小學數學新教師TPACK現狀——以天津市某區為例

楊寶忠，孟 晶

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小學數學新教師TPACK現狀——以天津市某區為例

楊寶忠1，孟 晶2

（1．天津師范大學 初等教育學院，天津 300387；2．南京永泰路小學，江蘇 南京 211100）

以天津市某區小學數學新教師作為研究對象，對其TPACK的現狀開展調查，發現新教師的技術知識水平整體較高，但課堂使用單一技術的頻率較高；只會使用單一技術來展現數學教學內容之間的聯系，不能夠較好地靈活使用技術順應數學教學內容的多樣化；利用技術與教學法的整合方法過于單一，對于一些體現數學專業的工具使用較少；能運用PPT、投影儀等簡單技術進行教學設計、創設教學情景，但沒有運用技術進行課堂管理和教學評價．

小學數學新教師；TPACK；教學實踐

1 問題提出

在21世紀，越來越多的技術被發明、被應用，深刻影響著人們觀看世界和思考問題的方式、獲取信息及表達觀點的途徑．整合技術的學科教學知識（TPACK）是信息化時代對教師專業知識構造的新界定，為技術整合與教師知識結構提供了新思路，是教師運用技術進行教學的基礎[1]．

教育部在2013年10月啟動了“中小學教師信息技術應用能力提升工程”[2]，該工程要求“教師應該自己主動提高應用信息技術進行課堂教學的能力”；在2014年制定了《中小學教師信息技術應用能力標準（試行）》，來具體落實中小學教師信息技術能力提升的要求．至此，中國教師教育信息化與教育技術能力的發展被提到歷史高度．

在信息化時代，一個有效率的合格教師要敏于發現身邊的新技術，還要善于將最新技術和自己的課堂教學整合在一起．整合技術的學科教學知識（TPACK）是時代對教師提出的新挑戰，教師需要有全新的知識框架，需要在信息時代擁有自己獨特的教學方式，需要在理解技術信息化的教學訴求中不斷發展自己的知識，從而更有效地進行專業發展和課堂教學[3]，這是現代教師加強自我修煉的一個主要內容．

TPACK理論框架，是美國密西根州立大學Mishra和Koehler在2006年基于Shulman提出的PCK基礎上發展而來的，用以說明包括技術要素在內的新型教師知識結構[4]．關于TPACK的眾多研究成果，主要集中在關于TPACK概念及構成的研究、TPACK發展途徑與模型的研究、教師TPACK構成的研究、具體某一學段教師TPACK的研究、某一學段某一學科教師TPACK的研究等方面．其中，科勒等人在2012年“我們是如何測量的？”的文章中提煉出141種測量方法，并分成了5種基本類型[5]，對TPACK測量方法進行了細化研究；Niess等人在2009年，通過對職前數學教師的TPACK知識與能力進行培訓研究，提出了數學教師需要具備的TPACK知識標準，并且通過分析數學教師TPACK發展的實現進程，提出了用以促進數學教師的TPACK發展與提升的模式[6]，對某一學科教師的TPACK進行了深入研究．

總體而論，以往學界對于TPACK的研究，國外研究成果豐富、國內研究成果匱乏，重理論分析、輕實證探討，泛泛而論多、深入細致少等現象并存．從國內學者不多的實證研究成果來看，更多傾向于運用問卷調查方法對教師的態度傾向進行研究，研究方法簡單、內容單一．由此看來，教師課堂教學TPACK的行為傾向研究，期待更加細致、更加具體、緊密聯系教學實踐的研究成果，這是深化教師TPACK研究的急切需求．

研究聚焦于小學數學新教師的TPACK，深入研究特殊階段、特殊人群的TPACK現狀，以參加問卷調查的教師自我評價的大數據為背景來反映教師TPACK的普遍現狀，運用案例分析和課堂觀察、訪談、教案分析等他評的方法，整合定性和定量、自我評價和他評的方法，多方面、多角度反映小學新教師TPACK的現狀．

