PCK視角下中職專業課教學設計探析

阮永亮 趙健秀

隨著職業教育的快速發展，職教改革日新月異。對于專業課來說，如何能將專業知識更好、更快地教給學生，提升教學質量成為重中之重。多數學者更關注專業課的課程改革，認為職校的專業課應以工作過程來設計，構建專業課程體系；也有學者關注“做中學”的專業學習方式，希望通過深入的校企合作來達成；在教學方式上，項目教學、任務驅動等形式受到廣泛認同；但是少有人關注專業課中教師如何更有效地教。PCK是學科知識和教育學知識的特殊結晶（曾文婕，2014），是使教學最有效的知識（廖元錫，2005）。將PCK引入中職專業課教學中，將會為教師如何教帶來新的思考。本文以數控專業“3D打印技術”一節課為例，將PCK理論運用其中，深入探討PCK如何將企業的專業知識與教育學知識相融合，提升專業教學質量。

一、PCK的內涵與構成

PCK（pedagogy content knowledge），中文稱“學科教學知識”，由美國舒爾曼教授于1986年提出，是教師在教學過程中融合學科與教學知識而形成的一種知識。經過三十多年的發展，關于PCK的研究已經相當繁雜又龐大。PCK的內涵、結構成分、測評等方面都有了顯著的進步，還延伸出PCKg、TAPCK、MPCK等一大批的相關研究。在我國PCK多應用于中小學的各學科領域，因此被翻譯成“學科教學知識”。由于職業教育的反學科傾向，對于學科教學知識并不敏感。但是PCK中的“C”并不能簡單地翻譯為學科二字，而是有更廣的意思。其原意應指教師所教的內容，在職業教育專業課教學中，“C”指專業知識和技能，PCK指教師如何將專業知識和技能更好地與教育學知識融合，因此PCK對于專業課教學也有著重要的意義。

此外，關于PCK結構成分的研究非常多，較有影響的是格拉斯曼、馬格努森等人的研究。格拉斯曼認為，PCK是針對特定主題的知識，應包括在不同層次上教授特定主題的知識；學生理解和誤解的知識；教授特定主題的課程材料的知識；教學策略的知識以及教學專題的表述。馬格努森針對科學學科定義了 PCK 的五個組成部分：科學教學的方向、關于科學課程的知識和信念、關于學生理解特定科學主題的知識和信念、關于科學評估的知識和信念、關于科學教學策略的知識和信念（馬曉琨、王學東、方紅彬，2020）。這些結構成分都是基于中小學課程的研究誕生的，而中職專業課可能具有不同的PCK要素，因此本文采用最早舒爾曼的三成分說為理論視角進行考察，即PCK至少包括關于學科內容的知識、關于學生的知識和關于教學策略的知識等三種知識類型。

二、PCK視角下中職專業課教學設計案例

（一）案例對象的選擇

本文選取了中職數控專業3D打印技術課程中的“3D打印扳手”一節。3D打印技術是機械加工專業的核心課程，“3D打印扳手”是其中最重要的教學內容。該課程的教學形式為行動導向教學，屬于典型的專業課教學形式。

（二）PCK三成分分析

1 .關于學科內容的知識

本次教學是以“項目”為依托設計的綜合實踐學習活動。教學重點是中望3D軟件圓弧連接、縮放與偏移的操作命令；教學難點是使用3D打印機打印扳手，并完成與底板裝配。因此，要求學生在3D打印扳手時，設計的模型存在懸空結構，為了防止打印模型發生坍塌，需要在切片時設置支撐；同時在這個實踐過程中逐步養成一絲不茍、精益求精的工匠精神。本課以紀念品設計項目中的扳手零件為載體，學生通過有目的地、系統化地在3D打印室場，參與扳手零件的設計、實施、檢查和評價的活動，從而熟練地掌握零件三維建模與3D打印設備操作，也為后面3D打印實訓內容作鋪墊。

2 .關于學生的知識

授課的對象是數控技術應用專業二年級的學生，他們未來的工作主要是數控加工、機械制造崗位，要求具備機械產品零部件的分析、測繪和3D打印的實操技能。在學習本課之前，學生已對技能大賽概念有一定的認識基礎，掌握扳手的畫法規定基本知識；在掌握扳手的畫法規定的基礎上，學會對扳手零件的三維建模與3D打印。

3 .關于教學策略的知識

（1）環境設計策略

為對接企業崗位要求，創設開放性的學習環境，本次教學在 “3D打印”實訓室場教學，提供相關打印設備設施，讓學生參與實踐活動，提升學生技能水平；并創設“主管”“QC”“6S 管理員”等職場崗位，讓學生擔當不同的角色，提高學生學習的興趣。

（2）行動導向策略

本節采用行動導向教學法，以“學會學習、學會工作”為 宗旨，讓學生能夠快速適應實際工作環境，達到機械加工制造崗位要求。將課程內容分為六大環節，分別是收集資訊、制定計劃、團隊決策、操作實施、檢測控制及評價反饋。

（3）信息化教學策略

為提升學生的自主學習能力，教師準備了微課視頻、三維動畫等學習資源和模擬仿真、項目數據跟蹤系統等平臺，并制作了教學課件。方便學生隨時隨地地登錄系統進行學習和鞏固，有效增強學習效果。

