信息技術與體育教學過程的深度融合研究
——基于TPACK教學推演

李思源，周 禮

1 引言

體育教學作為學校體育的核心環節，是保障校園體育高速發展的基礎，是實現“體育強國”的重要方式。隨著體育教學政策的陸續出臺，體育教學逐漸成為當下的教育熱點。為了響應政策，多地將體育教學工作納入考核評級，從“軟任務”成為“硬指標”。在目前信息化教學條件下，傳統的體育教學迎來革新。教育信息化可以整體總結概括成：起步、應用、融合及創新共四個步驟。在當前我國教育環境下，正處在一個關鍵節點，“起步”與“應用”已經基本完成，而正在走向“融合”以及“創新”階段，當前這個階段也是教育信息化2.0的時代。這個階段也伴隨著新的機遇與挑戰，相較于傳統線下指導，當前信息2.0模式則是通過線上的信息技術來進行變革，實現體育教育的信息化融入，也是踏入信息化2.0的必然措施。為此各界學者表達了觀點與看法：運用多元化教學方式，在開發學生思維方面，課堂教學實際效果應該把傳統的方法與現代化教學手段相結合。教師可以隨時根據學生的練習情況提出評價與修改意見，將現代科技引入傳統體育教學中，提升教學中師生的交流。借助多媒體應用、微課程，同樣可對體育教學進行非常完整且詳細的講解與展示。在這種信息化的學習下，能夠提升學生的學習效率，且能提升學習興趣。這些觀點闡述了信息化技術給體育教學課程帶來的便捷，但目前似乎還未達到可覆蓋推廣的地步。絕大多數教師還未發揮信息技術在體育教學課程教學的深度融合，仍然在基礎層面進行傳統教學。

追溯其根，面對信息技術的迅速更新，教師的教學方式與知識結構相對應的也要發生改變才能與之匹配。作為新時代教師應從教學中體現技術發展，在技術發展中不斷更新教學觀念。如果從中沒有考慮到體育教學的特殊性，將會落入“徒勞無功之勢”，體育教學是一門專業性很強的綜合學科，教師的個人信息化水平與教學手段，勢必對信息技術教學產生影響。

目前各界對于信息化體育教學過程專注于體育項目與信息化技術之間的融合，而忽略了教學過程構建的重要影響。為此加速信息化技術與體育教學過程的深度融合，從體育教師教學教法作為切入點構建個人信息技術、教學法、教學內容的三維體系，并與之融合。利用技術的學科教學知識(Technological Pedagogical Content Knowledge下文縮寫為TPACK)搭建分析框架作為理論指導，加速體育教學過程與信息技術融合發展，并在實踐課程中取得成效。

2 TPACK理論框架

正如教育工作者所知，教學是一種復雜的實踐，需要多種專業知識的交織。通過這種手段，教學是體系未完善的案例，根據教師在不同的情況下運用復雜的知識結構(Mishra，Spiro，&Feltovich，1996;Spiro & Jehng，1990)。教師在多變環境下訓練他們的教學技能(Leinhardt&Greeno，1986)，這需要他們不斷提升相應的知識量，改變教育結構發展教育手段。因此，有效的教學取決于靈活地獲得來自不同領域的豐富，組織良好和綜合的知識(Glaser，1984;Putnam & Borko，2000;Shulman，1986年，1987年)，包括學生思維和學習的知識，主題知識，以及越來越多的技術知識。TPACK框架建立在Shulman(1987)對PCK的描述之上，描述了教師對教育技術和PCK的理解如何相互作用，從而通過技術產生有效的教學。在分析框架中(圖1)體育教師信息化教學過程分為三個維度：體育教學知識(PK)、體育教學技能知識(TK)、體育教學內容(CK)。三個維度存在重合區域從而衍生出新的重合維度，表示為PCK(教學內容知識)，TCK(技術內容知識)，TPK(技術教學知識)和TPACK。

