基于TPACK模式高職物聯網專業教師信息化能力提升研究

莫樹培 趙大磊 陳明

摘 要：針對高職物聯網專業教師信息化能力處于中等水平、教學效果不佳的現狀，作者提出了基于TPACK模式教師信息化能力提升研究，首先分析高職物聯網專業教師信息化能力存在的問題，其次搜集教師和學生的TPACK能力問卷調查，再次分析和評估教師TPACK能力分值和形成原因，最后構建分級分層信息化培訓、完善教師實踐制度以及加強教學方法和技術知識等培養方式，提升高職物聯網專業教師TPACK能力，提高教學效果。

關鍵詞：TPACK;信息化;高職教師;物聯網專業

中圖分類號：G451 ? ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-8454（2020）12-0071-04

2019年國家出臺《國務院關于印發國家職業教育改革實施方案的通知》《加快推進教育現代化實施方案（2018-2022年）》和《中國教育現代化2035》等文件，其中提出大力推進教育信息化，著力構建基于信息技術的新型教育教學模式、教育服務供給方式以及教育治理新模式[1]。促進信息技術與教育教學深度融合，支持學校充分利用信息技術開展人才培養模式和教學方法改革，逐步實現信息化教與學應用師生全覆蓋。2019年人力資源和社會保障部發布的13個新職業就包含有“物聯網工程技術人員和物聯網安裝調試員”。同時貴州等地區打造先進裝備制造、大數據電子信息和生態特色食品等千億產業，需要大量的高技能、高素質、高品德的物聯網相關技術員[2]。

綜合上述問題，高職院校必須培養出適合企業使用的高技能物聯網專業學生，為此需要提高教師的教學教法水平，并提升教師信息化能力，激發學生的學習興趣，從而提高物聯網專業的教學質量。本文以TPACK模式探索高職物聯網專業教師信息化運用能力的培養方式。

一、高職物聯網專業教師信息化能力存在問題

物聯網專業[3]是一門交叉學科，涉及計算機、通信、電子和測控等專業基礎知識，以及管理學、軟件開發、大數據和人工智能等多方面知識，其主要學習信息流、物質流、數據流和能量流彼此作用、相互轉換的技術和方法，有著較強的工程實踐特點。

高等職業院校物聯網專業教師主要來源于以下三類人員：一是高校畢業碩士研究生，這類教師理論知識豐富，但缺乏工程實踐經驗;二是工作過幾年的本科生，這類教師有一定理論知識和工程實踐經驗;三是校企合作的企業工程師，這類教師工程實踐經驗豐富，但在傳授理論知識上不夠系統性和深刻性。上述三類教師大多都是工科畢業，有較強的工科理論知識水平，但都是非師范類專業畢業，沒有受過專業授課能力的培訓，大多數教師對如何進行課堂教學和實踐教學沒有理論性和系統性學習，很多是憑借經驗進行授課，達不到“雙師型”[4]教師要求，因此高職物聯網專業教師在教育教學方法和運用信息技術方面的水平相對較低。

二、高職物聯網專業教師的TPACK現狀分析

1.TPACK理念

整合技術的學科教學知識[5][6]（Technological Pedagogical Content Knowledge，TPACK）是由美國學者科勒（Koehler）和米什拉（Mishra）在2005年總結舒爾曼（Shulman）提出的學科教學知識PCK的基礎上延伸出來的。此后，國內外學者對整合學科教學知識、教學方法和技術知識進行全面研究，從而使TPACK成為研究熱點;通過研究學者們發現TPACK有助于提升教師運用教育信息技術的能力，從而提高學生動手能力，提升教學質量。TPACK已經成為教師應當且必須具備的全新知識，其結構框架如圖1所示。

由圖1可以看出，TPACK教師知識結構框架[7][8]包含學科內容知識（CK）、教學法知識（PK）和技術知識（TK）三個核心要素，并由這三個核心要素延伸出學科教學知識（PCK）、整合技術的學科內容知識（TCK）、整合技術的教學法知識（TPK）、整合技術的學科教學知識（TPACK）四個復合要素。TPACK具有學科性、整合性、實踐性、情境性和個體性等特點，在TPACK實施過程中，必須強調教師是教學改革的積極參與者，也是課堂教學的設計者、實施者;在教學實施過程中教師利用現代化技術有效地將學科知識、工程實踐技術、信息化教學技術和教育教學方法進行整合，引導學生主動學習，提升學生的學習興趣，增強其動手能力和創新思維能力，培養溝通交往能力，從而提高教學質量。

2.問卷設計

為充分掌握高職物聯網專業教師信息化教學能力情況，并能通過物聯網專業學生第三視角更加客觀地掌握教師的信息化教學能力情況，筆者分別針對貴州工業職業技術學院教師和學生設計了兩種不同的問卷[9-12]。

