基于TPACK的中学物理微课设计策略①

高成军 李晓明

(1.江苏省苏州市相城区陆慕高级中学，江苏 苏州 215131；2.江苏省苏州市相城区春申中学，江苏 苏州 215143)

TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge)最早是由美国密歇根州立大学马修·科勒和庞雅·米什拉提出的教师信息化能力的概念模型，主要指将技术和教学法融入到学科内容教学中的知识。TPACK为教学技术的信息化提供了理论框架，它告诉我们：信息技术、教学法以及学科教学内容之间并不是孤立的个体，而是可以有效地融合到一起，使教学变得更加简洁有效、直观易懂。

在当前信息技术飞速发展的背景下，加之对新冠疫情的防控，线上教学、网课、微课逐渐盛行起来，尤其是微课以其内容短小快捷、便于学习的特点而独具优势。微课虽然时间上一般不超过10分钟，但“麻雀虽小，五脏俱全”，其内容依然具有相对的完整性，它能够把看不见、摸不着的物理情境，不易理解的物理过程通过多媒体的手段直观呈现出来。微课可以应用于概念、规律的教学，可以重现某一物理实验的真实过程，可以模拟习题所述的物理场景，也可以展示习题的讲解过程及习题结论的模拟展示等。

微课的兴起给了TPACK模型很大的应用空间，同时该理论模型也为微课设计质量的提升提供了理论指导，笔者结合自身的教学实践，探讨基于TPACK的中学物理微课的设计策略。

1 精准把握学科内容(Content Knowledge)

TPACK模型的价值体现在可以强化教师对整合信息技术的物理教学过程的认识，提高教师整合信息技术的教学实践能力，提升教师整合信息技术的教学质量。[1]但无论教师如何整合信息技术，微课设计的任务都离不开学科内容的教学，该内容的选定应紧紧围绕物理课程标准所规定的科学内容，不应做过多的拓展与延伸，物理课程的宗旨在于培养全体学生的核心素养，而不是偏面追求物理知识的“难”和“繁”。

比如在原子的结构教学中，利用视频播放汤姆生的阴极射线实验(图1)，利用Flash软件演示卢瑟福的α粒子散射实验的动画(图2)，汤姆生的实验说明原子可以再分，而卢瑟福的实验表明汤姆生的原子枣糕模型存在缺陷，其中的过程蕴含着物理学科核心素养的培养要素，通过汤姆生和卢瑟福的间接经验使学生经历科学思维过程，初步认识原子结构。

图1

图2

至于原子的玻尔模型以及电子云模型就无需在初中阶段介绍，因为从枣糕模型到核式结构模型可以培养学生正确的知识观，即知识并不是对现实的准确表征，它只是一种解释、一种假设，不是最终答案，[2]前人的知识很可能会被后人的实验和研究所修正、革新，这样的知识观可为学生在高中进一步学习量子力学视野下的原子模型打下基础。

TPACK模型在微课设计中的应用不只是整合了技术和教学法，还结合了物理学科的特点，重点关注课程标准规定的学科内容。TPACK的应用并不是为了凸显信息技术的优势，也不仅仅是为了表现教学方法的多样化，它是在特定的学科内容基础上适当地整合技术和教学法，目的是使学生能够更好地理解知识。

2 有效运用教学方法(Pedagogical Knowledge)

教学方法是为了完成教学任务而采用的方法，包括教师教的方法和学生学的方法，是教师引导学生掌握知识技能、获得身心发展而共同活动的方法。[3]俗话说：“教学有法，但无定法，贵在得法”。说明教学的方法与方式是动态的、灵活多样的，中学物理课程的基本理念之一为：提倡教学方式多样化，要求我们根据教学目标、教学内容和教学对象采用合适的教学方式。

传统的微课教学常采用讲授法，教师把实验、课件或例题通过录屏录课的方式呈现给学生，学生最多只能进行暂停、重播等操作，这样的微课效果主要取决于学生的理解、领悟与认同，教学效果一般。因此，教师为了提高微课的教学质量，除了要使教学的任务与内容、采用的方法与活动适合学生的认知特点外，还要关注他们的参与程度。TPACK的模型给了我们一定的启示，将信息技术与教学方法进行适当整合，可以有效实现微课的教学目的。

如图3所示，希沃白板5提供的“知识胶囊”功能可以促进学生积极参与教学活动，当学生扫码观看老师录制好的微课时，点击右上角的“控制课件”按钮就可以暂停讲解，同时能对课件进行标注、展开思维导图以及擦除图片蒙层等操作。学生通过这一系列的操作，可以发现自己对微课内容认知的不足，从而对接下来教师的讲授进行有意注意，及时解决所发现的问题。

图3

教学是教师与学生为传承知识、技能等，促进学生全面发展而共同进行的教与学双边互动的活动。[3]将TPACK的模型应用到微课的教学中，可以使学生积极配合教师的教，通过显性的可操作性活动将学生的感知、思维、联想、记忆以及情感和意志等隐性的心理活动充分调动起来，最终达成微课学科内容的教学目标。

3 合理借助技术手段(Technological Knowledge)

教师是教学的首席参与者，也是教学活动的设计者，教师整合适当的技术进行教学设计，能大大提高教学效率，改善教学质量，促进学生的发展。[4]TPACK对教师的信息技术化能力提出了较高的要求，当前的信息技术多种多样，不同的信息技术具有各自不同的优缺点，教师只掌握一两项信息技能已经不能适应微课的设计与创作的需求。

物理微课设计的实验部分使用较多的是NOBOOK虚拟实验平台，它拥有丰富的精品资源实验模块，操作简单，现象明显，涵盖面广，教师能根据需要自己组建新的实验，受到了广大教师的欢迎。当然，NOBOOK也存在不足，如有些虚拟实验与现实相比明显失真。

GeoGebra数学画板具有良好的可控性，它的实验不是靠现成模块的拼接而成，而是每一个器材、每一个动作都必须人为地规划作图和编写指令，从而模拟真正的实验环境。如图4所示，GeoGebra可以任意拖动滑动条实现动滑轮的左右、上下移动，在移动的过程中两绳与竖直方向的夹角始终保持相等。

图4

然而，再逼真的模拟实验也代替不了真实实验，所以在条件允许的情况下，我们应尽量地使用实验室器材完成微课的实验制作。TPACK的模型不是让教师过分地追求使用信息技术，炫耀个人的计算机水平，为了使用技术而使用，只会使微课的内容华而不实，徒然增加教师的负担。信息技术只是一种辅助功能，它必须是为学科内容教学服务，任何脱离实际教学的信息技术都不是TPACK理念所倡导的。

4 结语

在TPACK的模型中包含三大核心要素，即学科内容知识、教学法知识和技术知识，它们之间相互交叉融合，相互渗透、支撑。TPACK不仅要求我们教师具有丰富的学科专业素养和扎实的教育专业素养，还必须具备良好的信息技术素养。在进行微课设计时，应从微课的教学目标出发，充分考虑到学科内容的知识类型和特点，结合实际的学情分析，选择合适的教学方法，而具体的教学方法要根据技术手段的不同特点合理、灵活地选择和应用。