基于TPACK理論架構對初中地理等高線教學的教改與創新

陳惠敏

摘 要： 隨著科學技術的發展，TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge，整合技術的學科教學知識，簡稱TPACK）是現代基礎教育改革的一個趨勢，已經成為各國發展教育的重點。本文在TPACK理論內涵研究的基礎上，設計一個初中地理等高線教學實例，以期對初中地理等高線教學提供建議，也為后期TPACK實證研究提供參考。

關鍵詞： TPACK 初中地理教學 等高線教學

地理等高線及等高線地形圖是初中地理教學中的重點和難點。筆者以七年級上地理湘教版第二章第三節為例，關于這部分內容的教學，2011年版義務教育中學地理課程標準主要要求學生掌握以下內容：在等高線地形圖上，識別山峰、山脊、山谷，判讀坡的陡緩，估算海拔與相對高度；在地形圖上識別五種主要的地形類型；根據等高線地形圖及其判讀是中學地理中重要的基礎知識和基本技能，也是教學難點。等高線地圖的教學無論是對教師還是學生來說都存在較大的困難。教學存在困難主要是因為部分教師無法明確等高線的基本概念及重點，以及運用傳統的地理教學方式無法將等高線概念準確形象地傳達給學生，而學生的學習困難同樣是由于對等高線概念的不了解，以致無法舉一反三、學以致用。自21世紀以來，科技的快速發展和教育改革的要求給教育形態和教育方式帶來了根本性的沖擊。面對科技高度發展的社會，將科技融入地理課堂教學是趨勢，地理課堂教學必須與時俱進，才能跟上整體環境的改變。然而在求變中仍須找到一個恰當的切入點，這樣教學才不會太受制于科技。這一過程中教師扮演了一個舉足輕重的角色。順應這一需求，美國密歇根州立大學的馬修·科勒（Matthew Koehler）和龐雅·米沙（Punya Mishra）于2005年首次提出TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge，整合技術的學科教學知識，簡稱TPACK）這個概念。筆者試圖在TPACK等理論的指導下，設計一個適應現代發展和教學需求的地理等高線及等高線地形圖教學方案，以期克服傳統初中地理等高線教學中的一些弊端。

1.初中地理等高線教學教改的必要性

1.1現代教學與技術發展融合的客觀要求

隨著科技的進步，技術在基礎教育中扮演的角色越來越舉足輕重。把技術融入課程、教材與教學中，不僅可以提升教學品質、學習成效，還可以促使學生進行有意義的學習。總的來說有以下好處：增加學生的學習動機；具備特殊的教學潛力（幫助學生視覺化問題與解決問題，提供學習素材來源、學習工具等）；普適性，可用于不同的教學模式；提高教師的工作績效；培養學生科技時代所需的技能。這樣就對教師提出了更高的要求，科勒和米沙更是于2005年首次提出了“TPACK（整合技術的學科教學知識）”這個概念，隨后，2006年對TPACK框架進行了詳細說明，隨著研究的深入，此框架不斷被補充、修改和完善。一些研究者對科勒和米沙的TPACK框架進行了細化或改造。此外，還有研究者結合學科特點對TPACK框架進行了具體化，但都是以科勒和米沙的TPACK框架為基礎。為便于理解，筆者在此只介紹科勒和米沙的TPACK模型。他們認為這是一種“整合技術的教師知識框架”，該框架建立在舒爾曼的PCK（Pedagogical Content Knowledge，學科教學知識，簡稱PCK）基礎上，并加入了技術知識。它是整合了“學科內容、教學法和技術”這三種知識要素以后而形成的一種新知識形式，是使用技術進行優質教學的基礎，是教師創造性地將技術、教學法和學科內容三者的關鍵知識整合起來，而超越三者的新興知識形態。從科勒和米沙對TPACK的定義可以看出其內涵具有以下三方面特征：①TPACK是教師需要具備的全新知識，它的貫徹實施離不開教師，在推廣TPACK的過程中，教師起到了引導和監控作用。②TPACK涉及學科內容、教學法和技術三種知識要素，但并不是簡單的疊加，而是將技術融入具體學科內容的教學法知識當中，更多關注現代科學技術環境下的教與學的理論及方法。③TPACK是整合三種知識要素后形成的新知識，但是由于涉及的條件、因素較多，且彼此交互作用，往往不存在確定的解決方案，只能依賴教師的認知靈活性在三種知識的結合與交叉中尋找。TPACK模型與其他“整合”模型相比，存在兩點較大的區別：一是在貫徹實施過程中特別強調“境脈”（Contexts），所謂TPACK的境脈，按照馬日歐（Mario A.K）博士給出的定義是指“學生和教師組成的一個具體班級中，由包括課堂的物理環境（軟硬件基礎設施）、學生的家庭背景、認知特點、心理素質和班級的精神面貌等諸多因素結合在一起的協同作用”。可見，境脈涉及“生理、心理、認知、語言、社會、文化”等方方面面（既涉及人的因素，又涉及物的因素）；二是在貫徹實施過程中特別強調教師應具備TPACK知識，并充分發揮教師在整合過程中的主導作用[1]。

