基于TPACK的高校教師現代教育技術培訓設計研究*

梁存良 鄧敏杰

（河南師范大學 教育技術系，河南新鄉 453007）

一 引言

教育信息化的不斷推進、高等教育教學的改革、信息技術與課程的融合、教師專業化的持續發展等都要求教師應具備一定的現代教育技術素養和能力，現代教育技術能力已成為教師專業能力的重要組成部分。但目前現代教育技術在高等院校中的推廣和應用仍存在理論和實踐脫節等問題，提高高校教師的現代教育技術水平已成為當務之急。快速、有效提升高校教師的教育技術能力，這就亟須在高校范圍內對專任教師實施現代教育技術培訓。高校教師現代教育技術培訓開展近十余年來，雖然在很多方面取得了一定的成效，但在培訓目標、模式等方面仍然存在一定不足，目前仍需對現代教育技術培訓的模式和方案展開有效的探索。

“整合技術的學科教學法知識”（TPACK），是2006年密西根州立大學的Punya Mishra教授和Matthew Koheler教授[1]在教師知識（PCK）的基礎上，將技術與教學有效整合而正式提出的，近年來受到了國外相關領域的廣泛關注，并展開了豐富的理論與實踐研究。目前已逐漸成為最有效、最受歡迎的一種整合模式，同時也是國外目前“信息技術與課程整合”途徑與方法研究領域的最新發展與最新成果。雖然國內開展關于TPACK的研究相對較晚，但近幾年也越來越受到相關研究者的青睞，同時研究范圍從師范生教育不斷擴展。但目前TPACK在高校教師培訓中的應用還比較少，與教育技術相結合的應用幾乎沒有。本研究在相關研究的基礎上，采用設計研究的思想，對基于TPACK的現代教育技術培訓模型進行了構建，并將制訂的培訓方案進行實踐驗證，以期能促進高校教師現代教育技術水平的有效提升。

二 理論基礎及研究界定

1 理論基礎

（1）成人學習理論

成人學習是在已有經驗的基礎上引起的行為上的改變。其目的性較強，即解決實際的問題。因此，在制訂及實施培訓方案的過程中，要以學員為中心、以解決問題為導向、強調多樣化的學習，充分考慮成人的學習特點、遵循成人學習的規律和法則，安排適當的學習環境、營造非正式的學習氛圍、結合實際需求、采取多種學習方式相結合，促進成人的全面發展。

（2）教師專業發展理論

社會個體從新任教師或非專任教師，成長為成熟的專家型教師的過程，即是教師專業發展。現代教育技術對教師專業發展具有巨大的促進作用。培訓過程在專業知識的傳授、應用引導的基礎上，培養教師樹立現代教育技術理念和解決實際問題的意識，充分發揮現代教育技術本身優勢，促進其專業化的發展。

（3）建構主義學習理論

建構主義認為學習是在學習者與環境交互作用的過程中主動地建構內部心理表征的過程，知識是學習者在一定的情境下，通過意義建構的方式而獲得的[2]。在培訓過程中，從簡單、傳統的知識傳授轉為創新精神和實踐能力的培養，轉變師生角色，發揮學員的主體作用，構建新舊知識鏈接，注重協作和交流，培養學員自主、合作學習，提升創新能力，以期能真正指導其教學實踐。

2 相關研究界定

（1）TPACK的內涵

TPACK由3個核心元素（TK、PK和CK）和4個復合元素（TPK、TCK、PCK和TPACK）組成。關于技術的知識（Technological Knowledge，TK），是傳統技術和數字技術的總和。同時也是TPACK框架中最具變化性的成分，總是處于一種變化不定的狀態。因此，需要足夠寬泛地了解并能持續地適應信息技術的變化。教學法知識（Pedagogical Knowledge，PK），是關于教與學的過程、實踐或方法的深層次知識，是基本的、普遍適用的知識。學科知識（Content Knowledge，CK），是實際被學習或教授的學科內容知識，同時也是教師從事特定學科教學的重要前提和基礎。

整合技術的教學法知識（Technological Pedagogical Knowledge，TPK），由技術和一般教學法相互作用產生的，是對具體技術應用時教與學如何改變的一種理解。從現代教育技術的角度，可以設定為教學設計知識。整合技術的學科知識（Technological Content Knowledge，TCK），一般由技術與特定的學科內容知識雙向互動產生，指教師對新技術的學科影響和使用技術合理表征內容的相關知識。從現代教育技術的角度，可以設定為教學資源知識。學科教學法知識（Pedagogical and Content Knowledge，PCK），由學科知識和教學法知識及其相應的情境綜合而成，是具體學科知識的“教學轉化”，PCK可以設定為學科教學知識。