2 研究設計

以天津市某區小學數學新教師作為研究對象，通過問卷收集小學數學新教師TPACK數據，選擇TPACK高的3個學校的3個新教師進行課堂觀察、教案分析的案例研究．

問卷設計在保持國內外學者TPACK研究大框架不變的基礎上，根據研究的重點和對象的特點，將TPACK七維度綜合為TK、TCK、TPK、TPACK四維度，對二級、三級指標進行適當本土化改良，增加二級指標的維度，變五點量表為六點量表和多選題．問卷共59道題，包含兩對測謊題和反向計分題．

作為調查法的補充，課堂觀察法對研究有著重要的作用，是對教師TPACK自我評價的一個補充和另一角度的行為測量，其目的是為了排除主觀觀念和其他不可控因素的干擾，保證對教師TPACK評價資料的真實性和可靠性，這種直接參與的觀察能觀察到真實的課堂，獲得課堂教學原始資料[7]．課堂觀察的重點主要是分析課堂中教師與學生互動的類型，為了和調查法中的問卷相一致，課堂觀察采用和問卷一樣的觀察表．

3 研究結果與分析

3.1 基本信息統計

采用隨機抽樣的方式，使用“問卷星”對天津市某區160名小學數學新教師進行問卷調查，回收問卷158份，根據測謊題等刪選有效問卷145份，被調查者的基本情況如表1．

表1 調查對象基本情況

3.2 新教師TPACK問卷信效度分析

根據前測調查的結果，對量表進行了部分調整，在正式問卷中將第八題修改并增加一道題目，換掉了第六題，調整了測謊題的位置．因此在正式問卷實施之后還需對正式調查后的數據進行信效度分析．

首先，采用探索性因素分析對量表進行結構效度分析，以檢查各題目測量理論結構和特質的程度．量表各部分及整體的值均大于0.6且達到顯著性水平（＜0.005），表明變量之間具有共同因素，因此適合做因素分析，運用主成分分析來抽取因素，用最大轉軸法來轉軸，共萃取4個因素，4個因素均可合理命名，且與該研究根據已有理論探索建構的4個維度相一致，4個因素的累積解釋量為66.537%，達到60%以上，說明萃取后保留的因素相當理想[8]．整體來看問卷的結構效度良好．

其次，采用雙變量相關分析對其進行內容效度分析，分別對量表各部分中各題項的所得分數與總分的相關系數與顯著性水平進行計算，以檢查各題目與所屬維度所要檢測的內容一致性．除了第五題，各題項得分與所屬維度總分的相關系數均大于0.4且均達到顯著水平（＜0.005），所以刪除第五題后，量表各部分的題項均能很好地表達該部分所要檢測的內容，具有較好的內容效度．

最后，采用可靠性分析對其進行內在信度分析，以檢查整份量表和量表各部分的可靠性和穩定程度．4個構成部分和總量表的Cronbach’s Alpha值分布均大于0.70，表明量表各部分的內部一致性較好．

3.3 小學數學新教師TPACK發展現狀分析

3.3.1 總體水平分析

為分析小學數學新教師TPACK的發展現狀，首先對問卷4個維度的總體情況進行描述性分析，結果如表2．

表2 整體上TK TCK TPK TPACK上的描述性統計量

注：=145，下同

由于在問卷編制過程中規定3.5分以下說明小學數學新教師TPACK水平不高，3.5分以上說明小學數學新教師TPACK水平高，且得分越高說明此教師的TPACK水平越高，由表2可知，小學數學新教師的整體TPACK以及在各個維度上的得分均在3.5分以上，說明小學數學新教師TPACK水平高，其中在TK上得分最高，在TPACK上得分最低．

3.3.2 具體維度水平分析

技術知識（TK）的現狀．從整體上看TK的平均數是4.336，標準差是0.663，說明小學數學新教師學習技術、掌握新技術、解決技術問題的能力較高．新教師群體TK也呈現群內差異，如表3、表4所示，入職一年的數學新教師的技術知識明顯高于入職3年及以上的數學新教師．這說明，隨著互聯網的發展和大學相關課程的開設與改革，初入職教師在技術層面上受到現代信息技術更多的熏陶，初步具備了有關技術的基本理論知識，相對先期入職的教師而言，他們學習新技術、掌握新技術的速度更快，解決技術問題的能力更強，具有將技術知識整合學科知識和學科教學知識運用于課堂教學的初步基礎．

