核心素养下教师PCK在化学教学中的价值体现

李萍萍　王冬梅　解莎莎　于博扬

摘要：在化学学科核心素养的背景下，结合教师PCK，通过对“氧化还原反应”一课的教学设计，阐述了化学知识、化学兴趣知识、化学教学策略知识、化学教学评价知识和化学素养知识的内涵，体现了学生化学核心素养的培养，展现了教师PCK在化学教学中的育人价值。

关键词：PCK;化学学科核心素养;教学设计;教学价值

文章编号：1008-0546（ 2022） 09x-0012-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.003

引言：PCK是教师自己从教材中挖掘学科知识，然后转化成学生易于理解的形式的一种知识。[1]随着新课改的不断深入，核心素养背景下，传统知识本位的教师PCK已不能满足学生的学习需要，这就需要教师在教学过程中不仅要关注自身PCK对教学知识的转化，还要立足于学生发展的角度，开发知识的育人价值。[2]由于教师PCK具有实践性和个体性的特征，随着教师在课堂中经验的不断累积，教师主动建构的PCK最终会形成具有个人特点的知识，从而体现在具体的教学设计过程中。因此，核心素养背景下，教师PCK指导的教学设计，不仅可以发挥其教学价值，还能体现育人价值。

一、化學学科核心素养

化学学科核心素养是学生通过化学学科学习而逐步形成的化学价值观、品格和能力。包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”。前三个维度是学生形成化学学科的思想和方法，第四个维度从实践层面激励学生勇于创新，最后一个维度进一步揭示了化学学习更高层次的价值追求。化学学科核心素养体现了化学学科的育人价值。[3]

二、核心素养下的PCK教学设计

1.核心素养下PCK教学设计模型

新课标提出教学要以核心素养为导向，体现“教、学、评”一体化的教学过程[3]。在此背景下，陈慧嫒基于Magnusson学者的PCK理论中的构成要素和课程标准要求，重新构建了教师PCK的结构，其中包括化学素养知识、化学知识、化学兴趣知识、化学教学策略知识和化学教学评价知识五个维度，并根据这五个维度创设了“主题PCK”教学设计，[4]即“一个学科主题，五条PCK主线”[5]的教学模型（见图1）。本文将此模型应用于“氧化还原反应”的教学过程中，通过落实对学生核心素养的培养，充分体现PCK的育人价值。

2.以“氧化还原反应”为例的PCK教学设计

（1）教材分析

课程知识是要求学生学习化学这门课所必须掌握的知识。教师PCK中的课程知识要求教师要挖掘知识点间的纵横联系，通过复杂的加工转化为学生需要且易于理解的知识，进一步提炼出其所包含的教育价值。核心素养下，教师PCK中的课程知识不再只是对知识的融合，而是将化学学科内容知识、学习方法、思想品德及价值观等进行融合，形成学科的思想和方法，激发学生的创新精神，并服务于社会，从而促进学生的全面发展。本文以“氧化还原反应”第一课时为例，结合教师PCK中的课程知识进行以下教材分析：课程标准中要求学生认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解该反应的本质是电子的转移。[3]结合课标与教材内容，教师可以挖掘出更多的内容：氧化还原反应定义、本质及特征、与初中所学四大反应的关系及氧化还原反应的应用等。重难点是让学生从微观视角认识化学反应，了解反应本质，构建起对化学反应的认知模型。氧化还原反应贯穿于整个中学化学的教学过程中，也是重点考核的内容之一。

（2）学情分析

教师PCK中的学生知识要求教师不仅要知道学生的知识基础、误区和困难点，也要关心学生的生活，还要了解学生的认知方式、兴趣和差异，以便采取不同的教学策略教给学生知识、丰富学生情感、培养学生核心素养。所以在核心素养要求下，教师要把学生已有的知识、经验和社会生活实际与学生的学习联系起来，对学生进行深入分析和了解，教师利用这些知识，找准确切人点，使学生喜欢化学，培养学生的科学态度、社会参与意识，使学生能够尽快适应未来社会。

氧化还原反应这一课时的学情分析如下：学生在初中已经学过有关化合价的知识，具有一定的分析讨论问题的能力，并且具有一定的生活常识和探究思维能力，能够进行实验探究设计。

（3）教学目标与评价目标

教学目标能够引领整个教学过程，是教师PCK中其他各要素的联结点，它可以反映出一个教师PCK的水平。有较高的PCK水平，可以制定出一个全面且合理的教学目标。

教学目标：

①通过实验探究生活中存在的氧化还原反应的现象;

②通过氧化还原反应本质的认识过程，初步建立氧化还原反应的认知模型;

③通过了解氧化还原反应在生活中的应用，感受氧化还原反应的价值，增强社会责任感。

评价目标：

①通过对食品脱氧剂作用的探究实验的交流和点评，诊断并发展学生实验探究水平（定性水平，定量水平）;

②通过对具体氧化还原反应的判断和分析，诊断并发展学生对氧化还原反应的认识进阶（物质水平，元素水平，微粒水平）和认识思路的结构化水平;

