Aps-ajp-11-1001-Book indb

Pedagogical content knowledge and preparation of high school physics teachers
Eugenia Etkina
Graduate School of Education, Rutgers University, New Brunswick, New Jersey 08904, USA
共Received 9 November 2009; published 31 August 2010
兲
This paper contains a scholarly description of pedagogical practices of the Rutgers Physics/Physical Science
Teacher Preparation program. The program focuses on three aspects of teacher preparation: knowledge of
physics, knowledge of pedagogy, and knowledge of how to teach physics
共pedagogical content knowledge—
PCK
兲. The program has been in place for 7 years and has a steady production rate of an average of six teachers
per year who remain in the profession. The main purpose of the paper is to provide information about a
possible structure, organization, and individual elements of a program that prepares physics teachers. The
philosophy of the program and the coursework can be implemented either in a physics department or in a
school of education. The paper provides details about the program course work and teaching experiences and
suggests ways to adapt it to other local conditions.
DOI:
10.1103/PhysRevSTPER.6.020110
PACS number
共s兲: 01.40.J⫺, 01.40.gb, 01.85.⫹f
I. WHAT SHOULD THE TEACHERS KNOW?
A. Complex nature of teacher knowledge
Research in education demonstrates that the success of the
current reform goals in K-12 science education depends on
the preparation of teachers
关
1
,
2
兴. In addition to knowing the
concepts and laws of physics and the methods of scientific
inquiry
共this knowledge is called knowledge of content兲,
teachers should be able to create learning environments in
which students can master the concepts and the processes of
science. Teachers should know how people learn, how
memory operates, and how a brain develops with age
共this
knowledge is called general pedagogical knowledge or the
knowledge of how people learn
兲. Most importantly, teachers
of a specific subject should possess special understandings
and abilities that integrate their knowledge of this subject’s
content and student learning of this content. This special
knowledge, called pedagogical content knowledge
共PCK兲,
distinguishes the science knowledge of teachers from that of
scientists. Pedagogical content knowledge, defined by Shul-
man as “the special amalgam of content and pedagogy that is
uniquely the providence of teachers, their own special form
of professional understanding
…” 关关
3
兴, p. 8兴, has become a
key word in teacher preparation and assessment. Another im-
portant idea is that teaching science based on the methods
advocated by current reforms is fundamentally different from
how most teachers learned science themselves
关
4
兴; yet re-
search indicates that teachers, unfortunately, tend to teach the
way they have been taught
关
5
,
6
兴. The above arguments sug-
gest that preparation of physics teachers should be a purpose-
ful intellectual endeavor that needs to be carried out by pro-
fessionals who possess strong expertise in the content area,
can apply it to learning of physics and simultaneously have
skills and experience in implementing the reformed way of
teaching in a classroom.