表3 不同入職時間在TK上的描述性統計量

表4 不同入職時間在TK差異比較的方差分析摘要

在教學過程中使用技術方面如表5、表6所示，最常用的是投影設備、文字處理軟件、搜索技術，最不常用的是概念圖、思維導圖軟件、數學數值計算工具、繪圖工具等．從使用技術的頻率情況來看，在課堂上使用最多的是播放講義PPT，且達到每節課都使用，用的最少的是運用幾何畫板軟件這種體現數學專業的軟件進行課堂演示．表明數學新教師對一些需要太多時間去課前準備或熟練學習的軟件不太喜歡，即使是專業所需的軟件，對技術有一定的依賴性，習慣了用哪個軟件就會一直使用．也說明新教師對技術種類的認知仍停留在初級水平，喜歡將過去熟悉的技術應用到教學中，并沒有根據教學內容、對象、設備、環境等條件創造性地運用新技術．

在使用技術的目的方面如表7、表8所示，小學數學新教師使用技術的目的是為了豐富教學內容的呈現方式，更好地突破教學重點和難點，有效地幫助學生理解小學數學內容．而不是立意于借助新技術開發課程資源，向學生提供豐富的學習資源；更不是為了利用新技術創設師生或者生生交流和討論的平臺，建設新型課堂生態，創造開展合作、探究的學習氛圍和條件．說明小學數學新教師對技術知識有較強的課程需要和教學目的性，體現了小學數學新教師教學內容本位和課堂功利性的思想，缺乏“一切技術、課堂媒體的使用都應基于為學生發展而服務”的理念．

表5 “您在教學過程中使用過哪些技術”的描述統計

表6 “您在上課時使用計算機的情況如何”的頻率統計

表7 “您認為小學數學教學中使用技術是為了”的描述統計

表8 “您認為小學數學教學中，技術的作用體現在”的描述統計

上述情形，在新教師訪談中得到印證．被調查的小學數學新教師在回答“你是否有意識地將某些新技術應用到課堂？哪些因素影響您使用技術和軟件進行課堂教學？”時，有98%教師意識到應該將技術應用到課堂教學中，不能夠充分應用的原因，可以歸結以下4個方面：第一，學校信息技術環境不良．“臺式電腦太舊，系統跟不上”“學校的網絡太慢”“學校平臺經常出現機器故障等客觀問題，軟件版本不高”“有時候開機等待時間較長，時間緊迫的時候一般會不選擇開電腦”．第二，對新技術不熟悉．“能力不夠，在運用過程中不能得心應手”“高難度技術如幾何畫板，自己不會，也沒有專業人士指導”“教師的工作量比較繁重，使用軟件做教學設計需要大量時間學習和制作，時間和精力不夠”．第三，小學生特點的限制．“學段較低很少用到”“學生接受程度和差異性會影響使用技術和軟件”“學生目前年紀難以接受，軟件是否真的能為課堂提供便利？”第四，對技術應用于課堂認識存在誤區．“技術只是輔助教學的一種方法，與其把太多精力花費在PPT的精美制作上，不如精心設計課堂的各個教學環節．同時，太過精致、完美的PPT也會限制教師上課的思路”“一些簡單技術就夠課堂應用了，電子白板，方便簡單，還能讓學生參與學習”“有些技術比較耗時”“計算機模擬技術制約了我，我理想中的信息技術和數學的整合，更應該側重于空間立體圖形的演示”．

整合技術的學科知識（TCK）的現狀．整體上，小學數學新教師TCK的平均數是4.136，標準差是0.717，較之TK低．說明小學數學新教師雖然熟悉技術，對最新的技術具有一定的敏銳性，但是將新技術與數學學科知識有機結合，新教師就已經力不能及了．他們不能將熟悉的技術結合小學數學學科知識運用到課堂教學中去，對小學數學學科內容知識和技術之間的關系，認識模糊，理解片面，對兩者深度融合一知半解，對小學數學課堂如何有效操作更是茫然．