整合技術的學科教學法知識（Technological Pedagogical and Content Knowledge，TPACK），同時整合技術、教學法和學科知識，由以上各元素的知識綜合而成。在現代教育技術領域，可以看作是教育技術知識。

（2）教育干預

教育干預是基于設計的研究方法應用中的重要內容，而干預系統設計是設計開發教育干預的核心環節。本研究在設計研究一般過程的基礎上構建了基于TPACK的現代教育技術培訓模型，而干預系統設計是依據此模型實施設計研究的基礎和關鍵。本研究限定在現代教育技術培訓，因而教育干預系統指現代教育技術培訓干預系統，但與高校教師教育技術培訓系統不同。

（3）TPACK與現代教育技術培訓

在TPACK中，TPK可以認為是教學設計知識，TCK為教學資源知識，PCK為學科教學知識，TPACK是教學設計知識和教學資源知識的總和，可以看作是教育技術知識，分別對應強調的是教學設計能力、資源應用能力、學科教學能力及信息技術與課程整合的綜合能力。這也是TPACK和現代教育技術的重要契合點，因而可以將TPACK引入到現代教育技術培訓。提升高校專任教師的教育技術能力，同時也是培養其TPACK知識的一個重要手段和方法。本研究基于二者的契合點，主要從TPACK角度設計和實施培訓，進而促進高校教師的現代教育技術能力的提升。

三 基于TPACK的高校教師現代教育技術培訓設計

1 研究目的與方法

研究者結合高校特點，針對實踐中存在的問題，以參與本校第 2期現代教育技術培訓的 60名專任教師為研究對象，從TPACK角度出發，運用設計研究的理念展開高校教師的現代教育技術培訓，以期能進一步強化教師的現代教育技術素養及有效提升其應用現代教育技術的水平，從而促進教師專業的持續發展、加快教育信息化的進程。

本研究主要采用基于設計的研究方法，又稱設計研究（Design-based Research，DBR）。它是一種系統而靈活的方法體系，注重學習環境設計[3]，通過反復循環以促進教育實踐，并提煉對現實情境的設計原理和理論[4]，在研究者和實踐者合作的基礎上，實現理論與實踐的雙重發展。

2 基于TPACK的培訓模型構建

Koehler和Mishra[5]于2005年認為，TPACK可以用基于設計的研究方法在真實的教學情境中得到適度的發展。研究者基于設計研究的一般過程，參考借鑒國內外較有影響的研究框架，結合高校教師現代教育技術培訓的實踐，設計出基于TPACK的現代教育技術培訓模型，如圖1所示。

該模型將培訓過程分為五個階段，即廣博考察、設計開發、實施驗證、分析評價、完善優化。廣博考察階段是本研究的基礎環節，又細化為需求分析、TPACK境脈考察和績效問題分析，通過前期調研，為后續研究做好鋪墊；設計開發階段是重要環節，在實際問題的驅動和相關理論的指導下，多方共同參與干預系統的設計和保障措施的制訂；實施驗證階段是培訓的關鍵環節，細化為真實情景實施和典型問題分析，同時實施微型循環，通過設計、修改、再設計等不斷對初始設計完善；分析評價階段是第四個環節，分為多樣化評價和設計研究專題庫，通過運用多種評價方式及整理設計研究的產出，保證了培訓的有效性、完整性；完善優化階段是該輪培訓的最后一個環節，同時也是新一輪研究的起點和依據，細化為修改完善干預、TPACK境脈革新和優化推廣。這五個階段存在于同一個系統內部，并相互影響、相互促進，共同制約設計研究的最終成效。

圖1 基于TPACK的現代教育技術培訓模型

3 干預系統設計

在設計干預系統之前，研究者首先從適應國家政策需要和解決實際問題需要兩個層面對培訓的需求進行了深入的分析；其次在前一期培訓的基礎上，針對本次培訓的對象，通過調查問卷的形式對其TPACK相關知識、現代教育技術素養和能力等TPACK境脈進行了考察設計，從而對培訓對象有了較深層次地了解；再次，針對該校教師教育技術能力現狀與高校教師現代教育技術能力的期望要求，通過績效問題分析，得出該校引起績效差距的根本原因存在于現代教育技術知識與技能不足、應用現代教育技術的意識薄弱、硬件設備與軟件資源缺乏、缺少激勵措施和支持系統等方面，為后期設計干預系統提供了參考。

