基于TPASK的創客教師培養模型構建研究

金洲 戴堅 徐劉杰（通訊作者） 浙江工業大學教育科學與技術學院

● 引言

2016年，我國教育部門相繼頒發了一系列政策，鼓勵基層教育人員為國家發展培養更多具有創新性的高精尖技術型人才，為國家快速發展做準備。但現實情況存在很多問題，如創客教師的專業發展與教育體制之間的矛盾、創客教育師資區域分布不均衡、創客教師對技術的掌握程度不夠等，究其原因是，目前尚未形成一套完整可行、切實可用的創客教師培養模式，且各地區創客教師培養模式多種多樣，培訓效果參差不齊。

因此，筆者結合TPASK概念和“4+2”教師培養新模式，提出了“6+4+2+1”創客教師培養模型。

● 文獻綜述

1.TPACK

“整合技術的學科教學法知識（Technological Pedagogical Content Knowledge， TPACK）”以舒爾曼（Shulman）提出的學科教學知識PCK為基礎，于2006年首次提出。此后，教育技術學研究領域的多個學者對其進行了持續性研究。

TPACK框架包含學科內容知識（CK）、教學法知識（PK）、技術知識（TK）三個核心要素和學科教學知識（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，如圖1所示。

圖1 Koehler和Mishra的TPACK結構

2.TPASK

科學教育研究者在TPACK的基礎上提出的“整合技術的科學教學法知識（Technological Pedagogical Science Knowledge，TPASK）”這一概念，從理論與實踐兩方面對其進行了深入探討，發現TPASK對提高教師掌握和運用信息技術的能力有顯著幫助。

TPASK與TPACK類似，包括三種核心元素——科學知識（Science Knowledge）、教學法知識（Pedagogical Knowledge）和技術知識（Technological Knowledge），以及三種復合元素——科學教學法知識（PSK）、整合技術的科學知識（TSK）、整合技術的教學法知識（TPK），如圖2所示。

圖2 整合技術的科學教學法知識（TPASK）及其構成

與TPACK相比，TPASK并非局限于將“學科”轉化為“科學”，而是通過“科學”與多學科融合的STEAM教育相互關聯。兩者結合所構建的教師培養模型可以從共同的“科學”入手，培養教師的科學知識和科學素養，并引導教師逐步掌握STEAM教育內的各學科知識，學習TPASK模型中各方面的教學知識與能力。

3.“4+2”教師教育人才培養模式

“4+2”模式是在學生四年本科學習期間內，結合教育類課程和教育技術類課程，按照學生原有選擇的專業培養模式進行鍛煉；等本科學習結束后，合理篩選志愿從事教師工作的學生，進入到教育學院攻讀兩年教育學碩士學位，進行通識教育課程、教育類課程、學科專業課程三部分訓練。

“4+2”模式取消了師范生和非師范生的劃分，反映了我國教師教育體制改革和高等師范院校改革的基本趨勢，適應了我國教師培養模式改革的需要和教師教育課程改革的需要，并且為教師職業發展奠定了堅實的基礎。

● “6+4+2+1”創客教師培養模型

“6+4+2+1”創客教師培養模型，指教學內容貫徹科學知識（SK）、教學法知識（PK）、技術知識（TK）、科學教學法知識（PSK）、整合技術的科學知識（TSK）、整合技術的教學法知識（TPK）六方面的內容（如圖3）；教學時間為四年本科教學加上兩年研究生教學，共六年，考慮到大學生在本科階段和研究生階段不一樣的知識與能力基礎，其認知分析能力、學習態度和學習動機有所變化，因此在本科階段的學習為前三個核心要素/基礎要素，在研究生階段的學習為后三種復合要素；面向課程僅限于創客教育這一種課程類別。

圖3 “6+4+2+1”創客教師培養模型

TPASK理論與開設的具體課程關系如下頁表1所示。

表1 TPASK理論與具體課程關系

1.本科階段（4年）

科學知識是指與所學專業相關的知識與技能。綜合性大學的培養模式一般是將科學知識融合到實際的課程中。根據不同的內容，課程可分為普通教育課程、學科專業課程兩類。據此，一般的科學知識課程分為了普通教育課程、學科專業必修課和學科專業選修課、教育類課程三類。在此種模式下：

