甙类化合物。但是并没有吃了变黑的蒲瓜中毒的报道。我们吃了蒲瓜确实没有不适的感觉。我们还发现，蒲瓜还有药用价值呢！”

“我听妈妈说：‘以前用农村土灶的时候，用大铁锅烧蒲瓜，做成菜后经常会变黑，现在用煤气灶，在小炒锅中，蒲瓜好像不会变黑。’我想这可能与锅有关，现在我家烧菜都用铝锅，以前用的是铁锅。”

经过一段时间的讨论，最后我们认为蒲瓜变黑，可能与以下因素有关：

1.蒲瓜变黑可能与烧蒲瓜的时间有关；

2.蒲瓜变黑可能与用铁锅烧有关；

3.可能与蒲瓜的品种有关。

【案例分析】在“蒲瓜为什么会变黑”的探究活动中，学生反应会如此灵敏，让人感到惊讶。由于市场上找不到多种的蒲瓜进行实验，H教师让学生就“蒲瓜变黑，可能跟烧蒲瓜的时间有关”和“蒲瓜变黑，可能跟用铁锅烧有关”进行了实验设计。同时，H教师还特别要求学生在设计实验的时候要注意控制变量。

××年×月×日星期一下午课外活动时间

实验方案和实验过程：

他们在老师的帮助下，终于将实验方案定了下来，见表1。

表1　实验方案

为了不使学生被我们的一些固有观念所束缚，让他们有更多的活动空间，我让学生们对照方案，自己选择器材进行实验。如果要用到哪些器材，由学生提出，我来帮忙解决。

学生的实验断断续续做了一个多星期，让我们从他们的实验报告中一起来分享他们的喜悦吧：

这是××这一组写的实验报告的片断，“……星期天回家，我也当了一回大厨师。我是用铁锅和铝锅，放在煤气灶上烧，蒲瓜是我去菜市场上买来的。用了大概2－3元，我先切好蒲瓜，同时在铁锅和铝锅上放上蒲瓜，重量（质量）相同，放的盐，水别的什么都相同，我炒菜时炒得很慢，（两只手同时的）我烧的蒲瓜很咸，当时没看到蒲瓜变黑，我想大概是水放多了。我又去菜市场买蒲瓜，准备重新再做。回来时，我发现铁锅中的蒲瓜变黑了。我高兴得跳起来，真的与铁锅有关……”

×××同学这组写道：我们这组都是住宿生，我们找不到不同的锅来进行实验，为了研究“蒲瓜在烧的时候为什么会变黑”我们想到是否可以饮料罐代替铁锅和铝锅进行实验呢？我们找了一个铁的饮料罐和一个健力宝罐，带着从食堂买来的蒲瓜来到实验室，和实验室的H老师一起研究这个问题。H老师肯定了我们的做法，建议我们用烧杯当容器加热试试看，还让我们在烧的时候测量一下温度……

我们先把实验用的仪器放好，把实验分为三组，一组是烧杯和蒲瓜，另一组铁罐和蒲瓜，第三组是健力宝罐和蒲瓜。然后再把烧杯，铁罐，健力宝罐放在铁架台上，下面放好酒精灯，然后把蒲瓜切成一小块一小块的，切好后将蒲瓜放上，再把温度计系好，最后点燃酒精灯，每一分钟观察一下蒲瓜的变化，记录每分钟的温度。当温度在70-80℃的时候，看见蒲瓜上盖着一层像泡沫一样的东西，到水沸腾后，过了十几分钟，但也没看到蒲瓜变黑，我们没看到结果时，H老师让我们先去吃饭，明天再来看。

当我们第二天来看时，在铁罐中的蒲瓜变黑了，我想可能是烧的时间不够长，所以昨天没有看到结果。

××同学所在的一组写道“……但是我们最终也没看到蒲瓜变黑。我们知道，像爱迪生一样为了研究一盏能长时间用的电灯，他寻找了几千种材料，和做了上万个实验。最终他实现了他的愿望。爱迪生孜孜不倦的研究，发明了炭丝电灯，能够让让电灯泡亮了一千多小时。爱迪生是有坚实的信念，才能完成这个实验，还有许多科学家经过许多次的实验，有了伟大的成就。他们都是有坚定的信念和不怕失败的精神。我们虽然实验失败了，但我们要像许多科学家那样，要认真地面对每一次失败，我们也要像许多伟大科学家那样坚定信念，才能完成这个实验。”

H老师选择的“蒲瓜为什么会变黑”这一探究问题从日常生活世界出发，能够“让学生通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究所需要的能力并增进对科学探究的理解”。［2］事实表明“蒲瓜为什么会变黑”这个问题，可以通过学生的努力得以解决。在这次探究活动中，学生表现得比较主动，他们从分析问题→提出假设→查找资料→进行实验（验证假设）→得出结论，整个过程教师只是起着引导和协助作用。虽然学生最后没有给出一个明确的结论，但是通过这样的活动，目的是要让学生真正地对我们身边的事物感兴趣，遇事多问几个为什么，并设法通过自己的努力来解决问题，就这一点而言，H老师让学生体会到科学就在我们身边。

3　案例研究的启示

注重科学探究是初中科学新课程改革的核心，这也是针对此前的科学课程教学中过于注重学科知识的传授、不太重视在科学知识的学习过程中对于科学方法的掌握以及科学精神的养成等弊端而提出的。教师的学科教学知识主要指教师基于个人的经验和思考，在教学活动中表现出来的对理论性知识的理解和把握。科学学科的教师在实践科学新课程的过程中，及时捕捉学生对身边事物产生兴趣的瞬间来指导学生发现并提出问题，引导和组织学生就提出的问题进行积极地探究，这有助于学生理解什么是科学。科学教师应该倡导学生互助合作，积极探索，如何在科学课程的探究活动中将课内的学科基础知识和课外学生的实际生活情景有机地结合起来，将课上教师的教学和课下学生的自主学习衔接起来。实践证明，当学生置身于自己熟悉的、动态的、开放的学习情景中，有利于学生自己自主学习与探究，这对于提高学生的科学素养乃至培养学生的科学创新精神，无疑具有深远的意义。

［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．全日制义务教育科学（7—9年级）课程标准 （实验稿）［M］．北京：北京师范大学出版社，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

（责任编辑：耿继祥）

2015-05-08；

2016-02-29

本文系作者主持的2014年度教育部人文社会科学研究一般项目青年基金“教师实践性知识的生成与发展机制研究：生活史的视角”（14YJC880084）阶段成果之一。

吴银银（1978-），女，浙江台州人，讲师，教育学博士，主要从事教师教育研究。