圖1 TPACK交叉重疊式框架

教學內容知識(PCK)是基于Shulman的教學法基礎上提出的新教學認知，作為基礎教學內核，體現出教學內容知識需要不斷更新與轉變。具體來說，根據Shulman(1986)的說法，這種轉變發生在教師解釋主題，找到多種方法來表示它，并根據替代概念和學生的先入為主的知識調整并定制教學材料。例如，發展體育教學技能對課程過程和教學手段之間的聯系。技術內容知識(TCK)技術和內容知識有著深厚的歷史淵源。醫學、歷史、考古學和物理學等各個領域的進步與新技術的發展相吻合，這些新技術以新的和富有成效的方式提供數據的表示和操縱。技術教學知識(TPK)是當需要展現特別體育技能時，所儲備的體育教學知識。利用教學知識將體育技能進行展示與陳述。這包括了解一系列技術工具的教學能力和限制，因為它們與學科和發展上適當的教學設計和策略有關。為了構建TPK，需要更深入地了解技術的限制和提供以及它們發揮作用的學科背景，對教學知識、教學內容和技能知識的交互關系進行解析并重強調并解釋了三者之間的互相作用。

圖2 TPCNet(TPACK相互作用式框架)

呈現給教師的每種情況都是這三個因素的獨特組合，因此，沒有一種技術解決方案適用于每個教師，每門課程或每種教學觀點。相反，解決方案在于教師能夠靈活地駕馭由內容，教學法和技術這三個元素定義的空間，以及這些元素在特定環境中的復雜相互作用。忽略每個知識組件固有的復雜性或組件之間關系的復雜性可能會導致解決方案過于簡化或失敗。因此，教師不僅需要在每個關鍵領域(T，P和C)發展流暢性和認知靈活性，還需要在這些領域和上下文參數相互關聯的方式中，發展流利度和認知靈活性，以便他們能夠構建有效的解決方案。

3 基于TPACK的體育教學課程教學推理路徑

3.1 體育教學課程內容應用驅動型路徑

內容的優質及完整是非常必要的，課程教學過程的首要離不開內容驅動，Shulman的教學法知識理念中首先是“理解學科內容”體育教學內容將教者的思維轉化為認知，再從認知轉化為技能，而其中信息技術能提供豐富的教學內容形態，幫助受教者開展“思維-認知-技能”的轉化。信息技術的內容驅動功能主要分為三個部分：一是科學展現，體育教學課程包含多方面內容，如體育場地的規格介紹、快速體育動作重難點、優秀教學實例的回顧等。傳統的體育教學課程有一定的局限性，如技術動作介紹過于枯燥，動作展示缺乏生動性與細致性等等。受教者不易理解，而信息技術的介入，可以填補傳統體育教學的局限性，提供豐富的教學素材，增強體育教學的直觀性與趣味性，加強學生的主動學習，并可以使教學的內容豐富。二是技能效仿，應用信息化的遠程教學互動，使體育教學模仿課程的授課方式、師生互動模式發生了改變。讓教學突破了課堂的局限，能夠站在學生的角度設計教學過程，并通過隨時隨地的師生互動過程，學生可以更快地掌握運動技能，使教學效率、學習效率大幅度提升。三是數字化評價，過去對體育教學評價比較籠統，根據評價者的個人主觀感受進行打分，缺乏統一標準。在當前信息化環境下，通過電腦可以將學生的動作去全方位的轉變為數字分析。例如，技術動作的開始，過程以及結束都可以轉變為電腦中的數字信號，進而對數字信號進行分析，這種分析更為理性，可以由局部到整體，層層深入，使學生也更容易接受，學習的效果從而得到提升。(圖3)

圖3 體育教學過程內容驅動的教學推理

3.2 體育教學課程技術應用驅動路徑

在互聯網時代的今天，技術驅動早已滲透于各處，教育教學領域作為重點發展項目，技術紅利已讓成百上千的學子與教師感受。并且能作為教學推理的輔助科技，根據技術的性質與作用將體育教學課程教學的推理路徑分為“信息化教育”、“信息化學習”。

3.2.1 “信息化教育”

信息化教是指在教學過程中利用信息成像手段、信息模擬手段與信息評價手段構建出學生學習體育知識的方式。信息化教學可以使得教學的內容數字化，提升教學效率的同時也保障了學士充分了解技術動作的細節與全過程。信息化教學是現代教學理論的發展趨勢，在當前信息化程度不斷提高下，應用信息化教學成為了現代教學的必然性教師通過信息化教學手段對學生進行可視化授課，利用信息成像手段教師可以靈活地控制教學節奏，視頻于一體，對學生而言可以直觀的進互聯網和多媒體設備進行可視化教學，教學工作者可以利用數字媒體講通信和資源共享功能使學生能便捷自主的學習，對于沒針對教學重點難點可反復播放和講解。還可以按照不同學員的需求，將課程精細化分類。同時教學的流程要符合三段式教學，開始部分介紹課堂內容、介紹體育器材加上熱身運動，基本部分主要是技術動作講解與示范、訓練方式布置、重難點答疑，問答點評、結束部分要放松、總結、打卡等督學互動服務。及時了解學生需求，增強黏性。

