基于整合技術的學科教學知識研究

劉鋒 廉潔

收稿日期：2023-05-07

基金項目：陜西省教育科學“十四五”規劃課題（SGH21Y0241）；陜西省高等教育學會課題（XGH21229）

作者簡介：劉鋒，男，陜西鎮安人，碩士，副教授

doi：10.13440/j.slxy.1674-0033.2023.05.010

摘 要：教師信息化能力已經成為影響我國教育現代化的重要因素之一。運用基于整合技術的學科教學知識（TPACK）模型，在陜西省46所高校的師范生中開展問卷調查，考察陜西省高校師范生整合技術的學科教學知識現狀及其影響因素。研究發現，陜西省高校師范生TPACK水平中等偏上。TPACK各組成部分的平均值按降序排列依次為TCK

關鍵詞：高校師范生；TPACK；教學能力

中圖分類號：G642? ?文獻標識碼：A文章編號：1674-0033（2023）05-0067-10

引用格式：劉鋒，廉潔.基于整合技術的學科教學知識研究[J].商洛學院學報，2023，37（5）：67-76.

A Study of Discipline Teaching Based on

Integrated Technology

LIU Feng， LIAN Jie

（School of Humanities， Shangluo University， Shangluo? 726000， Shaanxi）

Abstract： Teacher's digital literacy has become one of the important factors influencing the modernization of education in China. Based on the Technological Pedagogical Content Knowledge （TPACK） model， this study conducted a questionnaire survey among pre-service teachers from 46 universities in Shaanxi Province. The study aimed to examine the level of TPACK among pre-service teachers in Shaanxi Province's universities and its influencing factors. The research findings indicate that the TPACK level of pre-service teachers in Shaanxi Province's universities is above average. The average values of each component of TPACK， in descending order， are as follows： TCK < PK < PCK < TPACK < TK < TPK < CK. The correlation analysis revealed a significant positive correlation among the seven elements of TPACK. Multiple regression analysis showed that TPK had the most significant impact on TPACK， followed by TCK， CK， TK， PK， and PCK. Based on this， we have further proposed the relevant strategies for improving the knowledge of teachers' integration technology.

Key words： college teachers; TPACK; teaching ability

2019年2月，中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》，明確指出要加快信息化時代教育變革，利用現代技術加快推動人才培養模式改革，建設高素質專業化創新型教師隊伍，健全以師范院校為主體、高水平非師范院校參與、優質中小學（幼兒園）為實踐基地的開放、協同、聯動的中國特色教師教育體系。作為教育現代化的重要建設者，師范生的信息化學科教學水平將是培養高素質教師隊伍的關鍵因素之一。由此可見，信息技術與學科教學相融合的重要性。在信息化學科教學的研究中，整合技術的學科教學知識（TPACK）理論日益受到廣泛關注。國內TPACK的研究始于對TPACK框架、發展路徑、測量方法和工具的介紹，經過十多年的發展，現已成為信息技術與教育教學相融合領域的熱點[1]。國內學者對TPACK的相關研究以2015年為分水嶺，2014年以前與TPACK相關的研究還較少，2015年開始不斷增加。國內學者主要圍繞TPACK的基礎理論研究（徐鵬[2]、張麗偉[3]等）、水平評估研究（王麗珍[4]、吳芳[5]等）、應用研究（詹藝[6]、董艷[7]等）、發展研究（趙磊磊[8]、李文[9]等），以及測量研究（卜娟娟[10]、劉潛[11]等）等多方面進行了研究。研究對象包含了師范生、中小學教師和高校教師（王琦[12]、魏志慧[13]等），涉及外語、數學、物理等多個學科[14]，但當前的研究多集中于理論推介，針對TPACK現狀的調查較少，且所調查的地區和群體范圍有限。本研究以整合技術的學科教學知識（TPACK）為理論框架，探索了信息化時代陜西省高校師范生現代化教學能力的狀況及影響因素，以期為高校師范生現代化教學能力的發展提供借鑒。

一、相關理論

整合技術的學科教學知識（TPACK），是美國學者科勒（Koehler）和米什拉（Mishra）于2005年在舒爾曼（Shulman）的學科教學知識（PCK）模型的基礎上所提出[15]。從TPACK韋恩示意圖可以直觀地看到TPACK框架包含學科知識（CK）、教學知識（PK）、技術知識（TK）三個核心成分，以及學科教學知識（PCK）、整合技術的學科內容知識（TCK）、整合技術的教學法知識（TPK）和整合技術的學科教學知識（TPACK）這四個由上述核心成分交叉動態融合后形成的復合成分，這七個構面共同形成了完整的TPACK框架，如圖1[15]所示。