表9 小學數學新教師整合技術的學科知識具體題項的 描述性統計

由表9可知，小學數學新教師用技術展現數學教學內容之間聯系的能力最高，其次是利用技術展現數學教學內容的形成過程的能力，最后是利用技術促進學生對數學知識的獲得，最差的是根據不同的教學設計方案選用不同技術的能力，特別是對于諸如幾何畫板等一些充分體現數學教學內容的技術了解不深．說明新教師有一定的整合技術的學科教學能力，但是只會使用如PPT或者熟悉的網絡資源等單一技術，不能根據數學學科特點而靈活使用技術來適應課堂教學多樣性現實．

通過對3位新教師的課堂觀察，印證了研究者的判斷．課堂觀察一：教學內容是“平行四邊形的面積”．教師A在復習舊知引入新課的環節，教師使用PPT動態演示了平行四邊形如何一步步剪切、翻轉、拼湊，最終轉化成長方形的過程，動態展示了長方形面積公式的推導過程，展現了小學數學新舊知識之間的聯系，使學生更好地理解理解長方形長和寬的含義，為下一步平行四邊形面積的推導鋪墊．課堂觀察二：教學內容是“角的度量（一）”．教師B在某學生提出用數小角即單位角測量角的方法時，先是讓學生上臺用模具展示利用數小角來測量角的過程，接著及時用PPT動態展示測量角的過程，充分展現了知識的形成過程；探究角的度量單位讓學生感知一度的大小，將PPT充分擴大動態演示一個圓分割成360分的過程，讓學生充分感受極限思想．課堂觀察三：教學內容是“什么是周長”．教師C在講授新知的過程中，通過PPT中螞蟻運動的4條不同的軌跡來讓學生體會樹葉周長的含義，生動形象、具體地展示了周長這個知識概念，給小學生一種生動、直觀、可視化的感覺．可以看出，教師A利用技術側重于建立新舊知識之間的聯系；教師B利用技術側重于積累學生的數學活動經驗，激發學生的興趣，促進知識的理解與獲得；教師C利用技術側重于新概念的理解和新知識的獲得．說明小學數學新教師善于選擇合適的表征技術來呈現本節課教學內容，建立舊知識的聯系，豐富學生的數學活動經驗，讓學生更好的理解知識的形成過程，但是使用技術過于單一，機械地運用技術手段，技術與數學內容的整合有待深入．

整合技術的教學法知識（TPK）現狀．小學數學新教師TPK的平均數是4.317，標準差是0.643，較之TK低，說明小學數學新教師雖然技術知識過硬，但是對技術進行有針對性地加工和改造、融合學科知識的能力欠缺．具體現狀如表10所示：數學新教師在利用技術提升教學法的功效方面的能力欠佳；其次在技術與小學數學教學法知識深度融合、反思利用技術以實現教學法設計意圖的能力有待提升．

表10 小學數學新教師整合技術的教學法知識具體題項的描述性統計

通過3位新教師的課堂觀察，教師A運用的是講授法，PPT技術和教學法進行了較好的整合，只是學生學習主體性沒有得到充分發揮，課堂氣氛顯得相對單調、沉悶；教師B采用了探究教學法，創設游戲情境導入新課，嘗試利用PPT、投影儀等技術來支持學生進行探究性學習，讓學生上臺操作PPT進行大炮射擊，學生動起來了，課堂顯得異常熱鬧，但探究活動淺嘗即止；教師C采用了演示教學方法，利用PPT技術直觀生動呈現了新知識，從小學生直觀形象思維的特點出發，利用技術手段達到對概念的理解，上升到理性高度，但教學沒有從學生真實生活世界出發，有舍近求遠、唯技術而技術之嫌．3位新教師教學的技術性問題，表現為技術手段單一、課后沒有對使用技術的有效性進行反思，更深層次的問題是技術選擇的恰當性、技術手段使用適時性、使用頻率的合理性，為了技術而技術只會導致教師牽著學生走，同一性的教學活動使豐富多樣的思維活動失去光芒．

