基于TPACK的中學(xué)物理微課設(shè)計(jì)策略①

高成軍 李曉明

(1.江蘇省蘇州市相城區(qū)陸慕高級(jí)中學(xué)，江蘇 蘇州 215131；2.江蘇省蘇州市相城區(qū)春申中學(xué)，江蘇 蘇州 215143)

TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge)最早是由美國密歇根州立大學(xué)馬修·科勒和龐雅·米什拉提出的教師信息化能力的概念模型，主要指將技術(shù)和教學(xué)法融入到學(xué)科內(nèi)容教學(xué)中的知識(shí)。TPACK為教學(xué)技術(shù)的信息化提供了理論框架，它告訴我們：信息技術(shù)、教學(xué)法以及學(xué)科教學(xué)內(nèi)容之間并不是孤立的個(gè)體，而是可以有效地融合到一起，使教學(xué)變得更加簡潔有效、直觀易懂。

在當(dāng)前信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，加之對(duì)新冠疫情的防控，線上教學(xué)、網(wǎng)課、微課逐漸盛行起來，尤其是微課以其內(nèi)容短小快捷、便于學(xué)習(xí)的特點(diǎn)而獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。微課雖然時(shí)間上一般不超過10分鐘，但“麻雀雖小，五臟俱全”，其內(nèi)容依然具有相對(duì)的完整性，它能夠把看不見、摸不著的物理情境，不易理解的物理過程通過多媒體的手段直觀呈現(xiàn)出來。微課可以應(yīng)用于概念、規(guī)律的教學(xué)，可以重現(xiàn)某一物理實(shí)驗(yàn)的真實(shí)過程，可以模擬習(xí)題所述的物理場景，也可以展示習(xí)題的講解過程及習(xí)題結(jié)論的模擬展示等。

微課的興起給了TPACK模型很大的應(yīng)用空間，同時(shí)該理論模型也為微課設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升提供了理論指導(dǎo)，筆者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，探討基于TPACK的中學(xué)物理微課的設(shè)計(jì)策略。

1 精準(zhǔn)把握學(xué)科內(nèi)容(Content Knowledge)

TPACK模型的價(jià)值體現(xiàn)在可以強(qiáng)化教師對(duì)整合信息技術(shù)的物理教學(xué)過程的認(rèn)識(shí)，提高教師整合信息技術(shù)的教學(xué)實(shí)踐能力，提升教師整合信息技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量。[1]但無論教師如何整合信息技術(shù)，微課設(shè)計(jì)的任務(wù)都離不開學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)，該內(nèi)容的選定應(yīng)緊緊圍繞物理課程標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的科學(xué)內(nèi)容，不應(yīng)做過多的拓展與延伸，物理課程的宗旨在于培養(yǎng)全體學(xué)生的核心素養(yǎng)，而不是偏面追求物理知識(shí)的“難”和“繁”。

比如在原子的結(jié)構(gòu)教學(xué)中，利用視頻播放湯姆生的陰極射線實(shí)驗(yàn)(圖1)，利用Flash軟件演示盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫(圖2)，湯姆生的實(shí)驗(yàn)說明原子可以再分，而盧瑟福的實(shí)驗(yàn)表明湯姆生的原子棗糕模型存在缺陷，其中的過程蘊(yùn)含著物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要素，通過湯姆生和盧瑟福的間接經(jīng)驗(yàn)使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)思維過程，初步認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)。

圖1

圖2

至于原子的玻爾模型以及電子云模型就無需在初中階段介紹，因?yàn)閺臈椄饽Ｐ偷胶耸浇Y(jié)構(gòu)模型可以培養(yǎng)學(xué)生正確的知識(shí)觀，即知識(shí)并不是對(duì)現(xiàn)實(shí)的準(zhǔn)確表征，它只是一種解釋、一種假設(shè)，不是最終答案，[2]前人的知識(shí)很可能會(huì)被后人的實(shí)驗(yàn)和研究所修正、革新，這樣的知識(shí)觀可為學(xué)生在高中進(jìn)一步學(xué)習(xí)量子力學(xué)視野下的原子模型打下基礎(chǔ)。

TPACK模型在微課設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不只是整合了技術(shù)和教學(xué)法，還結(jié)合了物理學(xué)科的特點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的學(xué)科內(nèi)容。TPACK的應(yīng)用并不是為了凸顯信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也不僅僅是為了表現(xiàn)教學(xué)方法的多樣化，它是在特定的學(xué)科內(nèi)容基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)卣霞夹g(shù)和教學(xué)法，目的是使學(xué)生能夠更好地理解知識(shí)。

2 有效運(yùn)用教學(xué)方法(Pedagogical Knowledge)

教學(xué)方法是為了完成教學(xué)任務(wù)而采用的方法，包括教師教的方法和學(xué)生學(xué)的方法，是教師引導(dǎo)學(xué)生掌握知識(shí)技能、獲得身心發(fā)展而共同活動(dòng)的方法。[3]俗話說：“教學(xué)有法，但無定法，貴在得法”。說明教學(xué)的方法與方式是動(dòng)態(tài)的、靈活多樣的，中學(xué)物理課程的基本理念之一為：提倡教學(xué)方式多樣化，要求我們根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象采用合適的教學(xué)方式。

