基于PCK的高中化学知识转化策略

江霞，孙天山

（江苏省无锡市辅仁高级中学，214123）

在新课程全面推进的过程中，如何提高课堂教学的有效性，是广大教师关注的焦点和热议的话题。为什么很多教师常常一方面很认同课改理念，另一方面又觉得难以在教学实践中加以运用？或者，一方面觉得自己该传授的已经传授了，另一方面又困惑于学生还是不会？实际上，教师除了要具备学科知识、一般教学法知识，还应具有把学科知识转化为教学任务，又由教学任务有效地转化为学生的实际获得的PCK。

一、PCK：学科教学知识

学科教学知识（Pedagogical Content Know?ledge，简称PCK）最早是由美国学者舒尔曼（Shulman）于1986年提出来的。舒尔曼认为，教师除了具备学科知识、一般教学法知识，还必须拥有另一种新知识——学科教学知识，即关于教师将自己所掌握的学科知识转化成易于为学生理解的形式的知识；并将其定义为“教师个人教学经验、教师学科内容知识和教育学的特殊整合”。换言之，PCK融合了多种因素。

有学者以科学课为例，构建并绘制了PCK的“金字塔形层级模型”。图1便是PCK“金字塔形层级模型”的侧视图，在与之对应的俯视图中，PCK居于中心，其他知识居于周围，而4个层级则呈现为自外至内的4个圈。这一模型清晰地表明了处于塔顶的PCK与相关知识的重叠关系。其中，深厚的学科知识背景是基础，应该逐层落实到其他知识领域和特定教学话题之中；居于第二层的“关于学生的知识”是关键，其核心内容是对学生的深入透彻的理解，“只有当一位教师理解学生在教学中的重要性，他才能学好并增强PCK中的其他知识来源”，从而合理地应用居于其上的8类知识。

这一模型揭示了PCK的核心内涵：立足学生立场，实现知识转化，把学科知识转化为可以让学生学习的形式。笔者认为，知识转化是一种智能的转化，其实质是教学内容的“心理化”，将所学知识进行心理分析，使各种外显或内隐的知识更好地为学生理解。为了促进学生的理解，教师必须对学科教学内容作“心理化”处理，对学科教学内容有个性化理解，并将个人所拥有的学科知识，如概念、原理、定律等，转化为易于被学生接受的表征形式，使其逐渐内化为学生的知识和能力，并被学生赋予新的个性化理解。

二、基于PCK的知识转化能力提高策略

结合PCK的相关理论，笔者认为，要实现学科知识有效地转化为易于为学生理解、接受的形式，教师应该做到以下两点：

一是要吃透教材。首先，要分析教材内容潜在的学习价值和教学作用，分析教材内容的深度、广度是否符合不同层次学生的认知特点和发展需要。其次，对教材的理解不能局限于某一个模块、一个章节或一个单元，而要站在学科的高度，从整体上感受和理解教材的各个模块，实现对核心知识的意义建构。再次，还要从编者的角度理解教材。只有这样，才能理解为什么教、教什么、怎么教，才有助于启发教学中设计什么问题、解决什么问题、引向哪些问题等。

二是要知己知彼。知己，是对教学的理解。即教师根据教学目标和教学内容及学生情况，来设计教法、学法及教学环节的展开程序、教学内容的呈现方式、多媒体等教学手段的运用方法，等等。知彼，是对学生的理解。一方面，学生不是空着脑袋走进教室的，他们已积累了一定的知识和经验；另一方面，不同年龄层次、不同兴趣爱好的学生，其认知习惯和思维能力都有明显的个性和差异。所以，教学设计应把握学生的“最近发展区”，力求使教学内容和教学要求符合学生的建构特点。

三、基于PCK的高中化学知识转化策略

根据化学学科的特点，结合PCK的相关理论，笔者认为，使高中化学学科知识转化为高中学生容易接受和掌握的教学形式，具体策略有以下几条：

（一）开展实验探究

“化学是一门以实验为基础的科学。”化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。典型的化学实验事实能帮助学生认识物质及其变化的本质和规律，实现化学知识的有效转化。

例如，在硝酸氧化性的学习中，学生经常错误地认为只有硝酸分子存在时才显示它的氧化性。出现这一认知错误的根源在于学生不会从电解质的电离、离子反应等方面综合分析，不能从溶液中存在的基本微粒的角度深刻认识氧化还原反应的本质，缺乏微粒观。因此，教学时可设计如下实验：

实验1：将铜片投入硝酸钠溶液中。

实验2：将铜片投入稀硫酸中。

实验3：将铜片投入硝酸钠和稀硫酸的混合溶液中。

实验4：将铜片投入稀硝酸中。

通过实验探究，学生会观察到实验1、实验2没有明显现象，而实验3、实验4的现象基本相同。为什么将铜片投入硝酸钠溶液或稀硫酸中都没有反应发生，而投入它们的混合液中就有反应发生呢？由此，可以很自然地引导学生从基本微粒的角度思考：实验3中虽然没有稀硝酸，但硝酸钠溶液和稀硫酸混合后，有与稀硝酸共同的离子（H+、NO-3）。结合实验1、实验2，学生便不难理解：硝酸根在酸性环境中显示出强氧化性。

（二）创设问题情境

亚里士多德说过：“思维自疑问和惊奇开始。”学生的思维活动是因为遇到了需要解决的问题而引起的，学生对遇到的问题有兴趣，才有解决的愿望和要求，才能唤起积极的思维。富有启发性的问题情境，是实现知识转化的一种有效手段。

