中學(xué)化學(xué)教學(xué)研究第二講PCK

1、TPCKTPCK研究研究教師知識內(nèi)容知識一般教學(xué)法知識課程知識學(xué)科教學(xué)知識關(guān)于學(xué)生的知識教育情境知識教育目標知識教師最有用的知識代表形式所教學(xué)科的具體知識:事實、概念、規(guī)律、原理等學(xué)生易于理解的知識形式教師講解某一主題所運用的可能的例子；解釋、演示、舉例與類比等方式；學(xué)生可能遇到的困難、錯誤理解；一、一、學(xué)科學(xué)科教學(xué)教學(xué)知識知識( (Pedagogical Pedagogical content content knowledgeknowledge) )學(xué)學(xué)科科知知識識教教學(xué)學(xué)知知識識PCKPCK：教師在面對特定的學(xué)科課題時，如何針對學(xué)生的不同興趣與能力，將學(xué)科知識組織、調(diào)整與呈現(xiàn)，以進行有效

2、教學(xué)的知識“content”直指具體的學(xué)科內(nèi)容“pedagogical”意即教育學(xué)的原理和方法普通PCK(General PCK)學(xué)科PCK(Domain Specific PCK)主題主題PCKPCK關(guān)于學(xué)科內(nèi)容理解的知識關(guān)于學(xué)科內(nèi)容理解的知識：沒有人能教自己不知道的知識，教師需要對學(xué)科知識有個人的理解。學(xué)科知識貧乏的教師會嚴格地按照教科書的結(jié)構(gòu)組織教學(xué)內(nèi)容，把學(xué)科知識表征為一系列靜態(tài)的事實，他們的學(xué)科表征平淡無味，并常常給出不恰當?shù)呐e例和表征；而學(xué)科知識豐富的教師不但摒棄套用教科書的結(jié)構(gòu)，更會提出其他可行的組織安排。u1、你對“物質(zhì)的量”是怎么理解的？盡可能多地寫出你對“物質(zhì)的量”的理解。

3、u2、你對“摩爾”是怎么理解的？盡可能多地寫出你對“摩爾”的理解。u3、化學(xué)中為何要引入“物質(zhì)的量”及其單位“摩爾”？u4、請推導(dǎo)1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量在以克為單位時，等于其式量。u 5、由物質(zhì)的量導(dǎo)出的物理量還有哪些？請用圖表示它們之間的關(guān)系。u6、什么叫基本物理量？請寫出7個國際基本物理量的名稱1、物質(zhì)的量：是用來衡量物質(zhì)微觀粒子多少的物理量，表示一定數(shù)目粒子的集合體，符號為n 。單位為mol國際7個基本物理量之一2、摩爾：它是表示物質(zhì)的量的單位。摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg碳12的原子數(shù)目相等。摩爾來源于拉丁文moles,原意為大量、堆積0.012k

4、g C12所包含的碳原子數(shù)目就是阿伏伽德羅常數(shù)（NA），目前實驗測得的近似數(shù)值為NA=6.021023在使用摩爾時應(yīng)予以指明基本單元，它可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子，或是這些粒子的特定組合。不能用于計量宏觀物質(zhì)3、1961年，化學(xué)家E.A.Guggenheim將摩爾稱為“化學(xué)家的物質(zhì)的量”，并闡述了它的涵義。摩爾是由克分子發(fā)展而來的，起著統(tǒng)一克分子、克原子、克離子、克當量等許多概念的作用，同時把物理上的光子、電子及其他粒子群等“物質(zhì)的量”也概括在內(nèi)，使在物理和化學(xué)中計算“物質(zhì)的量”有了一個統(tǒng)一的單位。以以計算計算1mol 1mol Al Al 的質(zhì)量為例的質(zhì)量為例mc1個碳原子的質(zhì)量

