信息技術視閾下數學師范生TPACK學科知識發展研究

耿超 張濤 張培

摘 要：文章將協作知識建構理念和方法引入師范生TPACK發展過程中，在綜合Scardamalia和Stahl的協作知識建構理論及TPACK知識框架的基礎上，構建了師范生TPACK學科知識發展模型，該模型從個體知識建構、組內協作知識建構、組間協作知識建構和集體知識建構四個維度探討了師范生TPACK知識建構的過程。采用社會網絡分析和內容分析對案例中TPACK建構過程及TPACK各維度因子進行了分析，研究結果表明：第一、處于較低層次的個體TPACK知識建構應在實踐場域下以案例研修為基礎，問題解決為主線，采用激勵措施引導師范生TPACK知識逐漸向高級認知階段發展，形成有意義的學習活動;第二、學習小組的建立是一個成長的過程，承載著個體TPACK知識建構路徑走向協作互助和豐富集體TPACK知識庫內容的職責;第三、建立TPACK知識整合的多元化途徑，應將TPACK置于具體學科教學的實踐環節，充分發揮TK的核心作用;第四，運用技術思維和工具手段共同構成具體學科環境下的TPACK。

關鍵詞：混合式學習; TPACK知識;協作知識建構;學習行為;知識因子

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】

引言

當前信息技術蓬勃發展，推動教育深度變革，特別在教學資源、教學環境、教學評價、師生角色等課堂教學要素與信息技術的作用下，正突顯教學結構的深層次變革。在這場變革中，信息技術為教育發展提供了新方向、新能量、新思路，促進信息技術與教育的雙向融合。基于網絡的混合式學習方式的興起，為信息技術在教學領域開辟了廣闊空間。線上，教師利用技術工具，以小組探究、協作學習、任務驅動等教學模式，與師范生建立平等地位的互動結構關系，促進有意義學習的發生;線下，教師在繼承傳統教學模式的優勢的基礎上，結合翻轉課堂、MOOCs等新興教學方式，以實踐問題為導向，培養師范生高階思維的形成與創新實踐能力。無論線上還是線下，對教師而言，要將信息技術與課程有機結合，開發推送滿足教學需要的人工制品，使師范生對知識建立吸收、生成、共享、評價的迭代體系，需要教師具備先進教學理念、完備知識體系和技術融合能力，TPACK[1]（Technology Pedagogical Content Knowledge）體系則強調了這種技術教學的需要。

目前，對教師TPACK的研究已成為信息技術與課程整合和教師專業化發展的熱點問題，其聚焦于教師如何將技術整合與教師的學科知識和教學知識之中，形成協同的有機體。對于當前信息技術在課堂教學中的廣泛應用，特別是利用網絡教學平臺開展混合式學習，探討師范生在創設的教學情境中進行協作知識建構活動具有實踐意義;而將TPACK置身于這樣的環境中，探究教師知識建構水平與信息技術、學科知識和教學知識的互動關系，將為教師專業化發展提供新的研究視角，促進師范生TPACK發展。

一、TPACK組成與內涵

TPACK是由密歇根州立大學Koehler和Mishra兩位學者在Lee.Shulman的學科教學知識（PCK）理論基礎上提出的一種整合技術的教師專業發展理論框架，用以解釋教師所需的技術知識[2][3]。其結構包含七個因子成分，分別是技術知識（TK）、教學法知識（PK）、學科知識（CK）、學科教學法知識（PCK）、整合技術的學科知識（TCK）、整合技術的教學法知識（TPK）、整合技術的學科教學法知識（TPACK）。其中三個因子（TK、CK、PK）作為基礎因子形成疊加的互動關系，共同構成四個復合高階因子（TCK、TPK、PCK、TPACK），并與具體境脈因子（社會環境、學校政策、教師關懷、知識體系等）綁定在一起，共同賦予教師獲取成功所需的靈活性（見圖1）。