①科學知識的學習需要循序漸進。學生在進入大學前兩年內有足夠的時間夯實好自己專業所需的基礎知識，為后續學科專業課的學習打下良好的實踐基礎。

②科學知識的學習需要滿足個性化需求。學生在前兩年熟悉了所學專業后，可以在后兩年安排的專業選修課中自由選擇所需的課程，滿足個性化學習的需要，同時進一步確認自己的發展方向。

③科學知識的學習需要廣泛涉獵。科學知識的學習不能夠局限于本專業本學科，還應該包含與本專業有關的其他課程，在擴展學生知識面的同時，思考不同課程之間的聯系，培養多學科融合的能力。

教學法知識是指與教育有關的基礎知識，一般是教師道德與法律法規、教育學導論、教師技能培養、現代教育技術、教育實習（見習）等，以從事教師職業所應具備的教育理論與技能為主。根據大學本科階段的安排，可采用布魯姆的認知目標分類理論。大學本科階段教學法知識學習進度如表2所示。

表2 大學本科階段教學法知識學習進度

作為創客教師，需要熟練掌握不同的創客教育技術知識，并運用到現實的教學環節中。因此，在本科教育階段需要合理培養學生的動手能力和思考能力，開設技術操作類課程。技術知識包括但不限于以下幾類：

①基礎通用技術：如3D打印機、VR眼鏡、電子顯微鏡等。

②專業專用技術：指所修專業所需學習的專業技術，依據所修專業的不同有所不同，如藝術類專業所必修的PR、AE等工具以及建筑類專業所必修的建筑制圖等。只有熟練掌握了專業技術，才能夠在實際教學過程中合理運用并發揮顯著的作用。

③其他技術：指教室投影儀的使用、教學課件的制作、教學短視頻的錄制等實際教學過程中所需要的技術，熟練掌握此類技術能夠提高教師的講課效率和學生的學習效率。

在本科四年學習階段，學校可以根據學生的實際需求，合理安排技術實踐課課時，可以結合參觀科技博物館、教育技術中心等，提高學生對不同種類技術的掌握程度和熟悉程度，提高具體的實務水平，展現新時代教師的風采。

2.研究生階段（2年）

研究生階段面向TPASK理論的復合要素，開設通識教育類、教育類、學科專業類、教育技術類四個類別課程。

科學教學法知識是指教師具有的用于特定科學教學的教學法知識。其課程以通識教育課程（包含法律法規、外語課等）和課程教育類課程（細分為教育基礎課程、教育實踐課程、教育文化類課程）為主，包含教學策略與技術、科學概念的呈現與表述、學生認識論等課程。

將教育方法融入到科學課程中，“怎么將科學知識融入到創客教育中”“如何吸引學生的學習興趣”是所有創客教師都應該思考的問題，嘗試不同的教學方法（如項目式教學法、翻轉課堂等），使用先行組織者等不同的教學策略，運用并掌握學習模式、五步教學模式等模式，將教育學內容運用到創客教育中。

將科學知識融入到教育學中。在研究生兩年的學習過程中，學生將在本科階段已經學到的教學法的基礎上，融入更深層次的教育學、心理學的相關課程和進行大量的教學實踐，將教育放在科學之上，探究教育的科學意義和科學價值。

整合技術的科學知識是指描述科學知識如何通過技術手段應用轉換成教師的自身知識并教授給學生。開設學科專業課程，包含學科教學論、學科教學案例等課程。例如，科學技術的本質挑戰，用于解決科學問題的新方法與工具，如新的建模方法、概念圖技術等。

在研究生兩年的學習中，學生嘗試將本科階段學到的技術運用到科學教學中，開發新型的課程教具，使科學的發現形式清晰化、呈現形式多樣化、原理講解邏輯化，從實際的生活中發現科學，在良好的研究環境中探究科學，在未來的日常生活中運用科學。這不僅能夠有效解決目前創客教育真實性不夠的問題，還能夠開發學生的創造力。例如，學習人教版八年級上冊《科學》“風和降水”這一內容時，可以使用傳感器（如紫外線傳感器、pH值傳感器、風力傳感器等）來進行實際的雨水探測和風力檢測，并依據檢測后的數據學習這一節的有關知識。再如，將可拆卸式人體骨架、液晶電子地球儀等運用到實際的科學之中，將科學原理可視化呈現。