5、；mAl1個鋁原子的質(zhì)量；Ar（Al）鋁原子的相對原子質(zhì)量；NA阿伏加德羅常數(shù)推理： 結(jié)論：結(jié)論：1mol鋁原子的質(zhì)量為鋁原子的質(zhì)量為27g，在數(shù)值上等于，在數(shù)值上等于Al的相的相對原子質(zhì)量即其式量。同理可推其它物質(zhì)。對原子質(zhì)量即其式量。同理可推其它物質(zhì)。物理量分為基本物理量和導(dǎo)出物理量。少數(shù)幾個物理量作為相互獨立的，其他的物理量可以根據(jù)這幾個量來定義，或借方程表示出來。這少數(shù)幾個看作相互獨立的物理量，就叫做基本物理量；其余的可由基本量導(dǎo)出的物理量，叫做導(dǎo)出物理量。在國際單位制中共有七個基本量：長度，質(zhì)量，時間，電流，熱力學(xué)溫度，物質(zhì)的量和發(fā)光強度。資料資料國際單位制（國際單位制（SI）的）的

6、7個基本單位個基本單位 物理量 單位名稱 單位符號 長度(l)米m質(zhì)量(m)千克Kg時間(t)秒S電流(I)安培A熱力學(xué)溫度(T)開爾文K物質(zhì)的量(?)？發(fā)光強度(L)坎德拉cd通過巴黎的地球子午線的四千通過巴黎的地球子午線的四千萬分之一為萬分之一為1米米 單位標準的規(guī)定單位標準的規(guī)定1立方分米的純水在立方分米的純水在4時的時的質(zhì)量為質(zhì)量為1千克千克 略銫銫-133原子基態(tài)兩個超精細能級間躍遷輻原子基態(tài)兩個超精細能級間躍遷輻射射9,192,631,770周所持續(xù)的時間周所持續(xù)的時間為為1秒秒略略？關(guān)于關(guān)于學(xué)生前學(xué)生前概念和概念和學(xué)習(xí)困難的知識：學(xué)習(xí)困難的知識：關(guān)于某一特定的課題，學(xué)生己經(jīng)知道什

7、么，一般會有幾種主要的理解方式，常常會出現(xiàn)哪些。這方面知識就其強調(diào)特定內(nèi)容來說，與一般教學(xué)知識中關(guān)于學(xué)生的知識是有區(qū)別的，因為它是關(guān)于特定的教學(xué)內(nèi)容的，當強調(diào)以學(xué)生的理解而不是機械學(xué)習(xí)為教學(xué)目標時，教師這方面的知識顯得更為重要。它是教師選取有助于學(xué)生理解的表征和教學(xué)策略的依據(jù)。1. 1. 科學(xué)概念科學(xué)概念：在教學(xué)過程中通過揭示概念的內(nèi)涵而形成的在教學(xué)過程中通過揭示概念的內(nèi)涵而形成的概念概念。2. 2. 日常概念：日常概念：日常概念又日常概念又稱為稱為前概念前概念，它是指沒有經(jīng)過專它是指沒有經(jīng)過專門的教學(xué)門的教學(xué)，在，在日常生活中通過辨別學(xué)習(xí)、累積而掌握的日常生活中通過辨別學(xué)習(xí)、累積而掌握的概念

8、概念。3. 3. 錯誤概念或迷思概念錯誤概念或迷思概念(misconception)(misconception)：關(guān)于概念的與科：關(guān)于概念的與科學(xué)概念不一致的、錯誤的觀念或理解學(xué)概念不一致的、錯誤的觀念或理解4. 4. 相異構(gòu)想相異構(gòu)想(alternative conception)(alternative conception)：在科學(xué)學(xué)習(xí)中由于：在科學(xué)學(xué)習(xí)中由于個體前概念的影響或教師教學(xué)因素的影響也會對一些科學(xué)概個體前概念的影響或教師教學(xué)因素的影響也會對一些科學(xué)概念形成自己獨特的理解。當這些與科學(xué)概念不一致、是不正念形成自己獨特的理解。當這些與科學(xué)概念不一致、是不正確的時，則稱為相異構(gòu)想