技術知識（TK）是指一切與技術相關的知識，包括教師學習新技術的能力，以及在實踐中使用特定技術所需的實際技能等；內容知識（CK）是所教授的學科知識；教育學知識（PK）是一切關于教學法的知識；學科教學知識（PCK）是教師必須擁有的所教學科的具體知識：事實、概念、規律、原理等，以及擁有的將學科知識轉化成易于學生理解的表征形式的知識；整合技術的學科知識（TCK）是技術與學科內容相互作用的知識，包括將各種技術應用到學科內容上的知識；整合技術的教學知識（TPK）是應用適當的技術工具來完成教學策略的知識；整合技術的學科教學知識（TPACK）是通過教學方法將技術應用于學科內容教學的知識，是對PCK、TCK和TPK三個綜合要素的重新整合。

二、研究方法與數據來源

（一）樣本選擇與數據收集

本研究的數據于2023年1月至2023年2月收集，因大學三年級和四年級的在校師范生已經接受了一定的系統性訓練，具備了一定的知識基礎，所以調研抽樣對象為陜西省高校三年級與四年級的師范生，研究采用分層隨機抽樣的方式從一本、二本和三本院校中分別抽取樣本開展問卷調查。發放問卷247份，回收有效問卷239份，有效回收率為96.7%。受訪者中男性占17.73%，女性占82.27%，一本大學學生52名，二本大學學生113名，三本大學學生74名。

（二）研究方法

本研究的問卷包含兩個部分，第一部分用于調查受訪者的人口統計學信息，第二部分是用于測量陜西省高校師范生TPACK水平的“師范生整合技術的學科教學知識量表”。本研究使用的“師范生整合技術的學科教學知識量表”參考Schmidt[16]開發的量表，鑒于研究的實際需要，對其進行了修訂。首先，采取反向翻譯法，邀請三位教育技術專家和一位英語教學專家將原始問卷從英文翻譯成中文并對問卷進行了修訂，以更好地與中國的教育環境相一致。隨后邀請另外三位教育技術專家和一位英語教學專家將中文版本重新翻譯回英文，之后六位研究人員進行討論，以解決翻譯過程中存在的問題，并對中文版本進行二次修訂。其次，進行訪談調查，邀請三位教育專家及五位師范生協助設計和編寫，依據教育專家和師范生反饋的結果，再次對問卷進行修訂，以滿足研究需要。最終，形成了由41個題項組成的初始問卷，所有的項目均采用李克特量表格式，以5分制評分（1=非常不同意，2=不同意，3=一般，4=同意，5=非常同意）。

三、結果與分析

（一）陜西省高校師范生TPACK各維度的信度與效度檢驗

在進行信度和效度檢驗之前，對題項進行因子分析，所得KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）和Bartlett檢驗結果（KMO=0.952，χ2=9 097.552，P<0.000 1）表明數據滿足因子分析的條件。利用SPSS 28.0對量表進行探索性因子分析，采用主成分分析法對因子進行提取。因子負荷矩陣使用“極大方差法”（Varimax）進行正交旋轉求出，項目的選取標準為因子負荷量不小于0.5，因子的提取標準為因子特征值大于1。在刪除因子負荷量小于0.5的兩項后，探索性因子分析結果顯示有7個因子的特征值大于1，累積解釋變異量為70.18%，說明可以提取7個構面。

采用Cronbach's α系數和組合信度（CR）對問卷進行信度檢驗。問卷的內部一致性信度使用SPSS 28.0 計算Cronbach's α系數來確定，α 值越大，表明數據的信度越高，CK、PK、PCK、TCK、TPK的α值均在 0.9 以上，表明量表具有很好的信度；TPK和TPCK的α值超過0.8，表明具有良好的信度。CR值均大于0.7，組合信度通過檢驗。采用因子載荷和平均方差萃取量（AVE）對問卷進行效度檢驗，因子載荷大于0.5且方差萃取值（AVE）大于0.5，表明量表具有較好的效度。信度和效度測度指標結果見表1。

運用AMOS進行驗證性因子分析（CFA）。CFA是評估因子與相應測量項間的一致性，并評估預設的因子模型與實際數據的擬合程度，圖2中呈現了模型路徑圖及標準化估計值。

模型整體擬合度指標檢驗表明模型的擬合度良好，再次證實了量表的效度，見表2。

（二）陜西省高校師范生TPACK各維度的描述性統計與相關性分析

陜西省高校師范生TPACK量表整體平均值處于3.696～3.895，屬中等偏上水平，各維度平均值從低到高的排序依次為TCK

在性別層面，陜西省高校師范生的TK和PCK維度存在顯著差異（P<0.05），男性的TK分值明顯高于女性，而女性的PCK分值高于男性（見表4）。

在學校類別層面，TK、TCK、PCK和TPACK維度上存在顯著差異（P<0.05）（見表5）。具體而言，學校層次較高的師范生在TC、TCK、PCK和TPACK上得分顯著較高。