整合技術的教學法知識涉及技術在與學科無關的教育中應用的理解。開設技術操作課程，包含多媒體案例、教育游戲制作等，旨在全方位提升研究生的創客思維能力和教育能力。與教育技術學類似的是，其關注點在于如何將教育運用到實際的教學環節中以發揮更大的作用，其研究范圍包括但不限于技術如何選定特定的教學策略或者目標的知識。另外，它包括在給定的教學情境中合適地選擇技術工具與創造性地應用技術工具的能力。

相比于一般的教學知識，它更加關注利用技術性知識提升教師的課堂效率。例如，利用大數據實時分析學生的學習進度，制訂符合學生發展趨勢的學習規劃；分析學生瀏覽記錄、學習記錄和做題記錄，個性化推薦適宜的學習內容，在彌補知識點薄弱的同時強化所掌握的知識；利用情感識別、人臉識別等了解學生的上課狀態，進行善意的提醒等。

創客教師不僅需要在實際的上課環節中學習使用這些新興技術，還應當利用所學到的APP開發技術、人工智能技術嘗試去開發設計有利于提高課堂效率的、符合自己課堂風格的個性化教學系統，以滿足實際教學需求。

● “6+4+2+1”創客教師培養模型特點

1.多樣化

“6+4+2+1”創客教師培養模型在本科階段所學內容以原專業為主，以師范類專業為輔。學生可以在最大程度上學習各個專業的理論知識，通過普通教育類課程的嘗試，最終在研究生階段將本科所學的專業理論知識有機地融入到實際的創客教育中，擴寬創客教育的覆蓋面，構建創客教育多樣化教學體系。

與此同時，培養模型鼓勵學生發散思維，以普通類課程為基礎、專業必修課為主體、專業選修課為方向、普通教育類課程為依靠、技術操作類課程為工具，圍繞創客教育進行新型教師培養。學生依據自身所需學習其他專業類課程，并將其運用到實際的教學環節中，提升多學科融合的能力。

2.層級化

“6+4+2+1”創客教師培養模型依據學生的認知水平和身心發展水平變化，有針對性地開設不同類別的課程和培養不同方面的知識能力，在實現個性化培養的同時，層層遞進，滿足學生的個性化發展需要。在此基礎上，學生能夠在創客教育教學研究中具備教育理論基礎扎實、教學技能熟練、教學方法新穎、教學科研能力強等特點，從而受到廣泛歡迎。

其中，學科專業知識、普通教育課程/通識教育課程的學習為教育學課程的學習及應用打下良好的理論基礎。面對教育學課程實踐過程中出現的問題，通過教育技術學課程設計開發相應的教育技術類工具來解決。通過使用新型的教育技術工具反饋學科專業課程，可以充實學科專業知識，推進學科專業不斷進步和發展。

3.全面化

除了理論知識的學習，培養模型還增加了實踐課程課時，盡最大可能提供給學生最多的課程實踐機會。例如，在教學實踐活動中，通過觀摩教師講課、參加學生教學活動、討論分析教學情況等活動，來提高學生的教學理論指導實踐能力；在動手實踐活動中，通過參觀創客工廠、參加學生創客大賽、討論分析解決實際問題等措施，來提高學生的動手實踐能力和邏輯思維能力。

全面化的課程設計、實踐經驗和培養計劃通過TPASK模型的六個方面，使學生在掌握基礎理論知識的同時，夯實了教育學方面的理論基礎，提高了多媒體技術、學生管理等方面的工作能力，從而全面提升了學生的綜合素質，減少不會動手操作和只會做不會教的現象出現。

● 結語

“6+4+2+1”創客教師培養模型以構建新型創客教師培養體系為目標，以掌握實現“整合技術的科學教學法知識（TPASK）”為媒介，創新“4+2”創客教師培養模式，打破傳統大學的“4+3”培養體系，多專業多學科多角度培養學生的教學能力、創造能力、實踐能力等能力，使創客教師成為有知識、有能力、可寫板書、可做實驗的新型創客人才。

當然，此模型目前實行還存在一定的困難，如缺乏各高等院校的支持、需要學校各專業各部門的協力配合、部分地區院校對創客教育的重視程度不夠等。