教師問卷主要涵蓋兩個方面：①基本信息的調查。涵蓋年齡、學歷、教齡、企業工作年限和經常使用那些現代化技術工具等基本情況。②以阿尚波特問卷為藍本，并依據高職學校教師教學能力和物聯網專業相關標準，對問卷進行修改，得到涵蓋TPACK的七個維度評價量表。

學生問卷主要以施密特問卷為藍本，依據物聯網專業教學要求，并重點考察教師態度、責任、技能、課程設計、教學方法、教學創新等多個方面，再結合高職物聯網專業學生的特點對學生問卷內容進行修改， 從而得到學生對物聯網專業教師TPACK能力的七個維度評價量表。

對教師和學生問卷進行內容效度分析時，采用探索性因素分析，選擇取樣適當性量數 KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）的方法判斷兩份問卷七個維度是否適合因素分析。問卷各維度的KMO值表見表1，從中可以看出，高職教師問卷KMO值比高職學生問卷KMO值高，高職教師問卷中七個維度KMO值介于0.61至0.74之間，均值都高于0.6;高職學生問卷中七個維度KMO值介于0.60至0.71之間，均值也都高于0.6。根據以往經驗，KMO值在0.6以上則較合適進行因素分析，因此問卷具備較好的效度水平。

3.調查結果分析

調查共收回教師問卷64份，學生問卷256份，其中有效問卷300份，占比回收問卷的93.75%。被調查教師包括學校教師和企業教師，其基本信息如下：男性教師占43.75%，女性教師占56.25%;學歷都是本科以上，碩士占65.63%;年齡主要在28—40歲之間占84.38%;教齡5年以下占37.50%，6—15年占46.88%，15年以上占15.62%;教師企業鍛煉工作年限3年以下占50%，4—8年占31.25%，8年以上占18.75%。

通過調查發現教師經常使用的現代化技術工具，如圖2調查數據可以看出，教師經常使用的現代化技術工具主要有：多媒體教室、手機、電腦、Word、PPT、QQ和微信等設備或軟件;但對圖像處理軟件、視頻制作軟件、音頻處理軟件、動畫制作軟件、虛擬仿真軟件、藍墨云、學習通、網絡教學資源庫和精品在線資源課使用得相對較少。由此可見，教師對信息技術的應用還在展示和演示層面，并沒能將信息技術與學科內容進行相應的結合。

利用SPSS軟件對TPACK的七個維度評價量表按照維度進行分析，評價中分值分別用完全不符合為1分、不符合為2分、符合為3分、比較符合為4分、完全符合為5分進行表示，并對各個維度分別進行變量計算，具體計算如下：CK=（CK1+CK2+…+CK5）/5，其 TPACK能力均值如表2所示。

由表2可以看出，各個維度分值都在3分左右，說明教師TPACK能力處在中等水平。其中TK維度的分值最高，說明教師技術知識水平較高，基本能滿足物聯網專業教學知識要求。

三、現狀形成原因分析

通過調查發現，貴州工業職業技術學院物聯網專業教師的教育信息化能力整體上不樂觀，TPACK各個維度都處于中等水平。教師信息化能力主要表現為：能掌握主流的信息化教學方法，會使用簡單的信息化教學軟件和設備，但對于信息化教學的內涵理解不夠深入，未能掌握中高級信息化軟件的使用，信息化教學效率較低，未能將教學內容、教學法和技術知識有效整合。綜合起來有以下原因：

1.教師信息化培訓不夠完善

調查中發現，高職院校每學期都會有一定的信息化培訓，但大多數都是傳統模式的培訓，其培訓內容的實用性與針對性也不強，沒有根據高職“雙師型”教師職業發展的不同階段開展相對應的教師TPACK能力培訓，并且培訓往往側重于技術的操作知識，很少能將信息技術與學科內容知識和教學方法知識進行聯系，而教學方法知識、信息技術知識與學科內容知識融合是高職教師迫切需要的知識，從而造成培訓效果不佳，并不能滿足高職教師對信息化知識獲取的需求。

2.優質高職學科教學資源缺乏

調查中發現，高職教師在使用技術進行教學時，教學資源對教學效果會產生較大的影響。網上的教學資源雜亂，質量良莠不齊，適合高職教育的資源很少，真正適合高職物聯網專業教學的資源就更難找到。在網絡中數字化課程資源有很多，但能夠滿足高職課堂教學需求的資源很少，且很多資源缺乏實際應用性。高職教學資源“量”已經上去，但“質”還未得到品質的提升，實用性和教學針對性都強的資源少。高職優質的學科教學資源缺乏的情況依然存在，不能滿足高職教師實際信息化教學的需要。

