基于TPACK框架的高中物理概念教學(xué)及模型構(gòu)建研究

1、基于TPACK框架的高中物理概念教學(xué)及模型構(gòu)建研究基于TPACK框架的高中物理概念教學(xué)及模型構(gòu)建討論3561202124-0042-02一、概述TPACK理論是基于舒爾曼提出的PCK一詞衍變而來，國內(nèi)一般將TPACK稱為整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)學(xué)問，是一種整合教學(xué)技術(shù)、教學(xué)學(xué)問和學(xué)科學(xué)問的理論框架。2021年，Koehler和Mishra最先構(gòu)建了TPACK框架結(jié)構(gòu)。TK的全稱是TechnologyKnowledge，指代教育教學(xué)運(yùn)用到的各類教育技術(shù)，既涵蓋信息技術(shù)也包括各類實(shí)體工具模型等，TK的內(nèi)涵不是一成不變的，隨著時(shí)代進(jìn)展而轉(zhuǎn)變，如過去的PPT、物理試驗(yàn)裝置、AR和VR等。CK的全稱是Cont

2、entKnowledge，指代學(xué)科內(nèi)容學(xué)問，對(duì)于高中物理教師而言，其學(xué)科內(nèi)容學(xué)問是指該教師完成物理課堂教學(xué)所具備的物理學(xué)問和學(xué)生應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)的物理學(xué)問，主要包括物理概念、規(guī)律、具體試驗(yàn)和三者之間的聯(lián)系。PK全稱是PedagogicalKnowledge，指代教師開展教育教學(xué)活動(dòng)所具有的教學(xué)法學(xué)問，是課堂學(xué)問滲透的重要保障，包括教學(xué)目標(biāo)、策略、評(píng)價(jià)等具體內(nèi)容，其涵蓋范圍較廣。如翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式、探究性學(xué)習(xí)方法和小導(dǎo)師制度等。主要作用是教師利用自身的教學(xué)法學(xué)問將學(xué)科內(nèi)容學(xué)問轉(zhuǎn)化為學(xué)生的學(xué)問，完成課堂內(nèi)容的教授。隨著理論的不斷進(jìn)展，三種核心元素PK、CK和TK組合形成了教學(xué)與學(xué)科學(xué)問PCK、技術(shù)與學(xué)科學(xué)

3、問TCK和技術(shù)與教學(xué)TPK三種不同的教學(xué)模式，其代表分別是開放式學(xué)習(xí)、資源共享學(xué)習(xí)和混合教學(xué)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(jìn)行物理教學(xué)學(xué)問滲透提供了新思路。二、高中物理概念高中物理教學(xué)內(nèi)容包括概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)和試驗(yàn)教學(xué)，其中物理概念教學(xué)是重中之重，是學(xué)生學(xué)好物理的“地基。教師只有讓學(xué)生打好物理概念教學(xué)的地基，才能使他們?cè)诤罄m(xù)的學(xué)習(xí)中穩(wěn)步前進(jìn)。本文中提到的概念是指高中物理學(xué)科常見的基本概念和基本規(guī)律、原理，高中物理基本概念主要由力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和近代物理五部分組成，其中力學(xué)是高中物理基本概念較為主要和集中的部分。學(xué)生

4、只有正確把握高中物理基本概念，才能更加全面、有效地認(rèn)識(shí)不同的物理現(xiàn)象和試驗(yàn)。本文嘗試?yán)肨PACK理論來指導(dǎo)高中物理教師進(jìn)行概念教學(xué)的框架設(shè)計(jì)，以關(guān)心學(xué)生更好地把握學(xué)問，到達(dá)良好的教學(xué)效果。三、高中物理概念教學(xué)的TPACK框架依據(jù)TPACK框架的基本結(jié)構(gòu)和高中物理基本概念的特點(diǎn)，將技術(shù)、教學(xué)方法與概念學(xué)問相融合，構(gòu)建高中物理概念教學(xué)的TPACK框架，具體如下圖。如何利用信息技術(shù)拓展物理概念內(nèi)容，依據(jù)概念內(nèi)容選擇合適技術(shù)呈現(xiàn)和完成技術(shù)與概念內(nèi)容的整合式TCK成分所考慮的要素;如何依據(jù)物理概念教學(xué)需要選擇技術(shù)，明晰物理概念教學(xué)所需的技術(shù)要求和完成技術(shù)與物理概念教學(xué)的整合式TPK成分所考慮的要素;如