9、確的時，則稱為相異構(gòu)想。5.5.概念概念轉(zhuǎn)變：轉(zhuǎn)變：利用一定的策略，使學(xué)生頭腦中的錯誤的、模利用一定的策略，使學(xué)生頭腦中的錯誤的、模糊的、與新概念不一致的糊的、與新概念不一致的“前概念前概念”轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的、科學(xué)的轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的、科學(xué)的概念。這一過程被稱之為概念。這一過程被稱之為“概念轉(zhuǎn)變概念轉(zhuǎn)變”。資料卡資料卡1.1.學(xué)生對微觀結(jié)構(gòu)粒子的抽象思維尚未形成或比較學(xué)生對微觀結(jié)構(gòu)粒子的抽象思維尚未形成或比較模糊，在建立宏觀與微觀之間關(guān)系時存在認知困難；模糊，在建立宏觀與微觀之間關(guān)系時存在認知困難；2.2. 學(xué)生對學(xué)生對“原子原子”、“分子分子”、“離子離子”、“電子電子” 以及以及“物質(zhì)微觀組成物質(zhì)微

10、觀組成”等概念認識模糊；等概念認識模糊；3.3.由于摩爾是對微觀粒子的集團計量單位，若學(xué)生由于摩爾是對微觀粒子的集團計量單位，若學(xué)生對概念一知半解則易造成單位與數(shù)量的混淆；對概念一知半解則易造成單位與數(shù)量的混淆；4. 4. 概念本身用詞帶來的認知偏差概念本身用詞帶來的認知偏差。物質(zhì)的量與質(zhì)量。物質(zhì)的量與質(zhì)量容易分不清。容易分不清。關(guān)于關(guān)于學(xué)科內(nèi)容表征、呈現(xiàn)方式的知識學(xué)科內(nèi)容表征、呈現(xiàn)方式的知識：成功的教師不能僅僅對某一概念、原則或原理有直覺的或個人的理解。為了促進學(xué)生的理解，他們必須自己先理解向?qū)W生表征概念的方法。他們必須要有如何把內(nèi)容轉(zhuǎn)化以適合教學(xué)目的的知識。用杜威的話說，他們必須對學(xué)科知識

11、“心理化”（psychologize）。為了轉(zhuǎn)化或“心理化”學(xué)科知識，為了發(fā)展學(xué)生頭腦中的學(xué)科知識，教師的學(xué)科知識，包括對教學(xué)內(nèi)容的個人理解，也包括有關(guān)如何表達這種理解的方法。物質(zhì)的量怎么來的？物質(zhì)的量是什么？物質(zhì)的量可用來做什么？化學(xué)既既從宏觀和微觀兩個層面、又從定性和定量兩個角度上研究物質(zhì)。從微觀、定量出發(fā)，必然涉及到對微觀粒子的計量。衡量微觀粒子數(shù)目的物理量，其單位是mol。摩爾是一個集合單位，0.012kg C-12中所含的微粒數(shù)（約6.021023)規(guī)定為1mol有了物質(zhì)的量，可以進行微觀粒子數(shù)、質(zhì)量之間的換算，化學(xué)方程式中的計量數(shù)即為物質(zhì)的量之比，每摩爾物質(zhì)的質(zhì)量等于其相對原子質(zhì)量

12、或相對分子質(zhì)量。這給化學(xué)計算帶來很大方便關(guān)于關(guān)于具體教學(xué)策略的知識：具體教學(xué)策略的知識：盡管教師有一些關(guān)于學(xué)生困難的知識，但他們通常缺少幫助學(xué)生戰(zhàn)勝這些困難所需的重要知識。比如特定內(nèi)容的標準教學(xué)實踐或方法,已經(jīng)被證明幫助學(xué)生掌握特定的概念或觀念的特別有效的表征、樣例、類比等. 教學(xué)策略即有效地解決教學(xué)問題的方法、技術(shù)的操作原則與程序的知識,涉及到在教學(xué)目標確定后,根據(jù)教學(xué)任務(wù)與學(xué)生的特征,如何選擇和組織教學(xué)內(nèi)容,確定教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生動機,評價學(xué)習(xí)結(jié)果。 關(guān)于評價的知識：教師需要擁有適宜的方法和工具來評價學(xué)生的理解與表現(xiàn)，從而獲得學(xué)生是如何學(xué)習(xí)的、己經(jīng)學(xué)會了什么、哪些還不會、需要進一步學(xué)習(xí)的信