傳統(tǒng)的微課教學(xué)常采用講授法，教師把實(shí)驗(yàn)、課件或例題通過錄屏錄課的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生最多只能進(jìn)行暫停、重播等操作，這樣的微課效果主要取決于學(xué)生的理解、領(lǐng)悟與認(rèn)同，教學(xué)效果一般。因此，教師為了提高微課的教學(xué)質(zhì)量，除了要使教學(xué)的任務(wù)與內(nèi)容、采用的方法與活動(dòng)適合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)外，還要關(guān)注他們的參與程度。TPACK的模型給了我們一定的啟示，將信息技術(shù)與教學(xué)方法進(jìn)行適當(dāng)整合，可以有效實(shí)現(xiàn)微課的教學(xué)目的。

如圖3所示，希沃白板5提供的“知識(shí)膠囊”功能可以促進(jìn)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)，當(dāng)學(xué)生掃碼觀看老師錄制好的微課時(shí)，點(diǎn)擊右上角的“控制課件”按鈕就可以暫停講解，同時(shí)能對(duì)課件進(jìn)行標(biāo)注、展開思維導(dǎo)圖以及擦除圖片蒙層等操作。學(xué)生通過這一系列的操作，可以發(fā)現(xiàn)自己對(duì)微課內(nèi)容認(rèn)知的不足，從而對(duì)接下來教師的講授進(jìn)行有意注意，及時(shí)解決所發(fā)現(xiàn)的問題。

圖3

教學(xué)是教師與學(xué)生為傳承知識(shí)、技能等，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展而共同進(jìn)行的教與學(xué)雙邊互動(dòng)的活動(dòng)。[3]將TPACK的模型應(yīng)用到微課的教學(xué)中，可以使學(xué)生積極配合教師的教，通過顯性的可操作性活動(dòng)將學(xué)生的感知、思維、聯(lián)想、記憶以及情感和意志等隱性的心理活動(dòng)充分調(diào)動(dòng)起來，最終達(dá)成微課學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)。

3 合理借助技術(shù)手段(Technological Knowledge)

教師是教學(xué)的首席參與者，也是教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者，教師整合適當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，能大大提高教學(xué)效率，改善教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。[4]TPACK對(duì)教師的信息技術(shù)化能力提出了較高的要求，當(dāng)前的信息技術(shù)多種多樣，不同的信息技術(shù)具有各自不同的優(yōu)缺點(diǎn)，教師只掌握一兩項(xiàng)信息技能已經(jīng)不能適應(yīng)微課的設(shè)計(jì)與創(chuàng)作的需求。

物理微課設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)部分使用較多的是NOBOOK虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它擁有豐富的精品資源實(shí)驗(yàn)?zāi)K，操作簡單，現(xiàn)象明顯，涵蓋面廣，教師能根據(jù)需要自己組建新的實(shí)驗(yàn)，受到了廣大教師的歡迎。當(dāng)然，NOBOOK也存在不足，如有些虛擬實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)相比明顯失真。

GeoGebra數(shù)學(xué)畫板具有良好的可控性，它的實(shí)驗(yàn)不是靠現(xiàn)成模塊的拼接而成，而是每一個(gè)器材、每一個(gè)動(dòng)作都必須人為地規(guī)劃作圖和編寫指令，從而模擬真正的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。如圖4所示，GeoGebra可以任意拖動(dòng)滑動(dòng)條實(shí)現(xiàn)動(dòng)滑輪的左右、上下移動(dòng)，在移動(dòng)的過程中兩繩與豎直方向的夾角始終保持相等。

圖4

然而，再逼真的模擬實(shí)驗(yàn)也代替不了真實(shí)實(shí)驗(yàn)，所以在條件允許的情況下，我們應(yīng)盡量地使用實(shí)驗(yàn)室器材完成微課的實(shí)驗(yàn)制作。TPACK的模型不是讓教師過分地追求使用信息技術(shù)，炫耀個(gè)人的計(jì)算機(jī)水平，為了使用技術(shù)而使用，只會(huì)使微課的內(nèi)容華而不實(shí)，徒然增加教師的負(fù)擔(dān)。信息技術(shù)只是一種輔助功能，它必須是為學(xué)科內(nèi)容教學(xué)服務(wù)，任何脫離實(shí)際教學(xué)的信息技術(shù)都不是TPACK理念所倡導(dǎo)的。

4 結(jié)語

在TPACK的模型中包含三大核心要素，即學(xué)科內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)和技術(shù)知識(shí)，它們之間相互交叉融合，相互滲透、支撐。TPACK不僅要求我們教師具有豐富的學(xué)科專業(yè)素養(yǎng)和扎實(shí)的教育專業(yè)素養(yǎng)，還必須具備良好的信息技術(shù)素養(yǎng)。在進(jìn)行微課設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從微課的教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，充分考慮到學(xué)科內(nèi)容的知識(shí)類型和特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際的學(xué)情分析，選擇合適的教學(xué)方法，而具體的教學(xué)方法要根據(jù)技術(shù)手段的不同特點(diǎn)合理、靈活地選擇和應(yīng)用。