例如，重力動APP是致力于研發基于動作識別技術的遠程視頻體育教學系統。該系統可用于教師與學生的直接信息交流平臺，學生可以從平臺中選擇有興趣的體育課程進行授課指導。并且通過與校企合作應用于學校體育教學與必修專業項目教學之中。同期研發的還有基于AI技術的動作識別系統，可通過使用者錄制傳輸視頻至信息平臺，系統根據AI 只能判斷可能存在的運動風險以及對運動過程中的技術動作、技術姿態進行評估以提出改進意見。以“重力動”教學系統為參考，用“信息化教”的技術應用驅動推理路徑(圖4)

圖4 體育教學過程技術驅動的教學推理

3.2.2 “信息化學習”

體育教學過程對于學生的學習來說，通過搭建線上體育教學課堂，老師可以將體育教學課程以直播、視頻、專欄、知識套餐等模式呈現。一方面，老師只需要錄制一次，一個專欄課程就可以被幾十萬人觀看學習，充分利用優質師資，服務更多學生。另一方面，傳統線下動輒一兩個小時的體育教學課，學生很難保持長時間的注意力集中。線上體育教學課堂可以采取錄播課+直播課的形式，將每節視頻課濃縮精煉到2-4分鐘，通過富有趣味性的教學語言，讓學生更容易集中注意力，從而提升學習效果。通過將教學內容分為每個教學階段的動作要領、訓練方法、訓練所要達到的效果，用文章和視頻等方式通過網絡傳達給每個學生。學生在進行課堂和課下練習時，通過線上平臺將作品發送給教師，提出學習困惑；通過教師的在線解答，進行更加有效的訓練。

3.3 體育教學課程教學應用驅動路徑

從“技術應用”到“內容應用”發現絕大多是都是從“無”到“有”進行教學設計與教學排序，而在實際情況中體育教學過程的信息化教學往往建立在傳統教學手段之上，通過信息技術化技術的革新來改變原有教學手段，使傳統體育教學過程教學中存在局限性甚至于無法實現的單元得到質的變化。因此，因此，體育教學過程的教學法驅動來源自于單元局限性與實體教育的增強，以此來優化環節。根據原教學計劃的作用，可以分為四個級別：替代、增強、改變和重建。率先就是替代，信息化技術是一種較為直觀的工具，可以使得教學過程更加直接。第二步則是改造，通過技術特點對教學任務進行設計。最后一步就是重建，通過技術來對教學任務進行重新設計。(圖5)

圖5 體育教學過程教學驅動的教學推理

4 總結與展望

在經歷過信息化1.0時代下，信息技術已經出現在教育教學之中，并且將信息化技術作為教育教學的輔助工具，但是因為傳統化教學的“根深蒂固”，信息技術并未達到“教學”的層級。然而，互聯網的普及以及技術功能實現，對于教育教學的深度融合帶來了新的質變。允許更多選擇的機會、更多組合的加速深度融合。通過體育教學過程作為教學示例進行研究旨在提升以下方面。首先是體育教學科學推演路徑實踐方面，通過對內容、技術、教學進行教學推演，在實際情況的運用還有待考證，讓社會與學校通過磨合與運營完成信息技術與體育教學課程的“深度融合”。其次是教學延展，新的體育教學課程教師可以通過TPACK教學延展新型教學手段與模式，發展個人能力的同時，逐步完善TPACK教學體系。最后在信息化體育教學過程過程中，為了彰顯數字化所帶來的便利與直觀性，學生可以通過實時數據反饋來自我評判運動技能水平，同時也將實時數據傳輸到數據庫，作為打造日常“主動體育”模式下的參考。信息化教學所帶來的直觀性也是優勢于傳統教育的。對于迅速且復雜的運動技術可以在信息化教學下進行拆解，可供教師作為重點內容進行教學，學生也能在其中反復揣摩，對技術動作達到正確理解。在理論學習上對于處于運動損傷期間或無法參與體育運動的同學，可以通過信息化平臺觀看了解技術動作要領，學習競技體育的技戰術理論或是相關體育裁判理論知識，獲取體育資訊的需求，以提供專業體育教學知識和學習方式。