5、何選擇有效教學(xué)策略，設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)施過程和反思評(píng)價(jià)等來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念這些是PCK成分所考慮的要素。這些要素可以指導(dǎo)高中物理教師在物理概念教學(xué)過程中以TPACK框架為基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課堂教學(xué)的滲透結(jié)合，提高教學(xué)效果。四、TPACK物理概念教學(xué)模型構(gòu)建依據(jù)前面TPACK物理概念教學(xué)框架要素分析，高中物理概念教學(xué)可以選擇的教學(xué)模式有許多，如探究式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、小組研討法等。探究式教學(xué)模式是其中較為常見的模式，因此TPACK物理概念教學(xué)模型可以探究式教學(xué)法的方式進(jìn)行構(gòu)建。首先，教師創(chuàng)設(shè)問題情境，構(gòu)建概念要素，激發(fā)學(xué)生的好奇心。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生提出關(guān)鍵問題，進(jìn)行肯定的猜測(cè)假設(shè)。從次，教師引導(dǎo)學(xué)生

6、進(jìn)行歸納總結(jié)和分析思索，探究概念的內(nèi)涵，嘗試回答關(guān)鍵問題。再次，學(xué)生總結(jié)和完善概念，深刻理解和把握概念的意義和內(nèi)涵。最終，教師引導(dǎo)學(xué)生拓展和延長(zhǎng)概念的應(yīng)用，夯實(shí)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。在該模式下，主要預(yù)備工作都由教師在課前完成，學(xué)生在課前處于懵懂和被動(dòng)思索狀態(tài)。因此，在平常的課堂中，教師即使創(chuàng)設(shè)了情境，學(xué)生也會(huì)對(duì)情境的響應(yīng)和問題的挖掘缺乏主動(dòng)性，始終處于被牽著走的狀態(tài)。同時(shí)，課中教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的思維碰撞也不夠劇烈，活力缺乏，缺乏有效的激發(fā)手段。另外，就是課堂與生活隔離，尤其是概念教學(xué)這樣枯燥的課堂內(nèi)容中，課后活動(dòng)幾乎都是課后作業(yè)，以書面作業(yè)方式完成概念的穩(wěn)固學(xué)習(xí)。基于上述緣由，對(duì)高中物理探究式概

7、念教學(xué)一般模式進(jìn)行改良，可得到TPACK物理概念教學(xué)模式，以“平拋運(yùn)動(dòng)為例說明，具體如右圖所示。上述基于TPACK物理概念教學(xué)模式的改良都是以信息技術(shù)為依托的，與信息技術(shù)的整合密不行分。課堂前置任務(wù)布置，學(xué)生接受和完成任務(wù)需要運(yùn)用群、微信群、搜尋引擎和網(wǎng)絡(luò)圖書館等信息資源;課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師需要運(yùn)用CamtasiaStudio8、會(huì)聲會(huì)影、電腦錄屏軟件等制作微視頻，構(gòu)建更好的問題情境;課堂試驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師需要運(yùn)用希沃授課助手、手機(jī)投屏軟件、電子白板等信息化工具;課后活動(dòng)和學(xué)問穩(wěn)固環(huán)節(jié)，同樣需要信息技術(shù)的參加，教師才能準(zhǔn)時(shí)跟進(jìn)信息反饋。所以，基于TPACK的高中物理概念教學(xué)模式能實(shí)現(xiàn)概念內(nèi)容、教學(xué)方法和信息技術(shù)的有效整合。五、反思和總結(jié)運(yùn)用TPACK理論指導(dǎo)高中物理概念教學(xué)具有現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)踐意義，能有效解決高中物理概念教學(xué)所面臨的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，也是信息技術(shù)與課堂結(jié)合的有效途徑。但是基于TPACK的高中物理概念教學(xué)模式并不是萬能的，教