整合技術的學科教學知識（TPACK）現狀．小學數學新教師TPK的平均數是4.128，標準差是0.631．從表11的數據比較可以看出，新教師能認識到數學學科內容、技術、數學教學法的同等重要性，能有意識地運用一些技術支持設計教學、創設教學情景．在運用現代技術進行課堂管理、進行教學評價方面的能力偏低．這種情況與小學教學現狀相一致，隨著教育現代化工程的推進，信息技術在教學實踐中得到廣泛應用，基于技術的課堂教學在小學已經基本實現，但是恰當運用技術進行課堂管理和教學評價的情況還不普遍．

表11 小學數學新教師整合技術的學科教學知識具體題項的描述性統計

通過訪談得知60%的小學數學新教師沒有思考過技術、數學內容和教學法之間的關系，認為技術只是順其自然的事情，設計教案尚且力不從心，更無力再將一個新元素加入原本復雜多變、無法掌控的課堂教學．也沒有想過還要根據不同的數學內容選用不同的技術，無論什么樣的教學內容、教學方法都是選用最常規的PPT和投影技術，這種現象，在觀察3位小學數學新教師課堂教學中也得到了證實．

4 結論與建議

綜合以上研究，天津市某區小學數學新教師的TPACK現狀不容樂觀，其主要表現為：

第一，技術知識水平整體較高，單一技術使用頻率高．小學數學新教師的技術知識水平整體較高，在TPACK的各個維度中得分最高；對技術種類多樣化認知、學習技術、掌握新技術、解決技術問題的能力都很高；課堂使用諸如PPT、投影儀等單一技術頻率較高；對技術在課堂教學的和目的有著清醒的認知，認為課堂教學使用技術的作用在于豐富小學數學知識與問題的呈現方式，有利于突破教學的重點和難點，而不是利用技術創設師生或者生生交流和討論的平臺．

第二，教學初級技術熟練，新技術與數學學科知識的融合能力欠缺．小學數學新教師在課堂教學中頻繁使用PPT技術，以此來建立數學教學內容之間的聯系，展現數學教學內容的形成過程，促進學生對數學知識的獲得；只熱衷利于技術“加深學生的感官體驗”，不能靈活使用技術來適應數學教學內容的多樣化．

第三，體現數學專業的工具使用較少，技術與教學知識的整合流于形式．小學數學新教師對能體現數學專業的數學數值計算工具、繪圖工具、幾何畫板等，在課堂教學中幾乎沒涉及；在利于PPT、投影儀、網絡資源技術與教學法的整合方式單一，技術使用的目的、時機、頻率欠妥、流于形式，有唯技術化的傾向．

第四，對整合技術的學科教學知識認識膚淺，不能實現運用技術進行課堂管理和教學評價．小學數學新教師能認識到數學學科內容、技術、數學教學法同等重要，但只有30%的小學數學新教師思考過技術、數學內容和教學法之間的關系；能運用PPT、投影儀等簡單技術進行教學設計、創設教學情景，但無法運用技術進行課堂管理和教學評價，缺乏課后反思使用技術有效的自覺．

針對上述研究結論，提出以下3條建議．

第一，協同教師教育各方主體，構建促進教師專業發展新機制．在新世紀第二個十年，中國教師教育持續改革迎來新的格局，制度層面繼續鞏固教師培養由三級向一級過度的成果，國家倡導教師培養要政府、大學、用人單位（小學）協同．只是這一制度設計的落實尚需時日，目前3者協同還未實現，更多的是大學與用人單位（小學）的局部淺層次互動，3者處于分割狀態．教師專業發展更多成為用人單位（小學）的責任，而用人單位（小學）對教師的培養著眼于工作勝任力方面，操作層面的訓練較多．這種教師培養，大學責任缺失而導致逆向功能顯性化，不利于新型教師的培養．政府通過制定新型教師培養標準，發揮政策直接推動力與拉動功能，引導大學深化教師教育改革，推動用人單位（小學）積極參與培養工作，形成教師教育新合力．

