第十三章 新课程下中学物理教师的知识结构
引言：
当前基础教育课程改革已经进入全面实施阶段。至2005年秋，我国中小学教学阶段各起始年级的学生原则上都将进入新课程。新一轮课程改革从课程目标到课程理念，从教材内容的选取到知识的呈现方式，从课程结构到课程评价都做出重大变革，体现出鲜明的时代气息和丰富的新价值理念。
一、知识结构的定义及模型分类
系统论观点认为，运动与结构是物质存在的方式和基本属性。作为反映自然存在和社会存在的一种意识形态，知识也应当具有结构性。知识结构就是知识体系在个人头脑中的内化状况，反映知识层次的构成情况。它的模型应该是立体的，包括各知识单元的数量、质量、类别、比例、相互联系，以及由此形成的整体功能。
合理的知识结构作为一个完整系统，应具有开放性、自我调节性、层次性、稳定性等特点。随着时代的发展，教师要满足学生发展的需要，完成教学任务，其知识结构必须相应于教育形势的变化而不断优化。对教师知识结构的讨论一直以来都是个理论热点。关于知识结构的模型，从前已经有很多人从不同角度提出众多模型方案。下面仅论述几种在教师知识结构中常见的模型：
①“I”型知识结构
这种知识结构在传统教师中较常见。它强调知识的纵向深度，但知识面较窄，只专不博，不适应当今学科既大分化又大综合的趋势，也不利于全面提高学生的综合素质。
②“一”型知识结构
这类结构知识面较宽，各种知识都懂一点，但均不深透，较缺乏专业知识。它对应的治学方式是：缺乏长期和短期的学习、科研指向，整个学习处于无计划、无目的的状态。这种知识结构像一把钝刀，在实际工作中缺少解决问题的力度，不能很好地支持新形势下的教学工作。
③“T”型知识结构
这是综合以上两种知识结构的优势而形成的复合立体式知识结构，被一些学者称为刚柔相济的优化结构。横线部分表示有较宽广的知识面，直线表示有一门钻研较深的专业知识。这种知识结构倡导“博”与“专”相结合，以博养专，以专促博，专与博相辅相成。具有这种知识结构的教师拥有比较大的潜力，与前两种类型的教师相比，将更出色地完成教学、科研任务。
④“π”型知识结构
这种知识结构是在“T”型结构基础上，又精通一门以上专业知识，即在广博的知识基础上，精通两门或两门以上的专业知识。也就是我们通常说的“一专多能”的人才知识结构。科学家贝弗里奇曾说：“独创性常常在于发现两个或两个以上的研究对象或设想之间的联系或相似点。”具备这种知识结构的人才因此具备更大的创造潜力和更强的适应性。
新课程改革强调时代性、基础性、选择性、多样性，注重提高全体学生的科学素养，这就对教师教学的灵活性、创造性提出了更高的要求。教师想要更好地驾驭开放程度更大的新教学体系，仅具备所教授学科的专业知识显然是不够的。新形势要求教师应具备更广博的知识基础，不仅要精通所教授学科的专业知识，还需进一步学习教育学、心理学、教育管理学等知识，重视教学实践知识的积累，提升教学技能。对于一线教师而言，“T”型知识结构只能是旧知识结构向新知识结构的过渡。想要真正意义上适应新课改的要求，必须以“π”型知识结构为教师知识结构调整的目标。
二、中学物理教师“π”型知识结构模型
我们以林崇德先生提出的，从功能出发对教师知识结构的划分理论为依托，结合物理学科，初步建立中学物理教师的“π”型知识结构。
教师的知识包括教师所具备的科学文化知识及其在长期教育教学工作中不断探索、总结得出的课堂情境知识和解决问题能力。由功能出发，可分为本体性知识、文化知识、实践知识和条件性知识四方面内容。“π”型知识结构也主要由这四部分内容构成。
(一)文化知识
教师的文化知识在“π”型知识结构中充当其横线部分。一定程度上，它揭示教师整体知识素养的底蕴和潜力。信息时代下，作为知识直接传递者的教师必须实现文化知识由从前的单一、浅显向多元化、广博化的转变。
我们认为，新型中学物理教师的文化知识主要由以下三部分组成：
1、与物理学知识联系紧密的自然科学知识