1.2學習掌握初中地理等高線及等高線地形圖知識的必然要求

以計算機技術、現代通信技術為主引發的數字化革命，特別是數字地圖的出現，使地理等高線及等高線地形圖在原有的知識基礎上，豐富教學內涵。傳統的等高線及等高線地形圖教學已不能滿足要求，只有通過設計新的，具有現代技術特點的等高線及等高線地形圖教學方案，學生才能深切體驗和有效掌握，這是順應時代發展和變革的知識需求。

2.初中等高線教學教改方案設計描述

2.1課題引入

首先，教師利用arcgis9.2，載入DEM數據，繪制分層設色圖，吸引學生注意。利用powerpoint2013以一張實景照片和等高線圖進行對比，詢問學生是什么地形。

2.2絕對高度與相對高度

示意圖說明絕對高度和相對高度。此過程利用powerpoint2013的繪圖功能即可完成。過程中注意動畫的設置，如水平線的飛入等。

2.3等高線

文字說明等高線的定義，由地面上高度（海拔高度）相同的各點連成的曲線，投影在同一平面上而成的許多水平線。利用arcgis9.2進行島嶼水淹三維模擬，利用海水去截取島嶼的交接處繪出等高線。將所繪制的等高線疊合在一起形成等高線地形圖。

2.4等高線距

展示一張模擬的等高線圖和一張剖面圖，說明兩條相鄰等高線間的高度差就是等高距，說明整張等高線圖都有相同的間距。主要實現方式是powerpoint2013。

2.5活動

利用powerpoint2013展示活動，學生在思考中達到鞏固剛剛教授內容效果的目的。

2.6如何由等高線判斷和解釋地形

利用3D立體圖表示“等高線越密，表示坡度越陡；等高線越疏，表示坡度越緩”的概念。

2.7地形剖面圖

在等高線地形圖上畫出一條AB剖面線，沿此線下方放置一張紙。按適當的比例尺，在紙張上做出一個高度表，并畫出各高程的平行線。沿剖面線和等高線的各交點，畫垂直線至高度表相對應的高程上，注出標點，把這些高程的標點連成一條曲線，即成為剖面圖。

3.結語

雖然研究者對教師的TPACK仍有爭議，對“是什么”、“怎么樣”、“為什么”三個方面，TPACK均不明確，如TPACK框架的形式簡潔性與內部復雜性之間存在矛盾等。由于TPACK是一種復雜的、動態的知識形態，人們對它的認識才剛剛開始，對它的理解還很少。鑒于TPACK在現今科學技術發展中愈來愈凸顯的重要性，筆者以初中等高線及等高線地形圖教學為例，為后續的實證研究提供借鑒。

參考文獻：

[1]袁智強.整合技術的學科教學知識研究綜述[J].數學教育學報，2012，06：13-18.