第十三章 新課程下中學物理教師的知識結構
引言：
當前基礎教育課程改革已經進入全面實施階段。至2005年秋，我國中小學教學階段各起始年級的學生原則上都將進入新課程。新一輪課程改革從課程目標到課程理念，從教材內容的選取到知識的呈現方式，從課程結構到課程評價都做出重大變革，體現出鮮明的時代氣息和豐富的新價值理念。
一、知識結構的定義及模型分類
系統論觀點認為，運動與結構是物質存在的方式和基本屬性。作為反映自然存在和社會存在的一種意識形態，知識也應當具有結構性。知識結構就是知識體系在個人頭腦中的內化狀況，反映知識層次的構成情況。它的模型應該是立體的，包括各知識單元的數量、質量、類別、比例、相互聯系，以及由此形成的整體功能。
合理的知識結構作為一個完整系統，應具有開放性、自我調節性、層次性、穩定性等特點。隨著時代的發展，教師要滿足學生發展的需要，完成教學任務，其知識結構必須相應于教育形勢的變化而不斷優化。對教師知識結構的討論一直以來都是個理論熱點。關于知識結構的模型，從前已經有很多人從不同角度提出眾多模型方案。下面僅論述幾種在教師知識結構中常見的模型：
①“I”型知識結構
這種知識結構在傳統教師中較常見。它強調知識的縱向深度，但知識面較窄，只專不博，不適應當今學科既大分化又大綜合的趨勢，也不利于全面提高學生的綜合素質。
②“一”型知識結構
這類結構知識面較寬，各種知識都懂一點，但均不深透，較缺乏專業知識。它對應的治學方式是：缺乏長期和短期的學習、科研指向，整個學習處于無計劃、無目的的狀態。這種知識結構像一把鈍刀，在實際工作中缺少解決問題的力度，不能很好地支持新形勢下的教學工作。
③“T”型知識結構
這是綜合以上兩種知識結構的優勢而形成的復合立體式知識結構，被一些學者稱為剛柔相濟的優化結構。橫線部分表示有較寬廣的知識面，直線表示有一門鉆研較深的專業知識。這種知識結構倡導“博”與“專”相結合，以博養專，以專促博，專與博相輔相成。具有這種知識結構的教師擁有比較大的潛力，與前兩種類型的教師相比，將更出色地完成教學、科研任務。
④“π”型知識結構
這種知識結構是在“T”型結構基礎上，又精通一門以上專業知識，即在廣博的知識基礎上，精通兩門或兩門以上的專業知識。也就是我們通常說的“一專多能”的人才知識結構。科學家貝弗里奇曾說：“獨創性常常在于發現兩個或兩個以上的研究對象或設想之間的聯系或相似點。”具備這種知識結構的人才因此具備更大的創造潛力和更強的適應性。
新課程改革強調時代性、基礎性、選擇性、多樣性，注重提高全體學生的科學素養，這就對教師教學的靈活性、創造性提出了更高的要求。教師想要更好地駕馭開放程度更大的新教學體系，僅具備所教授學科的專業知識顯然是不夠的。新形勢要求教師應具備更廣博的知識基礎，不僅要精通所教授學科的專業知識，還需進一步學習教育學、心理學、教育管理學等知識，重視教學實踐知識的積累，提升教學技能。對于一線教師而言，“T”型知識結構只能是舊知識結構向新知識結構的過渡。想要真正意義上適應新課改的要求，必須以“π”型知識結構為教師知識結構調整的目標。
二、中學物理教師“π”型知識結構模型
我們以林崇德先生提出的，從功能出發對教師知識結構的劃分理論為依托，結合物理學科，初步建立中學物理教師的“π”型知識結構。
教師的知識包括教師所具備的科學文化知識及其在長期教育教學工作中不斷探索、總結得出的課堂情境知識和解決問題能力。由功能出發，可分為本體性知識、文化知識、實踐知識和條件性知識四方面內容。“π”型知識結構也主要由這四部分內容構成。
(一)文化知識
教師的文化知識在“π”型知識結構中充當其橫線部分。一定程度上，它揭示教師整體知識素養的底蘊和潛力。信息時代下，作為知識直接傳遞者的教師必須實現文化知識由從前的單一、淺顯向多元化、廣博化的轉變。
我們認為，新型中學物理教師的文化知識主要由以下三部分組成：
1、與物理學知識聯系緊密的自然科學知識