（三）教學過程

課前，其一，收集資訊，教師發布關于零件建模與3D打印的基礎知識學習任務單和網絡自學資源，如微課視頻、三維動畫以及課件內容。學生通過不同途徑如圖書館、創新中心室等對信息進行收集，并進行信息的篩選和整理，從中鍛煉自主學習能力和搜索整理資料的能力，同時很好地發揮學生的主觀能動性。其二，制定計劃，學生根據收集的信息進行整理分析后，思考如何進行項目零件的測繪與3D打印操作。在這過程中，可以通過微信交流群進行教師與學生、學生與學生之間的互動解答，提高自學效率。

課中，其一，團隊決策，教師輔助引導學生進行學習，培養學生的互助精神。學生一次修改完成后，教師組織學生回到團隊，對比組內成員的工作計劃，群策群力，集思廣益，決策出最優工作計劃，并做好實施環節的分工安排。其二，操作實施，以計劃為前提有序開展，教師提供相關建模與3D打印的操作微課，學生通過微課獲取操作的方法，利用3D 打印機自帶的分層軟件對即將打印的“扳手”零件產品模型做切片處理，并打印作品，完成模型后處理，參與動手實踐活動。此過程中通過微課、三維動畫的信息化技術手段，虛擬模型與3D打印實體模型對比，讓學生輕松得到實踐方法，不但提高了學生的學習興趣，而且讓實施過程更加便捷。同時注重學生團隊的合作交流、自主實踐，培養學生精益求精的工匠精神。其三，檢測控制，該環節在項目零件裝配任務實施過程中，還需要注重零件質量的控制；一來讓學生進行打印零件的裝配，然后填寫自檢報告、生生互檢、師生解疑；學生則根據實時解疑改進作品成果，繼續進行實踐活動。在這種信息化輔助下，“零件尺寸的合理性判斷”教學難點得到了有效突破，真正做到做中學、學中做。其四，評價反饋。學生根據作品情況結合設計圖紙進行答辯展示，師生總結評價，并進行“最佳團隊”頒獎，目的是肯定學生的成績，激發學習動力，樹立學習榜樣。

課后，布置拓展延伸任務，通過布置梯度化的作業給學生鞏固提高，將知識轉化為能力，最終掌握解決實際問題的技巧，實現學習遷移。

（四）教學成效

在整個學習過程中，學生收集整理了大量的學習資料和數據，在網絡中生生互動、師生互動，增強了自主學習的能力。本次教學在發揮傳統教學優勢的基礎上增強了教學效果，過去完成類似的3D打印一體化課程需要2名教師、4個學時、12份耗材，卻只有約3件成品。相同的內容，本次設計只需要1名教師、4個學時 ，同樣耗材的情況下卻能夠做到約8件成品，真正達成高效課堂。

三、總結與反思

通過本節課的教學設計案例，構建PCK理念下的中職學校專業課教學設計框架，有效改善了教學實踐，提升了教學效果。同時，教師發展更適應社會、學校，具有實踐意義。

（一）高效完成學習內容，提高學習效果

本節課在很大程度上激發了學生的學習興趣，實現從“被動學”到“主動學”的轉化。與傳統的課程相比，學生擁有更多發言權，提高了發現、探討和解決問題的能力，培養了自主探究與團結協作的學習習慣，促進了精益求精的工匠精神的培養，體現了職業教育的特點；同時，企業導師、授課教師也可以及時發現課堂問題，及時對學生進行評價，有助于提升學生學習的主觀能動性。

（二）高效融入專業知識，提升教學質量

3D打印課程是集CAD技術、數據處理、數控、激光等多種機械電子技術以及材料科學、計算機軟件科學于一身的綜合性高科技技術。在教學策略設計上，增加了專業環境設計、虛擬仿真設備等，這也是中職專業課與普遍中小學學科教學的重要區別之一，是PCK在專業課教學設計中的特殊之處。因此可以考慮在PCK三成分的基礎上增加環境、工具、管理等知識，使之更適應專業課的教學。但是PCK三成分之間不是各自獨立的，而是相互嵌套、相互影響的（湯杰英，2017），新的知識的加入也將為PCK帶來新的發展。

（三）高效轉化專業能力，形成專業素養

新時代的發展和信息技術的廣泛應用為中職學校教學帶來更加復雜的變化，學生、教材、內容、方式、環境等都產生了新的發展趨勢，對中職教師教學能力提出了更高的要求。教師的知識來源于教師的專業教學過程，是教師在特定教學情境中形成的實踐知識。這些知識是教師在深入理解專業知識和教育學知識的基礎上對學生學習內容和學習方式的持續建構（李義茹、黃甫全、曾文婕，等，2018），因此，PCK能有效幫助教師將“所學”更好地轉化為“所教”，在提高教學質量的同時提升自己的教學能力，形成以PCK為核心的教師專業素養。

[本文系2020年廣東省中等職業教育教學改革項目“PCK框架下中職教師教學能力培養的實踐研究”（項目編號：GDZZJD2020237，主持人：趙健秀）的研究成果。]

責任編輯 ?陳春陽