由于TPACK的三個核心元素之間處于一個動態的平衡狀態，當情景發生變化時就需要重建該平衡，而在此過程中更加注重教師知識的融合性和學習情境的創設。TPACK 發展的關鍵是教師的創造性[6]，即教師形成技術知識融入內容教學知識的意識、思維、能力的創造性。正如Mishra和Koehler所建議，在幫助教師發展TPACK時，應該將現代教育技術及其應用整合到他們實際的教學、科研和管理的實踐中，使TPACK各部分協調發展，這正與現代教育技術培訓的理念相吻合，同時也凸顯了TPACK引入現代教育技術培訓的科學性和可行性。在相關理論的驅動下，研究者構建了一個包含培訓內容設計、培訓過程設計、培訓支持設計、培訓方法選擇、培訓教師選聘、培訓時間規劃和培訓評價設計共七個組成要素的培訓干預系統，如圖2所示。

圖2 基于TPACK的現代教育技術培訓干預系統

培訓內容設計思想是結合培訓目標，并將目標細化為內容單元，以專題形式呈現。大境脈是高校教師現代教育技術，分為四個專題，即數字化資源獲取與處理專題、多媒體課件制作專題、網絡教育應用專題、信息化教學設計專題，分別對應TPACK框架中的TCK、TPK、PCK、TPCK；培訓過程是針對不同的角色進行設計的，根據培訓流程設計，面對培訓教師、培訓學員和培訓輔助者分別設計任務，在活動中以認知、接受、抉擇、探究、優化五個環節來促進培訓學員的TPACK發展；在數字化培訓環境中，培訓支持提供了以Moodle平臺和遠程交互系統為主的平臺輔助和以內容資源、思維導圖和任務單為主的策略支持，以促進深層次的互動交流；培訓總體上采用任務驅動法，并靈活運用多種培訓方法；為保證培訓的質量，選聘同時具備教育技術理論和豐富實踐經驗的教師擔任培訓教師；結合本校的具體情況，培訓共30個課時，5周內結束，采取集中學習3課時/周和課外鞏固、強化相結合；培訓設計了包含參與度評價、任務評價、后測問卷調查、考核量表等多種評價相結合的方式，對參加培訓的學員的學習情況進行評價。

四 數據分析與討論

將所設計開發的培訓模型和干預系統在真實的培訓環境中實施。實施前期用Moodle開發了培訓輔助的網絡教學平臺，并結合飛視美遠程交互系統，做好輔助準備工作，強化網絡培訓的互動與交流。培訓按照院系和前測將學員隨機分為1班、2班，各30人，基本保證學員的初始水平相當。其中，1班實施本研究所設計的模型和干預系統，作為實驗班；2班按照原有方案實施，其他條件與1班保持一致，保證了研究的科學性和準確性。

1 數據分析

從參與度角度來看，培訓的出勤率和小組表現在一定程度上可以反映學員的積極性和措施的有效性，實驗班分別高出對照班6.66%、10%。

從任務角度來看，兩個班級提交作業均為 100%，教學技能和作品展評都在一般水平之上，其中實驗班的優秀率明顯較高，基本反映了學員對培訓知識和技能的學習情況。

從后測的問卷調查來看，培訓學員對現代教育技術及TPACK各元素的認識有了較大的提升，并能辯證地看待技術問題。其中，學員的課件設計能力、教學設計能力、信息檢索與處理能力提高的較為明顯。結果顯示，培訓后有63.33%的學員將按照教學設計的思想重新設計自己的教學課件，30%的學員會在教研和管理中應用技術來進行呈現，80%的學員準備在教育技術人員的協助下開發自己的網絡課程，有89%的學員準備或者已經使用自己專業相關軟件來促進教學、科研等，這在一定程度上也凸顯了此次培訓的效果。

從量表考核的角度來看，筆者結合在職教師的具體情況，參考國際上較為權威的 Schmidt、Archambault和Cripen等人的量表，設計了針對在職教師的TPACK測量量表，針對其七個元素分為七個部分，共32題，其中每個部分的平均得分為該部分的成績值，七個值的和為TPACK的成績值，并采用SPSS軟件將實驗前后數據進行統計分析。

（1）整體TPACK水平分析

用G11、G21與G12、G22分別代表前、后測中實驗和對照班的平均成績，結果如表1。由于均值可以反映整體水平，前測中兩班TPACK水平幾乎相當，而后測中實驗班明顯高于對照班；標準差體現個體的離散程度，實驗班標準差減小趨勢較大，在一定程度上體現了培訓的有效性。