新的課程理念強調：“在課程目標上注重提高全體學生的科學素養”;“在課程結構上重視基礎，體現課程的選擇性”;“在課程內容上體現時代性、基礎性、選擇性”，并提倡教學方式多樣化，關注過程性評價。作為教學的直接實施者，物理教師不僅要有扎實的物理學知識，同時要盡量擴充與物理學聯系緊密的其他自然科學知識，關注現代科技進展，如：化學中的電解、分子論、天文學中的行星運動、地理學中地震、生物學中的動物眼睛的成像原理、能量轉換等等。在科技前沿內容上，需了解近幾年諾貝爾物理、醫學、化學獎的相關內容，及時收集如磁懸浮列車、神舟飛船、火星探測器等與物理有關的綜合應用知識，知道納米技術、分子生物學、超導材料研究等科技熱點的研究現狀和趨勢。了解在這些領域中物理知識、方法與其他學科的結合情況。只有教師具備系統的自然科學知識結構，才能以全息視角把握物理學研究對象，給予學生全面、科學的指導。而且，這些知識對于深化物理內容的理解，活躍物理教學，啟迪學生思維都起到重要作用，將直接協助教師組織和開展研究性學習。
2、現代公民需具備的信息知識
具有合理、完整的信息知識結構和較高的信息素養是信息時代對每一個公民提出的要求。教師必須在此方面成為學生的表率，并積極推進各種信息手段與傳統課堂的整合，構建信息化教學模式。教師需具有的合理信息知識結構，總體來看包括：計算機系統知識，多媒體操作知識，網絡應用知識，信息加工、處理、傳輸及創新知識，信息識別與評價知識等。
3、以科學哲學為代表的人文社科類知識
實施素質教育的一個綜合性課題，各學科都有責任。知識經濟時代，科學教育也應注意挖掘學科中的人文價值，重視科學人文精神的培養。科學課堂需要重視以科學倫理、社會能力、人文精神和生態道德為主要內容的人文素養教育。《普通高中物理課程標準》指出，“高中物理課程要關注物理學的技術應用所帶來的社會問題，培養學生的社會參與意識和對社會負責任的態度”。
“惟有知者才能教”，物理教師要培養學生的科學人文精神，首先自身必須具有合理的人文知識結構和較高的人文修養。而且，人文社科類知識是所有專業人才知識不可缺少的一部分。這部分知識的完善、協調將對教師自身的全面發展起到很大的促進作用。
對于中學物理教師，其人文科學知識結構由于職業要求略有特點。除掌握一般的社會學知識而外，要突出以自然辯證法、科學哲學為代表的哲學知識內容，對管理學、經濟學的基本知識應該有所了解，同時盡量擴展知識面，增加文學、宗教、藝術等知識儲備，不斷優化自身人文知識結構。新課程標準更強調“文理交融”。廣大中學物理教師必須開闊知識眼界，打破學科思維定勢，建構厚實合理的文化知識結構。
(二)本體性知識
教師的本體性知識是教師所具有的特定的學科知識。一個人最佳的知識結構，必須突出自己所從事的職業與專業知識。教師的職業知識首先是精通自己所教的學科。
物理學知識是中學物理教師“π”型知識結構橫線上第一個縱向生長點。隨著該類知識的積累、系統化，知識結構整體呈現出有明確方向的發展趨勢，逐漸增強了它的實踐性和生命力。
1、具備層次清晰、內容完整、結構合理的物理學知識體系，注意加強各知識點的橫向聯系
新課程標準及相應教材有一個顯著變化是，降低了知識的難度要求。但探究性學習和研究性學習的開展，教學全過程開放程度的增加以及信息社會學生知識視野的開闊實際上都對教師的學科知識深度和系統化程度提出了更高要求。
中學物理教師需具備層次清晰、內容完整的物理學理論知識體系。除了要掌握課程標準規定的物理知識而外，還要超越教材，從物理學科體系上掌握物理知識;要能夠正確運用普通物理的概念、理論物理的觀點和方法去分析和研究中學物理的有關知識。中學物理教師要“精通中學物理知識，熟悉普通物理內容，明確近代物理觀點，了解現代物理學進展”，要能站在高處對物理學的完整體系有比較清晰的理解。
就具體知識點而言，教師要把握知識本質，對知識點有層層深入的理解。此外，教師還必須充分挖掘各知識點之間的聯系，靈活采用對比、推演、歸納等方法向學生呈現生動的物理世界，靈活滲透科學方法教育。加強各知識內容的橫向聯系既是優化教師專業素質的必然，又是實現教學目的的需要。物理學本身是個聯系緊密的知識系統，教師應充分挖掘知識點之間的聯系，積極嘗試按研究方法對知識點進行分類。