第二，聚焦教師知識結構核心，關注新教師專業發展關鍵方面．隨著中國教育現代化工作的推進，新技術在教學中廣泛應用將成為教學改革發展的新趨勢，對教師的知識結構提出了新的挑戰[9]．“整合技術的學科教學知識”成為新型教師知識結構的核心內容，這是改善課堂生態、構建新型課堂文化的教育實踐需求，是關注生命、促進學生健康成長的社會現實需求，是提高教育質量、建設人力資源強國的國家政治需求．大學以“整合技術的學科教學知識”為導向，積極進行教師教育教學改革，把“整合”這個“關鍵”文章做足；教師專業發展在教學實踐中實現，依賴于教學實踐是其獨特性之所在，用人單位（小學）深度融入教師培養過程，把“教學實踐”這個“獨特性”工作做實．

第三，著眼教師專業發展根本，呼喚教師專業發展主體的回歸．長期以來，對教師專業發展的認識，人們習慣性地認為是政府、學校的責任，在這種外延式發展思路的指導下更多采取“補充式”培訓模式，其收效甚微．教師專業發展是作為“人”的教師自我發展，是教師自主精神的成長，教師自己是其發展的責任人和主體．無論是大學的“準教師”培養，還是用人單位（小學）的“再培養”，沒有教師積極主動的參與，培養方案設計的再周詳，行動執行力再強大，預期目標都將無法實現，因而要改變以往教師專業發展管理模式．只是教師專業發展是一個過程，在短時期難以顯現成效，管理者要堅定信心，只要教師真正參與其中，可以靜待教師專業發展之樹的生長與花開．

[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，2015，24（6）：13．

[2] 中華人民共和國教育部．教育部關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程的意見[DB/OL]. （2013-10-25）[2018-04-10]．http://www.edu.cn/zong_he_778/20131107/t20131107_1037002.shtml.

[3] 左敬亮，方勤華．美國“數學教師TPACK標準和發展模型”——數學教師有效使用技術的新焦點[J]．數學教育學報，2016，25（2）：44．

[4] MISHRA P, KOEHLER M J. Technological pedagogical content knowledge: a framework for teacher knowledge [J]. Teachers College Record, 2006 (6): 108.

[5] 李雨珊．不同地區在職初中教師現狀調查分析與對比研究——以孝感市和濱州市為例[D]．武漢：華中師范大學，2014：6-7．

[6] NIESS M L, RONAU R N, SHAFER K J, et al. Mathematics teacher TPACK standards and development model [J]. Contemporary Issues in Technology and Teacher Education, 2009, 9 (1): 4-24.

[7] 程德勝，武晨．數學教學內容知識（MPCK）實證研究綜述與啟示[J]．數學教育學報，2017，26（3）：66．

[8] 吳明隆．問卷統計分析實務——SPSS操作與應用[M]．重慶：重慶大學出版社，2010：23．

[9] SYH-JONG JANG, MENG-FANG TSAI. Exploring the TPACK of Taiwanese elementary mathematics and science teachers with respect to use of interactive whiteboards [J]. Computers & Education, 2012 (59): 327.

TPACK Status of New Primary School Mathematics Teachers——Taking the District of Tianjin for Instance

YANG Bao-zhong1, MENG Jing2

(1. Primary Education College, Tianjin Normal University, Tianjin 300387, China;2. Nanjing Yongtailu Primary School, Jiangsu Nanjing 211100, China)

Taking the new mathematics teachers in the district of Tianjin as the research object to survey the current situation of TPACK reveals, we found that the new teachers had higher overall technical knowledge. But the frequency of using a single technology in the classroom was higher. Only a single technique could be used to show the connection between mathematics teaching content and it was not possible to use technology flexibly to adapt to the diversification of mathematics teaching content. The integration method of using technology and teaching method was too single and some mathematical professional tools was less used. They could use simple technology such as PPT and projector to teaching design or creating teaching scenarios but no technology was used for classroom management and teaching evaluation.

primary school new mathematics teachers; TPACK; teaching practices

[責任編校：周學智]

2018–04–10

天津市教育科學規劃重點課題——天津市小學初任教師入職適應的社會支持研究（BE1019）

楊寶忠（1962—），男，山西芮城人，教授，博士，主要從事教師教育和基礎教育改革研究．

G622

A

1004–9894（2018）04–0053–05

楊寶忠，孟晶．小學數學新教師TPACK現狀——以天津市某區為例[J]．數學教育學報，2018，27（4）：53-57．