13、息。學(xué)生的一些典型的誤解，無論教學(xué)怎么有效都會發(fā)生，教師要能夠提前預(yù)料到并提供有效的評價，利用評價后的反饋有效地促進學(xué)生的學(xué)習(xí)。課堂提問；目標檢測概念圖設(shè)計先行組織者設(shè)計先行組織者創(chuàng)設(shè)認知沖突創(chuàng)設(shè)認知沖突類比類比概念圖概念圖先行組織者先行組織者：先于學(xué)習(xí)任務(wù)本身先于學(xué)習(xí)任務(wù)本身呈現(xiàn)的一種引導(dǎo)性材料，能清晰呈現(xiàn)的一種引導(dǎo)性材料，能清晰地與認知結(jié)構(gòu)中原有的觀念和新地與認知結(jié)構(gòu)中原有的觀念和新的學(xué)習(xí)任務(wù)相聯(lián)，為新的學(xué)習(xí)任的學(xué)習(xí)任務(wù)相聯(lián)，為新的學(xué)習(xí)任務(wù)提供觀念上的固定點。務(wù)提供觀念上的固定點。 師師同學(xué)們，請回顧一下：同學(xué)們，請回顧一下： 物質(zhì)是由什么構(gòu)成的？物質(zhì)是由什么構(gòu)成的？ 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的實

14、質(zhì)是什么？物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的實質(zhì)是什么？ 寫出水電解的化學(xué)寫出水電解的化學(xué)反應(yīng)方程式，并說明此化學(xué)方程式所表達的意義。反應(yīng)方程式，并說明此化學(xué)方程式所表達的意義。物質(zhì)是由分子、原子、離子等微粒構(gòu)成的；物質(zhì)是由分子、原子、離子等微粒構(gòu)成的；物質(zhì)化學(xué)變化的實質(zhì)是微粒間的相互作用；物質(zhì)化學(xué)變化的實質(zhì)是微粒間的相互作用；化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比實化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比實質(zhì)上是他們的微粒個數(shù)比。質(zhì)上是他們的微粒個數(shù)比。先行組織者先行組織者【師師】從從對上述化學(xué)方程式的分析我們知道物質(zhì)化學(xué)變化時既是以一定對上述化學(xué)方程式的分析我們知道物質(zhì)化學(xué)變化時既是以一定的質(zhì)量比、又是以一定的分子

15、個數(shù)比進行的質(zhì)量比、又是以一定的分子個數(shù)比進行 的，由此產(chǎn)生的問題是，物的，由此產(chǎn)生的問題是，物質(zhì)質(zhì) 的質(zhì)量與分子個數(shù)之間具有什么樣的關(guān)系呢？如的質(zhì)量與分子個數(shù)之間具有什么樣的關(guān)系呢？如36g 36g 的水中究竟含的水中究竟含有多少個水分子呢？有多少個水分子呢？36g 36g 的水分解又能生成多少個氫分子和氧分子呢？的水分解又能生成多少個氫分子和氧分子呢？在日常生活中，我們常常通過數(shù)的方式來計量個數(shù)，那么對于分子的個在日常生活中，我們常常通過數(shù)的方式來計量個數(shù)，那么對于分子的個數(shù)我們能否也通過數(shù)的方法獲知呢？數(shù)我們能否也通過數(shù)的方法獲知呢？1滴水中大約含有滴水中大約含有1.7萬億億個水分子，假