TPACK框架自提出以來受到國內外學者的廣泛關注，特別在數學、藝術、社會科學等領域進行了相關實踐研究。但由于Koehler和Mishra只從理論角度對TPACK本質、七個因子和境脈因子進行了界定， 未從具體學科背景和具體教學模式入手對各個因子間結構進行明確表述。此外不同學者對TPACK各因子的界定及本質的認識也存在分歧。新加坡學者Chai Ching Sing等人在接受TPACK框架的同時，持整合觀點積極推動TPACK在教師培訓中的應用。結合師范生信息技術培訓，Chai在修訂Schmidt量表基礎上，將七個知識因子的內涵置于信息技術環境下，通過因子分析對各因子的數量和結構進行重新界定，并在亞洲地區調查了500多名師范生后，提出師范生TPACK結構方程模型，探討有意義學習環境下師范生TPACK組成元素間的發展路徑關系[4][5][6]。而塞浦路斯大學Angeli和Valanides通過實證研究認為TPACK是在具體教學情境中，將技術知識、學科知識和教學法知識轉化成特定或截然不同的一種獨立的知識形態，并從認識論角度批判TPACK各元素的相互疊加[7]。同時，楊百翰大學Cox和Graham也對TPACK框架提出了質疑，認為TPACK是由各元素間相互作用變化形成的動態平衡結構。即在特定教學活動中，運用新技術將特定教學主題或特定學科主題與特定主題的表征結合起來共同促進師范生學習。當技術在教學活動中被廣泛接受后，教師的技術知識就變成教學法知識或學科知識，TPACK結構就回歸到PCK結構，而新技術的出現與應用，又會使TPACK結構重新建立[8]。

二、師范生TPACK學科知識模型構建

協作知識建構模型是協作知識建構過程的簡約化、抽象化、系統化的描述，具有指導性和可操作性。加拿大安大略省Scardamalia和Bereiter兩位學者在計算機支持的目的性學習環境（Computer-Support Intentional Learning，簡稱CSILE）基礎上，將CSILE改進為知識論壇（Knowledge Forum，簡稱KF）系統，并以CSILE/KF作為知識建構環境，提供知識探索、信息加工和思維創新等活動，提出了知識建構12條原理，廣泛應用于指導知識建構的教學活動[9][10]。Stahl則從個人知識建構和群體知識建構兩個層面描述知識建構的模型，通過個人吸收、生成、話語表達、認知沖突、分享交流等認知階段，形成個人理解和群體認知[11]。本文結合Scardamalia和Stahl的知識建構理論及TPACK框架，依托我校正在推廣的網絡綜合教學平臺[12]，構建混合式學習下師范生TPACK知識協作的原理及模型（如圖2所示）。該平臺的應用將個性化學習與協作學習有機結合起來，通過師生互動、生生交流、資源共享、學習評價等學習路徑，為師范生TPACK協作知識建構、組間知識建構及群體知識建構提供技術支撐。

3、基于案例研究分析

（1）研究設計與方法

根據上述對師范生TPACK學科知識建構的原理與模型分析，文章選取《現代教育技術》課程為分析單元[20]，運用網絡教學平臺對數學師范生教師TPACK學科知識建構的內在過程開展為期近一個半月（2017年9月7日至12月30日）的混合式學習活動。本研究主要采用社會網絡分析法、內容分析法和調查研究法對師范生知識建構過程進行研究;在Schmidt[13]量表和Chai[14]量表基礎之上開發符合本學科教學的量表進行量表調查，運用SPSS21.0工具對數據進行分析處理師范生TPACK結構水平的變化維度。

（2）數據來源與編碼框架

研究數據來源于125位數學師范生交互產生的在線系統日志、課程回文數量、在線時長等數據，時間跨度從2017年9月7日至2016年12月30日，共產生23個在線討論話題生成3714條有效帖子。課程結束后，通過系統統計工具將發帖人、進入課程次數、課程討論區發表話題次數、課程討論區回文次數、課程討論區被回文次數等數據保存至EXCEL中，進行數據清洗、整理、格式轉換和編碼;此外采用李克特五點法對師范生TPACK結構進行課堂實施前后量表調查，發放調查量表125份，回收有效量表卷118份。經Cronbach’s α信度檢驗，TK、CK、PK、PCK、TCK、TPK、TPACK的α信度系數分別為0.846、0.665、0.818、0.792、0.703、0.858、0.831、0.941，量表內部一致性較好，可進行統計分析。

