基于TPACK框架的高中物理概念教學及模型構建研究

涂強春

摘 要：TPACK理論已成為國內外教育教學領域關注和研究的熱點，但其核心理論概念和高中物理教學結合運用還需要教師不斷進行深入研究。文章從高中物理概念教學的角度解析TPACK理論，以構建高中物理概念教學的TPACK 框架和教學模式，解決實施TPACK 物理概念教學的疑難點。

關鍵詞：TPACK;高中物理;概念教學;模型構建

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A文章編號：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，國內一般將TPACK稱為整合技術的學科教學知識，是一種整合教學技術、教學知識和學科知識的理論框架。2008 年，Koehler和Mishra 最先構建了 TPACK 框架結構。

TK的全稱是Technology Knowledge，指代教育教學運用到的各類教育技術，既涵蓋信息技術也包括各類實體工具模型等，TK的內涵不是一成不變的，隨著時代發展而改變，如過去的PPT、物理實驗裝置、AR和VR等。CK的全稱是Content Knowledge，指代學科內容知識，對于高中物理教師而言，其學科內容知識是指該教師完成物理課堂教學所具備的物理知識和學生應該學習的物理知識，主要包括物理概念、規律、具體實驗和三者之間的聯系。PK全稱是Pedagogical Knowledge，指代教師開展教育教學活動所具有的教學法知識，是課堂知識滲透的重要保障，包括教學目標、策略、評價等具體內容，其涵蓋范圍較廣。如翻轉課堂教學模式、探究性學習方法和小導師制度等。主要作用是教師利用自身的教學法知識將學科內容知識轉化為學生的知識，完成課堂內容的教授。隨著理論的不斷發展，三種核心元素PK、CK和TK組合形成了教學與學科知識（PCK）、技術與學科知識（TCK）和技術與教學（TPK）三種不同的教學模式，其代表分別是開放式學習、資源共享學習和混合教學方法。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”等系列問題，為其更好地進行物理教學知識滲透提供了新思路。

二、 高中物理概念

高中物理教學內容包括概念教學、規律教學和實驗教學，其中物理概念教學是重中之重，是學生學好物理的“地基”。教師只有讓學生打好物理概念教學的地基，才能使他們在后續的學習中穩步前進。本文中提到的概念是指高中物理學科常見的基本概念和基本規律、原理，高中物理基本概念主要由力學、電學、熱學、光學和近代物理五部分組成，其中力學是高中物理基本概念較為主要和集中的部分。學生只有正確掌握高中物理基本概念，才能更加全面、有效地認識不同的物理現象和實驗。本文嘗試利用TPACK理論來指導高中物理教師進行概念教學的框架設計，以幫助學生更好地掌握知識，達到良好的教學效果。

三、高中物理概念教學的TPACK框架

根據TPACK框架的基本結構和高中物理基本概念的特點，將技術、教學方法與概念知識相融合，構建高中物理概念教學的TPACK框架，具體如圖所示。

如何利用信息技術拓展物理概念內容，根據概念內容選擇合適技術呈現和完成技術與概念內容的整合式TCK成分所考慮的要素;如何根據物理概念教學需要選擇技術，明晰物理概念教學所需的技術要求和完成技術與物理概念教學的整合式TPK成分所考慮的要素;如何選擇有效教學策略，設計科學實施過程和反思評價等來引導學生學習物理概念……這些是PCK成分所考慮的要素。這些要素可以指導高中物理教師在物理概念教學過程中以TPACK框架為基準實現信息技術與課堂教學的滲透結合，提高教學效果。

四、TPACK物理概念教學模型構建

根據前面TPACK物理概念教學框架要素分析，高中物理概念教學可以選擇的教學模式有很多，如探究式教學、翻轉課堂、小組研討法等。探究式教學模式是其中較為常見的模式，因此TPACK物理概念教學模型可以探究式教學法的方式進行構建。

首先，教師創設問題情境，構建概念要素，激發學生的好奇心。其次，教師引導學生提出關鍵問題，進行一定的猜想假設。從次，教師引導學生進行歸納總結和分析思考，探究概念的內涵，嘗試回答關鍵問題。再次，學生總結和完善概念，深刻理解和掌握概念的意義和內涵。最后，教師引導學生拓展和延伸概念的應用，夯實學習基礎。

在該模式下，主要準備工作都由教師在課前完成，學生在課前處于懵懂和被動思考狀態。因此，在平時的課堂中，教師即使創設了情境，學生也會對情境的響應和問題的挖掘缺乏積極性，始終處于被牽著走的狀態。同時，課中教師與學生、學生與學生之間的思維碰撞也不夠強烈，活力不足，缺乏有效的激發手段。另外，就是課堂與生活隔離，尤其是概念教學這樣枯燥的課堂內容中，課后活動幾乎都是課后作業，以書面作業方式完成概念的鞏固學習?；谏鲜鲈?，對高中物理探究式概念教學一般模式進行改進，可得到TPACK物理概念教學模式，以“平拋運動”為例說明，具體如右圖所示。

上述基于TPACK物理概念教學模式的改進都是以信息技術為依托的，與信息技術的整合密不可分。課堂前置任務布置，學生接受和完成任務需要運用QQ群、微信群、搜索引擎和網絡圖書館等信息資源;課堂導入環節，教師需要運用Camtasia Studio 8、會聲會影、電腦錄屏軟件等制作微視頻，構建更好的問題情境;課堂實驗環節，教師需要運用希沃授課助手、手機投屏軟件、電子白板等信息化工具;課后活動和知識鞏固環節，同樣需要信息技術的參與，教師才能及時跟進信息反饋。所以，基于TPACK 的高中物理概念教學模式能實現概念內容、教學方法和信息技術的有效整合。

五、反思和總結

運用TPACK理論指導高中物理概念教學具有現實意義和實踐意義，能有效解決高中物理概念教學所面臨的痛點和難點，也是信息技術與課堂結合的有效途徑。但是基于TPACK的高中物理概念教學模式并不是萬能的，教師在課堂中運用新的教學方法和信息手段，很容易造成課堂的失控和預設的偏離。因此，教師在授課前要充分預測和準備，盡量選擇自己熟悉的教學方法，整合新的信息手段，讓TPACK理論在高中物理概念教學中發揮更大的優勢，展現更大的作用。

參考文獻：

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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