表1 實驗班與對照班TPACK成對樣本統計

（2）局部TPACK水平分析

筆者將兩個班中七個元素的值進行成對T檢驗，如表2和表3所示。可以看出，在前測中兩個班級的七個元素的均值幾乎相當，可以認為學員初始的各項水平處于同一級別；而后測中，CK、PK、TPK、TCK、PCK、TPCK均值都大于對照班，這在某種程度上可以認為是由以往簡單的技術傳授為主的培訓向提升教師整體素質的一個轉變。由表2可知，實驗班的各項均值都有所上升，說明了各項的水平均有所提升；而對應的標準差有所下降，則體現了培訓的整體性。

由于Sig.（雙側）值可以表示統計的顯著性，本研究中小于0.05認為該項變化顯著。在對照班中，變化顯著的只有 TK，其他元素雖有提升，但是變化不顯著，這在一定程度上說明了傳統教育技術培訓對教師的整體發展還不夠重視。而在實驗班中，變化顯著的元素為TK、TCK、PCK、TPK、TPCK，變化不顯著的為CK 和PK。但CK、PK的前測值與其他元素相比較高，可以看出在職教師已經具備了較高水平的學科內容知識和教學法知識，同時這也符合現代教育技術培訓的初衷，即從技術的角度促進教師TPACK的提升。

另外，筆者結合培訓的內容和特點，對本研究的產出情況進行了匯總，形成一個專題研究案例庫。該專題庫一方面可以用于持續本地境脈的革新，另一方面也可以給新境脈中的研究提供參考，同時也為新一輪的研究工作奠定了基礎。

表2 實驗班七個元素成對T檢驗結果

表3 對照班七個元素成對T檢驗結果

2 研究討論

由上面的數據分析可知，針對在職教師，結合現代教育技術培訓的特點，TPACK是一種有效的培訓設計理念。將前沿理論TPACK引入到現代教育技術培訓中，可以從技術的角度出發，在培訓中與在職教師的學科內容、教學法知識進行深層次地融合，從而達到現代教育技術培訓的目的，在實踐中促進教育技術的有效應用。而本研究構建的培訓模型，在干預系統的支持下能夠在實踐中順利地執行、效果顯著，并結合設計研究的產出情況，匯集成專題案例庫，為后續研究奠定了基礎，同時也可以為其他類似研究提供參考。

高校教師現代教育技術素養的培養和能力的提升，是一個復雜的、長期的過程。培訓雖然取得了一定的成效，但研究者也發現諸如部分學員積極性不高、培訓內容與學員具體學科實踐運用的融合程度仍有待深入等問題。另外，研究的取樣范圍也可能使研究結果受到限制。研究者將結合本次培訓存在的問題，在后續研究與培訓中從深化理論研究、調整培訓方案、增加培訓時間和擴大培訓范圍四個角度深入實踐，以促進高校教師的TPACK持續發展、現代教育技術水平繼續提升，進而加快高校教育信息化的進程。

五 結束語

本研究通過設計研究實踐驗證了基于TPACK的現代教育技術培訓模式能夠有效提高教師的TPACK水平，進而促進高校教師應用教育技術能力的提升，一定程度上解決了現代教育技術培訓中理論與實踐脫節的部分難題，同時也為大中專院校開展現代教育技術培訓研究提供了一個實踐案例。由于培訓時間、培訓規模等限制，本研究還在某些方面存在不足，還需在設計研究迭代循環的基礎上，進一步擴大實踐范圍，開展后續深入地研究。

[1]何克抗.TPACK——美國“信息技術與課程整合”途徑與方法研究的新發展(下)[J].電化教育研究,2012,(6):47-56.

[2]鄧敏杰,李占偉,張豪鋒.運用思維導圖優化小學作文教學的實踐[J].中國電化教育,2012,(3):90-94.

[3]Design-Based research collective. Design-Based research: An emerging paradigm for educational inquiry[J].Educational Researcher, 2003, (1):5-8.

[4]Schmidt D A, Baran E.Design-based research and technology-enhanced learning environments[J]. Educational Technology Research & Development, 2005,(4):5-23.

[5]任友群,詹藝.整合技術的學科教學知識:教育者手冊[M].北京:教育科學出版社,2008:297.

[6]張靜.面向TPACK發展的設計型教師教育課程[J].遠程教育雜志,2013,(5):83-88.