3.傳統教學觀念阻礙信息化教學

調查中發現，教師對于技術的使用停留在演示階段，課堂教學依舊采取傳統的教學形式，導致這些問題出現最根本的原因是高職教師還沒有完全拋棄傳統的教學觀念。傳統教學觀念使高職教師對信息技術的理解不準確，信息技術僅用于展示教學內容，未能真正將其融合于學科內容和教學法中，從而導致教學效果不佳。

4.教師信息化的應用缺乏深入研究

調查中發現，大多數年輕教師都認識到了教學信息化的重要性，也在主動學習新的信息技術、教學方法以及中高級信息化軟件的使用，但對于如何將信息技術應用到課程當中未能深入研究，導致應用效果不佳[13]。

5.高職教師缺乏企業實踐經歷

調查中發現，高職教師缺乏職業實踐知識，大多是從高校畢業直接進入高職教學，他們具備較高的專業水平，理論知識也較豐富，但缺乏企業實踐經歷，知識應用能力不強，能深入講解學科知識，但未能將之有效融入系統的企業崗位所需的能力，理論知識講授未能與專業實踐相結合，造成企業生產與教學不能夠有效地結合，最終教出來的學生難以適應社會和企業的需求。

四、高職物聯網專業教師信息化能力的培養策略

針對現階段高職物聯網專業教師TPACK能力處于中等水平、難以適應物聯網技術和職業教育信息化快速發展需求的現狀，筆者提出以下培養策略：

1.構建分級分層信息化培訓模式，提高物聯網專業教師TPACK能力

根據教師年齡進行分級，年輕教師接收新的信息技術較快，中老年教師對信息技術有一定學習能力但不能靈活使用，因此在培訓中，應該把年輕教師和中老年教師各分為一級，針對各級采用不同的培訓方式。通過培訓提升教師TPACK能力，在培訓的中后期應加強相關設備和軟件的實踐操作。同時應根據教師學習程度進行分層教學，將動手能力強的教師分為一個層次進行教學，并指定培訓教師進行指導，可以通過QQ、微信和郵件進行教學;動手能力較弱的教師分為一個層次進行教學，定期組織培訓，可適當增加遠程在線輔導。

教師培訓大綱以TPACK能力要求為指導，將教師學科內容知識、教學法知識和技術知識充分結合，設置模塊化的學習內容，從易到難，并利用課程實例進行講解，幫助物聯網專業教師快速提高TPACK能力[14][15]。

2.完善教師實踐制度，提高物聯網專業教師工程實踐能力

高職生的培養更注重技能和工程實踐能力，因此高職教師的TPACK知識除常規知識外，還應增加企業工程實踐知識。高職教師可以利用寒暑假到企業進行頂崗實踐，參與企業產品生產、設計、研發和品質監控等工作，從中學習到相關工程實踐知識和技術，并能將工程實踐知識融合到日常TPACK教學中。教師可以利用信息技術，如圖像、視頻和動畫等方式，將企業的生產過程和工程實踐知識融合到課堂教學之中。

3.建立完善的信息化教學環境，鼓勵物聯網專業教師進行教學改革

TPACK教學必須有硬件條件支撐，學校應盡量打造TPACK教學環境，如校園有線無線一體化網絡、多媒體教室、錄播室和智慧云課堂等教學場景。學校有完善的硬件環境，才能吸引教師進行信息化教學改革。通過信息技術可將企業生產環境模擬到課堂當中，使學生能在擬定環境中進行學習，提高學生的動手能力。

4.加強教學方法和技術知識培養，提升物聯網專業教師信息技術應用能力

高職教師或企業教師都是非師范專業，上崗前進行短暫的教師崗前培訓，無法到達高職教師的標準。因此應該建立“老帶新”制度，每名年輕教師配備1—2名老教師，從教學方法和技術知識對教師進行培養，引導年輕教師將信息化手段融入到教學設計之中。使教師逐漸學會將CK、TK和PK三個核心要素進行整合，避免三個核心要素之間出現相互脫節，并利用設計的學習方式對PCK、TCK、TPK和TPACK四個復合要素進行深入學習和研究，從而提升物聯網專業教師信息技術應用能力。

5.鼓勵物聯網專業教師進修，開闊教師的眼界與視角，拓寬知識面

鼓勵高職物聯網專業教師參加訪問學者、攻讀碩博士和參加正規專業培訓等形式的進修，學校應該出臺相應政策進行支持。通過進修學習新技能、新知識、新技術和新教法，可申請校級科研課題或省級科研課題，提升教師科研能力，進一步開闊教師的眼界與視角，拓寬知識面。

6.加強培養物聯網專業“雙師型”教師

物聯網專業有著較強的工程實踐特點，普通教師無法勝任。因此必須加強培養“雙師型”教師，使教師理論與實踐并重，不僅能講授理論知識，還能進行工程實踐層面的指導和培訓，并能利用教育信息技術整合相關知識，提升教學質量，提高學生學習能力和動手能力，從而培養出高技能的創新型物聯網專業人才。

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