③通过对氧化还原反应在生活中的应用的讨论和点评，诊断并发展学生对化学价值的认知水平。

（4）教学过程设计

本课的教学设计思路如图2所示。首先从氧化还原反应这一主题出发，根据教材分析和学情分析确定知识线，进而确定兴趣线和策略线，根据教学与评价目标确定评价线，最后结合核心素养的要求确定素养线，沿着PCK主线进行具体教学环节的设计。

知识线：课程知识和学生知识共同构成知识线。学生初中学习了化合价、四大基本反应类型，并具有一定的实验探究和分析讨论能力，在此基础上，学习氧化还原反应的概念与四大基本反应的关系，氧化还原反应的本质及在生活中的应用。

兴趣线：教师用实验、谜语、动画以及生活实例等学生感兴趣的内容，构成兴趣线索，牵引着学生不断探究氧化还原反应的奥秘。

策略线：化学核心素养要求教师运用实验和调查等方法让学生进行探究与学习，培养学生合作、实践、质疑与创新的精神。运用“教、学、评”一体化的教学模式，及时评价，随时更新教学方法，使学生能够形成“宏一微一符”的化学学习思想。教学设计中的“实验探究，激发兴趣”环节采用实验探究的策略，“联系生活，升华所学”环节采用理论联系生活的策略，“谜语引入，学习新知”“回顾旧知，认识发展”“再探新知，理解本质”等环节采用问题驱动的策略。

评价线：本次教学设计的评价线主要包括以下几方面：教师对学生实验探究水平的诊断评价;学生对化学反应从物质水平，元素水平，微粒水平的结构化水平的诊断评价;学生的化学价值水平的诊断评价。

素养线：通过实验、问题、生活等情境创设，培养学生的“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”的素养。這四个维度构成素养线，体现育人价值。

环节一：实验探究，激发兴趣

让学生自主探究食品脱氧剂的成分及作用，体验生活中的氧化还原反应现象，从而引起学生的学习兴趣，诊断并发展学生的实验探究水平，培养学生“科学探究与创新意识”的素养，通过这一环节，教师自然地引入新知识，引导学生开始学习新的反应类型——氧化还原反应。具体的教学过程如图3所示。

环节二：谜语引入，学习新知

教师通过谜语引入，激发学生的学习兴趣，让学生回顾初中所学过的复分解反应和化合反应，并引导学生从化合价的角度分析这两个反应，自然而然地引出氧化还原反应和非氧化还原反应的定义。通过练习，学生学会了判断氧化还原反应，知道了元素化合价的升降是判断氧化还原反应的特征标准，诊断并发展了学生分析讨论问题能力。教学流程如图4所示。

环节三：回顾旧知，认识发展

学生回忆初中所学氧化还原反应，从得失氧角度转化成从化合价角度进行氧化还原反应的判断，知道了知识是不断发展和深化的。教师列举初中所学过的四大基本反应，学生判断这些反应是否为氧化还原反应，并总结出他们之间的关系，运用分类思想对化学反应进行分类。教学流程如图5所示。

环节四：再探新知，理解本质

用动画和演示实验，对钠与氯气、氢气与氯气的反应从微观形成过程[6]进行讲解。学生知道了氧化还原反应的本质是电子的转移，掌握了该反应本质的认识过程，初步构建起反应的认识模型。教学流程如图6所示。

环节五：联系生活，升华所学

通过理论联系实际的策略，学生了解氧化还原反应在生活各个方面的应用，感受到了它的价值。例如，通过汽车尾气处理[6]这一生活实例，学生形成了绿色和可持续的观念，增强了社会责任感和参与意识。这一环节的教学过程如图7所示。

（5）教学反思与评价

教师良好的评价知识对自身专业发展有很大的帮助，教师只有经过反思与评价才能知道自身的不足。本教学设计从学生已有生活经验人手引入新课，基于学生已有的知识进行新课讲授。运用五条PCK主线设计模型，构建完整的教学内容框架，落实对学生核心素养的培养，体现教师PCK在教学中的育人价值。将教师的PCK与教学设计融合，提高了学生参与度，增强了课堂的教学效果，凸显了教师PCK的教学价值。

三、总结

随着教师教学经验的丰富以及对学生了解程度的增加，教师自身的PCK也在不断发展和丰富。一个完整的教学设计可以反映出教师PCK中的各要素知识，（如课程知识，学生知识，策略知识等）。核心素养背景下，教师PCK的内涵也有所延伸。将核心素养融入到PCK教学设计中，能激起学生兴趣，焕发课堂活力，也能使每位学生的潜能得到充分发展，让书本知识实现其真正的教育价值。

参考文献

[1]朱江，基于新课标背景下高中化学教师学科教学知识现状调查及案例研究[D].武汉：华中师范大学，2020.

[2]柯芳，林雨虹，杨水金.基于化学学科核心素养的PCK教学设计——以“构成物质的基本微粒”为例[J].湖北师范大学学报，2021，41（2）：113-118.

[3] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[s].北京：人民教育出版社，2020.

[4]陈慧媛.基于化学学科核心素养的高中化学PCK教学设计案例研究[D].黄石：湖北师范大学，2019.

[5]柯芳，陈慧媛，张璨，杨水金.PCK视域下“五线合一”的化学教学设计——以“钠的氧化物”为例[J].中学化学，2019（8）：7-10.

[6]人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.普通高中教科书（化学必修第一册）[M].北京：人民教育出版社，2019.