（3）數據分析與討論

師范生TPACK各知識維度TK、CK、PK、PCK、TPK、TCK、TPACK的均值分別為：3.32、3.41、3.84、3.29、3.89、3.77、3.87;其排序為TPK>TPACK>PK>TCK>CK>TK>PCK，七個維度的均值為3.62。從均值可看出，師范生能運用技術知識解決教學法和學科知識中的復雜問題。其原因在于一方面《現代教育技術》課程本身是具有TPK性質，對師范生利用信息技術解決教學實踐問題、形成認知策略推動教學結構的變革，具有實踐指導意義;同時對師范生TPK及TPACK知識的形成具有重要作用;另一方面在課程實施中，分為三個階段進行學習，每個階段都采用線上教學和線下研修，其目的是促進技術知識在教學法知識和學科知識間的整合思維發展。本文采用配對樣本T檢驗法對師范生課程實施前后TPACK水平變化進行了統計，如表1所示：CK、PK、TPK、TCK、TPACK顯著性得到明顯提高，其顯著性水平值分別為.035、.018、.000、.015、.000，小于0.5。表明

通過利用網絡教學平臺開展混合式協作知識建構活動，除PCK和TK外，師范生的各因子水平均有顯著上升。

最后，通過訪談法對師范生的線上學習活動和線下研修和小組討論進行個別訪談。其結果一致認為采用混合式學習方式能夠有效促進師范生的學習積極性，提高學習績效水平;特別是通過創設學習情境，利用信息技術幫助師范生對知識的理解與建構。

4、研究結論

本文結合Scardamalia和Stahl的知識建構理論及TPACK知識框架，以網絡教學平臺為支撐構建了混合式學習下的師范生TPACK知識協作建構模型，通過建立協作知識編碼框架，對師范生產生的TPACK交互制品進行分析及在Schmidt量表和Chai量表基礎開發了相應的TPACK量表，對TPACK各維度的均值進行分析，得出以下結論：

1.個體TPACK知識建構需采取激勵措施引導師范生由知識建構的基礎層逐漸向高級認知層級發展，提高個體知識建構的認識能力。從交互文本可見大多師范生以知識分享、協商研討為主表達在理論知識學習（CK、PK、PCK）中的理解，而運用TK表征工具對TCK、TPK和TPACK知識的應用與遷移，特別是問題校驗、觀點修正、創新設計等環節有待進一步引導和激勵。此外個體知識的表征行為軌跡具有間接性和非完整性，不利于個體TPACK知識的持續建構研究表明個體TPACK知識的建構應建立在實踐場域下的以案例研修為基礎，問題解決為主線的認識活動中，采用激勵與引導措施對師范生的TPACK知識逐漸向高級認知階段發展，形成有意義的學習活動。

2.學習小組的建立是一個成長的過程，并非隨學習小組的建立而形成穩定的具有完整內部約束條件的組織。由于早期核心成員的動態變化，內部約束條件的不充分是影響小組活動開展的內因。因此需要在具體實踐情境中加快小組成員融合群體的速度，促進內部結構機制的完善，形成統一的契約規則和產生可領導的意見領袖。當學習小組進入社會化學習情境時，由于組間邊界的弱化，個體成員逐漸融入社會化學習，構建符合知識特征的個體TPACK知識庫;而小組作為社會化學習的組成單位，隨著內部結構體系的完全建立，對其行為的認同是一種群體歸屬。

3.建立師范生TPACK知識整合的多元化途徑。TPACK雖是一個知識行動框架，信息技術與課程整合的新模式，但需要與具體學科內容結合才會發揮其實踐作用。本研究中將TPACK置于《現代教育技術》課程中，探究其各個因子的內部結構。通過各因子均值和配對樣本T檢驗的數據結果發現，TPK、TPACK和PK三者處于顯著位置，表明在教學法課程或教學法知識環境中，技術工具使教學知識數字化，形成數字教學資源如教學課件、教學視頻、教學日志、教學心得等，通過信息傳播工具/平臺實現資源傳播與共享，規范和促進師范生教學行為的合理性。

4.TK能夠有效協調與PK和CK之間的關系，共同構成具體學科環境下的TPACK。基于網絡教學平臺下的混合式學習，充分展現了技術支持下的教學活動的實施，運用技術思維和工具手段解決教學中的學科知識問題，通過交互文本、學習資源生成與推送，作業上傳與批閱、在線學習行為對學習績效的影響等技術對學科知識和教學法知識復雜體的影響與作用，共同構成不同群體和組織的TPACK知識庫，為實現師范生TPACK知識的獲得、內化、提升提供結構體系。

參考文獻

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基金項目：

本文為河南省高等學校重點科研項目資助計劃“ 信息技術視閾下數學師范生專業化發展研究”（ 項目編號16B880005）的研究成果。

作者簡介：耿超，講師，碩士，研究方向：教師專業化發展，郵箱為1325924989@qq.com