中學物理教師整合技術的TPACK培訓課程構建

林冰冰 鄭健 柯曉露 林艷欽

摘 ? 要?要切實提升學科教師在課堂教學中對信息技術的整合能力，需要將信息技術能力提升融入到具體學科教師教學培訓中。本文通過審視當前中學物理教師整合技術的學科教學知識發展現狀，從整合技術的學科教學知識（TPACK）結構出發，在“TPACK in action”的課程與技術整合的理論框架下，以深度融合信息技術為特點的教學范式為主線開展相關培訓課程設計，構建促進中學物理教師整合技術的學科教學知識發展的培訓課程，經過實踐研究表明提出的發展策略是有效的。

關鍵詞?物理教師 TPACK 發展策略 培訓課程

2015年，教育部在《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》中指出：“要將信息技術應用能力提升與學科教學培訓緊密結合，有針對性地開展以深度融合信息技術為特色的課例和教學法的培訓”。2018年教育部印發的《普通高中物理課程方案和課程標準（2017年版）》中，也明確指出“通過多樣的教學方式，利用現代信息技術，引導學生理解物理學的本質”。信息技術的教育應用的重要性已經得到公認，但切實提升學科教師在課堂教學中對信息技術的整合能力，還需要將信息技術能力提升融入到具體學科教師教學培訓中。

一、中學物理教師TPACK發展現狀

2007年，全美教師教育學院協會正式將TPCK更名為TPACK（Technological Pedagogical and Content Knowledge）。TPACK這一概念的核心要素包含了學科內容知識（CK）、教學法知識（PK）以及技術知識（TK）三個方面，是這三個元素的有機整合[1]。2011年，Niess指出應立足各學科自身的特點來整合學科、教法以及技術，強調了TPACK的發展應把深入學科作為前提。2016年，陳建參照Guerrero相關數學學科的TPACK結構模型提出物理教師TPACK結構，即整合技術的統領性觀念、整合技術的物理教學策略、整合技術的物理課堂管理以及整合技術的物理教學內容[2]。

目前，發展教師TPACK研究較多集中在對師范生的提升培養上。例如，詹藝通過會話分析方法分析師范生教學設計中的關注點、用微型課程發展師范生TPACK水平[3]，袁志強通過給師范生開設TPACK課程來研究師范生TPACK的變化[4]。也有聚焦在教師TPACK現狀調查上等，具體到學科教師上的相關研究也多數在信息技術、數學等學科，針對物理學科在職教師TPACK發展的研究甚少涉及。

二、中學物理教師TPACK發展培訓課程的構建與實踐

1.課程框架的構建

在培訓課程的構建中，依據物理教師的TPACK結構從“整合信息技術的統領性觀念、整合技術的物理教學策略、整合技術的物理課堂管理、整合技術的物理教學內容等”方面進行探索，在Harris等人提出“TPACK in action”[5]的課程與技術整合理論框架下以深度融合信息技術為特點的教學范式為主線展開相關培訓，根據福建省高中物理學科骨干教師特點從三個維度開展中學物理教師TPACK發展，以超越單一的信息技術使用學習（見表1）。

2.培訓課程的實踐

（1）維度一：如何更好地認識和理解TPACK

教師整合技術的統領性觀念決定著在運用信息技術時對教學策略的選擇，這不僅是對技術的選擇，更多的是如何用技術創設有助于實現教學目標的教學活動，因此概念引領必須放在模塊課程最前面。

TPACK認知引領中，針對當前多數教師缺乏整合技術的統領性觀念，訓前提供給學員10篇相關TPACK的研究論文匯編，內容涵蓋TPACK的溯源發展、發展現狀等。在學員閱讀論文基礎上，訓中開設“物理教師TPACK結構及其發展”等專家理論性講座，同時設置了認知引領課“TPACK視角下的規律建立課”“TPACK視角下的規律應用課”“TPACK視角下的模型建立課型”，在這三種觀摩課型中分別向參訓學員展示如何用手機、VR、SolidWorks軟件結合白板來解決高中物理教學中的教學難點[6]，促成教學目標實現。在認知引領觀摩課后進一步組織學員進行深度研討，通過對課例的分析、反思加深對TPACK概念的理解，通過間接經驗反思他人與自己的淺層認知，學習正確的TPACK理念。

（2）維度二：如何在教學中更好地融合進“學科化”的信息技術知識

在概念認知引領的基礎上，通過“問題式深度研討”的方式[7]，依據Harris和Hofer提出的“TPACK in action”理論框架重視教學設計實踐，融入“學科化”的教育技術，從而在整合技術的物理教學策略以及整合技術的物理教學內容方面對學員進行集中強化培訓。

在訓前調研中確定教學展示主題為“平拋運動”，并要求參訓教師準備一份“平拋運動”教學設計。第一次研討中，在確定教學目標后，重點討論教學重難點，及自己日常教學中的處理方式，并初步確定用以突破重難點的技術工具。然后，一方面讓學員帶著問題和自己的技術設想觀摩信息技術支持下的“平拋運動”示范課。示范課在交互式白板的基礎上，通過手機投屏將演示實驗直接投放到白板，讓學生能夠更好地進行實驗觀察，再通過放慢攝影幀數，解決傳統拍攝中由于速度太快而造成的拖影現象，讓學生可以從演示實驗中清晰觀察到小球運動軌跡的形成過程。另一方面，讓學員帶著技術設想進示范課堂，能夠讓學員在觀摩中就產生“頭腦風暴”，也會有強烈的對比認知，讓受訓教師在“任務驅動”過程中對TPACK進行潛移默化，在訓后能有較為明顯的成果體驗。

