麦俭富

一、PCK理论的内涵

PCK是学科教学知识（ Pedagogical ContentKnowledge）的简称，是关于教师将自己所掌握的学科知识转化成学生易于理解的形式的知识。研究表明PCK的理论不仅能帮助提高教师的教学成效，促进教师的专业发展，还能够帮助教师将学科知识转化和表征为有效教学的形式，促进不同层次和背景的学生对所传授内容的掌握和领会，提高教学的质量。PCK的内涵主要包括学科的知识、课程的知识、学生的知识、教学策略的知识4个维度。

二、PCK理论指导下的“浮力产生原因”教学分析

1.学科的知识

“機械效率”是人教版八年级下册《物理》第十二章的第三节。其核心知识是对机械效率概念的理解，包括对有用功、额外功和总功的理解、对机械效率的影响因素的理解。

2.课程的知识

机械效率是在力、功、功率等基础知识上构建起来的新概念，是衡量机械性能的重要指标，也是学习其他效率，如热机效率的基础，具有十分重要的现实意义。

3.学生的知识

学生对机械效率的理解存在较多前概念的干扰，比如区分不清“有用功”“额外功”和“总功”；容易与功率混淆；容易认为机械效率的高低与机械的省力情况有关等。只有充分揭示学生原有知识结构中存在的错误观念，掌握真实学情，才能使教学更具针对性和实效性。

4.教学策略的知识

通过对以上三个维度的分析，确定对“机械效率”这一知识采取以下的构建概念的教学策略：创设情境，引发认知冲突；评估方案，逻辑生成概念；实验测量，深化巩固概念。

三、基于PCK理论的“机械效率”教学案例

策略1.创设情境，引发认知冲突

教学活动1：引入有用功、额外功和总功

老师设计实验活动：不同方式提升相同的物体，所做的功是否相同？

学生实验：设计实验并进行实验：

（1）用手直接将一个重为G的钩码提升h，W=Gh。（2）通过一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓慢将一个重为G的钩码提升h，分别测量绳端拉力F和绳端移动的距离S，W=FS。

实验现象：

老师引导：

（1）使用机械不省功！

（2）梳理“三功”概念及关系

【设计意图】PCK的本质是教师关注学生的学习知识。“要想让一个学生把习以为常的认识彻底抛弃，不是简单的解释和说教就能解决的，一定要想办法让非科学的前概念在事实面前遭遇强烈碰撞，让这种碰撞迸发出思考的火花，从而让学生产生突破旧思维的强烈欲望”。该实验的设计有两层用意：引发冲突，使用机械并不省功。反而要多做功；借助该实验载体引入“三功”及其关系。

策略2.评估方案，逻辑生成概念

教学活动2：构建机械效率的概念

老师：创设劳动情景：现在需把100 N重的大米运到6 m高的楼上，想想看，有哪些方法，可以把大米运上去？如何比较不同机械性能的好坏？

学生：讨论和计算、分析

【设计意图】PCK理论指出，教师需要就学生学习过程中可能出现的困难予以充分认识，并探索更好的方式帮助学生解决困难。初中生的思维处于感性认识向理性思维发展的阶段，对于抽象的机械效率的概念，采取在仿真劳动情景的实例下，分析对比不同方案的优劣及数据分析，最终逻辑生成机械效率的概念。

策略3.实验测量，深化巩固概念

教学活动3：测量滑轮组的机械效率

学生实验：

老师引导：

（1）滑轮组的机械效率与哪些因素有关？

（2）测出做功的时间，对比机械效率和功率

（3）提高机械效率的途径

【设计意图】海森堡认为：“新的思维结构只有被看到更成功、更有效地解决自己领域里的问题时才可能被接受。”PCK理论的应用并不是简单倡导教师将知识灌输给学生，而是需要让学生“知其然”且“知其所以然”。在初步认知机械效率概念的基础上，让学生经历测量机械效率，不但加深对机械效率概念内涵的理解，而且能对机械效率概念的外延有新的认识，用实验证实科学概念，实现前概念的转化，促进学生认知顺应。

著名认知心理学家奥苏泊尔说过：“如果我不得不把全部教育心理学简约为一条原理的话，我将会说，影响学习的最重要的因素是学生已经知道了什么，并据此进行相应的教学。”PCK理论指导下的教学，就是提醒教师站在学生的角度去设计课堂，掌握真实学情，并提出针对性的教学策略。在课堂设计时充分做好学科知识、课程知识、学生知识和教学策略知识的分析，才能有效实现学科知识以学生易于理解的形式转化。

责任编辑 龙建刚