16、設(shè)萬億億個水分子，假設(shè)你一個一個地去數(shù)，每秒鐘數(shù)你一個一個地去數(shù)，每秒鐘數(shù)240個的話，個的話，請你計算大約需要多少年才能數(shù)完？請你計算大約需要多少年才能數(shù)完？ 認知沖突：學(xué)習(xí)是學(xué)生認知沖突：學(xué)習(xí)是學(xué)生基于原有認知結(jié)構(gòu)理解基于原有認知結(jié)構(gòu)理解新知識的，當運用已有新知識的，當運用已有經(jīng)驗不能解釋新情景時，經(jīng)驗不能解釋新情景時，便引發(fā)認知沖突。引發(fā)便引發(fā)認知沖突。引發(fā)認知沖突在概念轉(zhuǎn)變過認知沖突在概念轉(zhuǎn)變過程中具有關(guān)鍵意義，因程中具有關(guān)鍵意義，因為只有體驗到認知沖突，為只有體驗到認知沖突，個體才能感受到原有概個體才能感受到原有概念的不足，認識到替換念的不足，認識到替換或調(diào)整原有概念的必要或調(diào)整原有

17、概念的必要性。性。類比是在比較的基礎(chǔ)上，根據(jù)兩個對象在某些方面類比是在比較的基礎(chǔ)上，根據(jù)兩個對象在某些方面的相似性，推論它們在其它方面也相似，把其中某的相似性，推論它們在其它方面也相似，把其中某一對象的有關(guān)知識或結(jié)論遷移到另一對象的思維方一對象的有關(guān)知識或結(jié)論遷移到另一對象的思維方法。通過概念的類比，可以利用學(xué)生所熟悉的宏觀法。通過概念的類比，可以利用學(xué)生所熟悉的宏觀世界的現(xiàn)象來解釋微觀世界的不容易理解的概念。世界的現(xiàn)象來解釋微觀世界的不容易理解的概念。伊寧市第八中學(xué)制作：趙慧娟一一雙雙筷子筷子一一打打鉛筆鉛筆一一箱箱啤酒啤酒類比：生活中的計量類比：生活中的計量一一令令打印紙打印紙約6.021

18、023個微粒（ 0.012 kg C-12中所含微粒數(shù)）1mol阿佛加德羅常數(shù)（NA） 6.021023mol-1 1 1雙雙=2=21 1打打=12=121 1箱箱=24=241mol1mol 6.021023摩爾摩爾(mol)是集合單位，是描是集合單位，是描述微觀粒子數(shù)的物理量述微觀粒子數(shù)的物理量“物質(zhì)的量物質(zhì)的量”的單位。的單位。（注摩爾來源于拉丁文（注摩爾來源于拉丁文moles，原意是大，原意是大量和堆量）量和堆量）伊寧市第八中學(xué)制作：趙慧娟假想把假想把1 1摩爾（摩爾（6.026.0210102323個）水分子（分子直徑個）水分子（分子直徑2 21010-10-10m m）一個挨一個

19、地擺在地球赤道上（周長為）一個挨一個地擺在地球赤道上（周長為4 4萬千米），可以繞地球赤道萬千米），可以繞地球赤道300萬萬周！周！資料資料國際單位制（國際單位制（SI）的）的7個基本單位個基本單位 物理量 單位名稱 單位符號 長度(l)米m質(zhì)量(m)千克Kg時間(t)秒S電流(I)安培A熱力學(xué)溫度(T)開爾文K物質(zhì)的量(?)？發(fā)光強度(L)坎德拉cd通過巴黎的地球子午線的四千通過巴黎的地球子午線的四千萬分之一為萬分之一為1米米 單位標準的規(guī)定單位標準的規(guī)定1立方分米的純水在立方分米的純水在4時的時的質(zhì)量為質(zhì)量為1千克千克 略銫銫-133原子基態(tài)兩個超精細能級間躍遷輻原子基態(tài)兩個超精細能級間躍遷輻射射9,192,631,770周所持續(xù)的時間周所持續(xù)的時間為為1秒秒略略？強強調(diào)調(diào) 物質(zhì)的量這個物理量只適用物質(zhì)的量這個物理量只適用于微觀粒子，使用摩爾作單位時，于微觀粒子，使用摩爾作單位時，所指粒子必須十分明確，且粒子的所指粒子必須十分明確，且粒子的種類要用化學(xué)式表示。種類要用化