在評課議課環節，引導學員圍繞學科內容，利用信息技術有針對性地進行教學重難點的突破，而并非“為技術而技術”。信息技術與課程的整合，重在如何利用信息技術創設情境、引導思考，從而解決教學問題，達成教學目標。之后才是引導學員進行示范課中的技術學習，做到“先學科后技術”。

（3）維度三：如何將信息技術在教學中用得更好

在前面兩個維度之后，不讓培訓停留在“聽和看”的層面上，更重要的是引領學員如何將信息技術在教學中用得更好。為了讓學員在小組集體備課中更好地進行自我衡量判斷，課題組引進Ruben R.Puentedura的SAMR模型[8]，根據培訓需求調整制作TPACK發展自評觀察量表，幫助學員對教學設計中在技術的選擇應用上進行自我評價與修正。具體設計的自評觀察量表見表2。

在教學實踐中，我們采用同課異構方式進行，選定主題為“機械能守恒定律”。物理實驗定律的驗證方法可以多種多樣，就“機械能守恒定律”而言，可以通過自由落體、單擺、斜面運動等方法進行驗證。在分組進行集體備課中，確定在教學設計中融入DIS技術，以尋求更為直觀簡便的方法。之后組織參訓教師進行相關技術學習，為學員講解DIS軟件基本功能及使用，以及常見DIS傳感器在高中物理教學中的應用，并在后續的教學實踐準備自己選定的“機械能守恒定律”驗證實驗。在教學實踐后及時組織參訓教師對本組教學設計進行反思深化。

在集訓中進行TPACK發展自評觀察量表使用指導后，培訓第二階段的在崗研修中依舊沿用此自評觀測量表進行自我發展。在崗研修階段，培訓團隊選取部分學員進行地區教學成果展示點評等。

三、中學物理教師TPACK發展培訓實踐反思與建議

1.重注在物理實驗資源整合中融合信息技術

在學科教學中融合信息技術，如何利用信息技術突出解決教學重難點是重中之重，其中不乏在物理（演示）實驗中融合進信息技術。在很多羞澀難懂的概念規律課中，演示實驗就能得到很好的課堂實效。例如，在“牛頓第三定律”中，可以借助力傳感器，在“牛頓第二定律”中將打點計時器換成光電門，在分析物體運動中利用Tracker軟件進行運動相對誤差的分析，在磁場分布中利用solidworks來構建磁場模型，在演示實驗中可以用手機攝像頭同屏推送以解決后排側邊位置學生看不清的問題。

2.關注專家名師的間接經驗，反思他人與自己的淺層認知

在高中物理骨干教師培訓教學實踐模塊中，培訓者通過具體課例載體，邀請省內外名師專家對相關教學內容進行具體的教學策略探析，并通過示范課引領或者同課異構方式進行深度比較研究，讓參訓教師對自身在具體課例中教學方式方法進行反思。在學科教學中融合信息技術，最大的困難并非在信息技術的獲取，而在于教師能否有意識地進行信息技術融合，因此有針對性地進行認知引領并學習他人經驗是發展TPACK的一條捷徑。例如在“平拋運動”課例中，我們將普通拍攝改成運動模式進行拍攝，從而解決拖影問題，類似的應用還可以放在斜拋、圓周運動、機械能守恒等課例中。

3.利用網絡學習平臺以及自評觀測量表，進行自主研修與評價

以“任務驅動”形式在訓中搭建學習共同體，將培訓任務細致化到各項活動中，促進參訓教師主動重組自己原有知識結構，在潛移默化中接受TPACK，實現學員間的協作成長。但是訓后學員在相關方面的自主研修積極性不高，主要源于繁重的教學任務，并且整合技術的教學需要花費較多的時間精力去認真設計打磨，因此“訓中激動，訓后不動”的現象居多。為了培訓效果能夠在訓后的教學活動中得到延續，學習共同體的建設是必要的。在訓后依托省市名師培養工作室，基于網絡平臺及自評觀測量表，定期在平臺中共享新的相關文獻、開展主題式討論、新技術使用、相關教學研討等活動，實現研訓一體化，促進學員自我發展。

參考文獻

[1] Koehler，M.J.，&Mishra，P.What is technological pedagogical content knowledge？[J].Journal of Education， 2009， 193（01）.

[2] 陳建.物理教師的TPACK結構及其發展[J].教育探索，2016（03）.

[3] 詹藝.培養師范生“整合技術的學科教學知識”（TPACK）的研究[D].上海：華東師范大學， 2011.

[4] 袁志強.整合技術的學科教學知識TPACK發展研究[D].上海：華東師范大學，2011.

[5] Harris，Judith B.;Hofer，Mark J. Technological Pedagogical Content Knowledge （TPACK）in Action：A Descriptive Study of Secondary Teachers' Curriculum-Based，Technology-Related Instructional Planning[J].Journal of Research on Technology in Education，2011，43（3）.

[6] 邱曉峰，林冰冰.整合信息技術的高中物理課堂體驗式教學實踐[J].物理教學探討，2017，35（07）.

[7] 林冰冰，柯曉露.“問題式深度研討”教師培訓實踐性課程的構建[J].教學與管理，2017（18）.

[8] Puentedura， R.R.As We May Teach： Educational Technology，From Theory into Practice （2009）[EB/OL].[2013-05-20].http：//tinyurl.com/aswemayteach.

[作者：林冰冰（1987-），女，福建福清人，福建教育學院理科研修部講師，碩士;鄭健（1981-），男，福建福州人，福州格致中學鼓山校區一級教師;柯曉露（1982-），女，福建安溪人，福建教育學院理科研修部講師，碩士;林艷欽（1971-），女，福建福州人，福建教育學院理科研修部講師，碩士。]

【責任編輯 ? 郭振玲】