在教师专业化发展的过程中,新手教师总会遇到这些困惑:虽然已经有了较为充足的教育教学理论基础知识和学科知识的积累,能够应对课程的理论考试,但不能将所学的理论应用于实际的教学课堂中,形成特定主题教学的专业知识。为了发展教学的专业知识,舒尔曼（Shulman）提出了学科教学知识（PCK）理论,随后国内外学者对这一领域开展深入研究。PCK是关于教师如何将自己所知道的学科内容以学生易于理解的方式教授给学生的知识。PCK理论的发展为教师教育提供了一个新思路。教师教育应培养具有良好的学科知识、教育教学知识和学科教学知识的教师。现有的PCK研究主要是与学科相结合,具体到教学主题层面的研究不多。本文以PCK理论为研究工具,以热力学第二定律为研究对象,以文献法、访谈法和比较研究法为研究方法进行研究。全文共分为五章:第一章为绪论,重点介绍了本研究的研究背景和研究意义。首先,从教师专业化发展的需求、新手教师在专业发展中的困境以及PCK在教育中的作用这三个方面论述了本课题的研究背景;其次,主要从对教师的帮助和丰富PCK的内涵两个方面论述了研究的意义。第二章,对国外有关PCK内涵的研究加以梳理并对PCK的研究模式加以探讨,以及对国内PCK的研究进展和热力学第二定律教学的研究进行了综述,然后归纳了现有研究的不足。第三章,对本研究的学科教学知识进行了概念界定,并在马格努森的PCK模型基础上构建一个包括课程知识、学生理解的知识、教学策略知识和评价知识在内的理论模型,然后根据新构建的PCK模型进行了研究设计。第四章,在PCK理论的指导下,首先进行热力学第二定律的课程知识的分析,主要对中、美、日物理教材中热力学第二定律这一节的教学内容进行对比分析,并探索高中和大学教材之间的衔接点,以提供更加充实全面的课程内容知识;其次,进一步分析了学生理解的知识,包括学生的知识基础、前概念和理解的困难之处,以有助于新手教师更了解学生的情况;再次,从各知识点的总体教学策略和具体教学策略的角度分析热力学第二定律的教学,为新手教师的教学实践提供参考;最后从评价维度和评价方法两个方面分析了评价知识,评价以发展学生的核心素养为目的,并有助于教师掌握灵活多样的评价方法。第五章,根据本文得到的热力学第二定律PCK,以资源对开本的形式进行呈现,为新手教师在热力学第二定律的教学中提供了便捷有效的参考工具。