新的课程理念强调：“在课程目标上注重提高全体学生的科学素养”;“在课程结构上重视基础，体现课程的选择性”;“在课程内容上体现时代性、基础性、选择性”，并提倡教学方式多样化，关注过程性评价。作为教学的直接实施者，物理教师不仅要有扎实的物理学知识，同时要尽量扩充与物理学联系紧密的其他自然科学知识，关注现代科技进展，如：化学中的电解、分子论、天文学中的行星运动、地理学中地震、生物学中的动物眼睛的成像原理、能量转换等等。在科技前沿内容上，需了解近几年诺贝尔物理、医学、化学奖的相关内容，及时收集如磁悬浮列车、神舟飞船、火星探测器等与物理有关的综合应用知识，知道纳米技术、分子生物学、超导材料研究等科技热点的研究现状和趋势。了解在这些领域中物理知识、方法与其他学科的结合情况。只有教师具备系统的自然科学知识结构，才能以全息视角把握物理学研究对象，给予学生全面、科学的指导。而且，这些知识对于深化物理内容的理解，活跃物理教学，启迪学生思维都起到重要作用，将直接协助教师组织和开展研究性学习。
2、现代公民需具备的信息知识
具有合理、完整的信息知识结构和较高的信息素养是信息时代对每一个公民提出的要求。教师必须在此方面成为学生的表率，并积极推进各种信息手段与传统课堂的整合，构建信息化教学模式。教师需具有的合理信息知识结构，总体来看包括：计算机系统知识，多媒体操作知识，网络应用知识，信息加工、处理、传输及创新知识，信息识别与评价知识等。
3、以科学哲学为代表的人文社科类知识
实施素质教育的一个综合性课题，各学科都有责任。知识经济时代，科学教育也应注意挖掘学科中的人文价值，重视科学人文精神的培养。科学课堂需要重视以科学伦理、社会能力、人文精神和生态道德为主要内容的人文素养教育。《普通高中物理课程标准》指出，“高中物理课程要关注物理学的技术应用所带来的社会问题，培养学生的社会参与意识和对社会负责任的态度”。
“惟有知者才能教”，物理教师要培养学生的科学人文精神，首先自身必须具有合理的人文知识结构和较高的人文修养。而且，人文社科类知识是所有专业人才知识不可缺少的一部分。这部分知识的完善、协调将对教师自身的全面发展起到很大的促进作用。
对于中学物理教师，其人文科学知识结构由于职业要求略有特点。除掌握一般的社会学知识而外，要突出以自然辩证法、科学哲学为代表的哲学知识内容，对管理学、经济学的基本知识应该有所了解，同时尽量扩展知识面，增加文学、宗教、艺术等知识储备，不断优化自身人文知识结构。新课程标准更强调“文理交融”。广大中学物理教师必须开阔知识眼界，打破学科思维定势，建构厚实合理的文化知识结构。
(二)本体性知识
教师的本体性知识是教师所具有的特定的学科知识。一个人最佳的知识结构，必须突出自己所从事的职业与专业知识。教师的职业知识首先是精通自己所教的学科。
物理学知识是中学物理教师“π”型知识结构横线上第一个纵向生长点。随着该类知识的积累、系统化，知识结构整体呈现出有明确方向的发展趋势，逐渐增强了它的实践性和生命力。
1、具备层次清晰、内容完整、结构合理的物理学知识体系，注意加强各知识点的横向联系
新课程标准及相应教材有一个显著变化是，降低了知识的难度要求。但探究性学习和研究性学习的开展，教学全过程开放程度的增加以及信息社会学生知识视野的开阔实际上都对教师的学科知识深度和系统化程度提出了更高要求。
中学物理教师需具备层次清晰、内容完整的物理学理论知识体系。除了要掌握课程标准规定的物理知识而外，还要超越教材，从物理学科体系上掌握物理知识;要能够正确运用普通物理的概念、理论物理的观点和方法去分析和研究中学物理的有关知识。中学物理教师要“精通中学物理知识，熟悉普通物理内容，明确近代物理观点，了解现代物理学进展”，要能站在高处对物理学的完整体系有比较清晰的理解。
就具体知识点而言，教师要把握知识本质，对知识点有层层深入的理解。此外，教师还必须充分挖掘各知识点之间的联系，灵活采用对比、推演、归纳等方法向学生呈现生动的物理世界，灵活渗透科学方法教育。加强各知识内容的横向联系既是优化教师专业素质的必然，又是实现教学目的的需要。物理学本身是个联系紧密的知识系统，教师应充分挖掘知识点之间的联系，积极尝试按研究方法对知识点进行分类。