例如，在教学二氧化硫的还原性时，可创设如下问题情境：

据了解，目前市场上用二氧化硫溶液浸泡脱皮蔬菜的现象相当普遍。经过二氧化硫溶液浸泡的蔬菜，表面光滑、色泽鲜艳。日常生活中，我们经常见到削了皮的土豆、荸荠露置于空气中很快会变色，但把去了皮的土豆、荸荠浸泡于水中，就不容易变色，这是为什么？菜场里的小贩经常将去了皮的土豆等蔬菜用二氧化硫溶液浸泡，浸泡后的土豆露置在空气中半天甚至一整天都不变色，这又是为什么？这说明了二氧化硫具有什么性质？

上述生活中的问题情境能极大地吸引学生的注意力，引发学生的认知冲突，启发学生的思维探究，激发学生的学习内驱力，促使学生真正参与到学习活动中来，达到掌握知识、培养能力的目的。

（三）构建思维导图

单调的文字叙述、复杂的知识联系、抽象的理论表达，是学生化学学习中最常见的障碍。对此，教师应该通过自己的个性化理解，充分利用各种教学资源，对教学内容进行合理的转述、加工和重组，将其转化为简洁直观的图表、符号，特别是思维导图等形式，以促进学生对所学知识的接受和掌握。

例如，在教学弱电解质（以醋酸为例）知识时，可设置如图2所示的思维导图，帮助学生厘清脉络、理解知识。

（四）进行总结提炼

有些化学知识涉及的过程、现象、影响因素、相关知识等非常多，形式非常复杂，在不容易转化成图表、符号等

的情况下，可对其进行总结提炼，以突出、把握其关键、本质。

例如，平衡常数知识是高中化学学习中的一个难点，学生常常由于对平衡常数的有关概念不能深刻理解，导致在解答相关问题时抓不住要点、实质。其实，这部分知识可概括为“一、二、三、四”，即：

“一个本质”。三大平衡的本质相同，都是一种动态平衡。即对于可逆反应、弱电解质的电离或难溶电解质的溶解，改变某些外界条件后，平衡会发生移动，最终达到新的平衡。

“两个特点”。特点之一：三大平衡常数除与物质本身的性质有关外，还受温度影响（都是温度的函数），而与反应物或生成物的浓度等无关。所以，在讨论三大平衡常数时，都必须指明温度。特点之二：在不同的平衡体系中，平衡常数不同，平衡常数越大说明反应（或电离、沉淀）越彻底，生成物浓度（或离子浓度、沉淀的量）越大，反应物浓度（或弱电解质分子浓度、难溶电解质离子浓度）越小。因此，平衡常数的大小可以表示反应（或电离、沉淀）进行的程度、转化率的高低。

“三段分析”。“始、转、平”三段分析的方法是解决有关平衡常数的问题的有效方法。“始”是指起始时各物质（或离子）的量（浓度）；“转”是指变化过程中各物质（或离子）的改变量（浓度）；“平”是指体系平衡时各物质（或离子）的量（浓度）。

“四个要点”。要点之一：在平衡常数表达式中，稀溶液中水的浓度可不写。因为在化学变化过程中，水量的改变对水浓度的变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可合并到平衡常数中去，即Kw = K·c（H2O）。同理，

对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度也视为常数。

要点之二：在平衡常数表达式中，固体物质的浓度可不写。因为当反应中有固体物质参加时，分子的碰撞只在固体的表面进行，所以固体物质的浓度对反应速率和平衡几乎没有影响，因此固体物质的浓度可视为常数。

如对于Fe（OH）3Fe3+ +3OH-，Ksp=c（Fe3+）·c3（OH-）。

要点之三：平衡常数表达式与化学方程式（电离方程式）的书写方式有关。同一个方程式，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数表达式也不同。

要点之四：化学反应的过程伴随着能量的变化，因此，利用平衡常数可以判断反应的热效应。若温度升高时平衡常数值增大，则正反应为吸热反应；若温度升高时平衡常数值减小，则正反应为放热反应。

（五）构造特定模型

对于某些特别的化学知识，可以根据其特征构造特定的模型，从而将其转化为学生容易接受和掌握的知识。

例如，对于烃的衍生物，可以依据其结构特征构造R—X模型。其中，R表示烃基，X表示某些原子或原子团（官能团），如—Cl、

—OH、—CHO、—COOH、—NO2、—SO3H、

—NH2等。这类物质可看成是官能团“嫁接”在烃基的碳链上形成的，故此类物质的同分异构体实质上就是烃基的异构。

PCK直接影响着教师教学的效益和学生学习的质量。作为一线教师，要主动学习和深入研究，结合化学学科特点，对知识进行加工、重组，以易于理解的方式表达、传授给学生，并要清醒地认识到教什么、怎么教、为什么这样教，最终形成自己的PCK。

*本文系江苏省教育科学“十二五”规划立项课题《促进师生发展的学科教学知识（PCK）建构研究》（编号：D/2013/02/183）的阶段性研究成果之一。

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参考文献：

［1］ 梁永平.论化学教师的课程知识及其发展［J］.化学教育，2012（6）

［2］ 李伟胜.学科教学知识（PCK）的核心内涵辨析［J］.西南大学学报（社会科学版），2012（1）