陜西省高校師范生TPACK與PK、CK、TK、PCK、TPK、TCK之間的相關系數值分別為0.875，0.916，0.919，0.896，0.944，0.871。陜西省高校師范生的TPACK與PK、PCK、TCK之間存在高度相關性，與CK、TK、TPK之間存在極高相關性（見表6）。將陜西省高校師范生TPACK各個維度之間的相關系數值按照從低到高排序，依次為TCK

（三）陜西省高校師范生TPACK各維度的回歸分析

為進一步探究陜西省高校師范生TPACK的各個要素對整體發展的影響。將TPACK作為因變量，PK、CK、TK、PCK、TPK、TCK作為自變量，構建回歸模型，回歸分析結果如表7所示。采用方差膨脹因子（VIF）檢驗模型的多重共線性，所有回歸模型中，最大VIF值為6.335<10，說明潛在的多重共線性不會影響回歸結果。回歸模型具有統計學意義（F=62.1，P<0.01），因變量TPACK變異的99.7% 可由自變量PK、CK、TK、PCK、TPK、TCK來解釋（R2= 0.997）。PK、CK、TK、PCK、TPK、TCK均進入回歸方程，模型公式為TPACK=0.150+0.153×PK+0.158×CK+0.158×TK+0.148×PCK+0.202×TPK+0.178×TCK。各自變量的標準化系數值（β 值）顯示TPK水平對TPACK的發展具有最顯著的影響，其次是TCK、CK、TK、PK和PCK。

四、討論與結論

本文基于陜西省46所高校的239份數據，以TPACK理論為基礎，對陜西省高校師范生整合技術的學科教學知識水平的現狀進行調查與分析，結果表明：當前陜西省高校師范生整合技術的學科教學知識水平中等偏上，此研究結果與王亞南等[17]的調研究結果相符，說明陜西省高校積極響應《教育信息化2.0行動計劃》和《教育信息化“十三五”規劃》等政策，開展信息化教學，高校師范生的信息技術與教育教學的整合水平有了一定提高。各維度平均值從低到高的排序依次為TCK

從人口學變量來看，陜西省高校師范生的TK和PCK存在顯著差異（P<0.05），男性的TK分值明顯高于女性，而女性的PCK分值高于男性。雖然大量研究證實了不同性別在TK上差異非常顯著（朱敏[20]，張廷艷[18]），但暫無研究表明其它維度具有性別上的差異。從學校類別來看，學校層次較高的師范生在TC、TCK、PCK和TPACK上得分顯著較高，這與常亞慧等[21]的研究結果部分吻合，證實了師范生TPACK水平在不同院校中存在著顯著差異。

本研究經相關分析顯示，陜西省高校師范生的TPACK與PK、PCK、TCK之間存在高度相關性，與CK、TK、TPK之間存在極高相關性。將陜西省高校師范生TPACK各個維度之間的相關系數值按照從低到高排序，依次為TCK

本研究經多元回歸分析顯示，TPK對TPACK的發展具有最顯著的影響，此研究結果與陸霞[22]的研究結果相一致。同時，本研究顯示，TPK、TCK和PCK對TPACK的發展具有顯著性影響，表明綜合知識對TPACK的發展有很大的貢獻。

五、提升策略

近年來，我國高校師范生整合技術的學科教學水平整體有所提升，但與“教育現代化”的目標仍有較大距離。為提高師范生信息化能力，基于研究結果，提出以下提升策略。

（一）同伴互助，建立學習共同體

通過考察人口學變量的差異，研究發現男性師范生的TK（信息技術知識）值高于女性，而女性的PCK（學科教學知識）值高于男性。因此，應注意男女生在信息技術知識與學科教學知識上的差異，建議通過開展男女生合作學習小組、工作坊等形式，建立同伴互助的學習共同體模式。鼓勵女生在學習共同體中側重信息技術的實踐，克服對技術的畏懼心理，有針對性地選擇適合自己的信息教學技術以彌補與男生在技術知識水平上的差距。研究發現，學科教學知識對 TPACK 的預測效應較大，學科教學知識與 TPACK 的相關性較強，針對男生學科教學知識總體低于女生的現象，鼓勵男生通過學習共同體，關注學科教學知識的培養，擴大閱讀量，積極獲取多方面的學科教學知識。

（二）加強交流合作，優勢互補共同發展

研究表明，不同層次學校的師范生的TPACK水平存在顯著性差異，一本學校總體高于二本、三本學校，為整體提升陜西省高校師范生的總體信息化教學能力，應統籌規劃，重點扶持信息化教學水平較落后的學校，通過長期穩定的政策支持，升級改善信息化教學軟硬件設施，為促進師范生信息化教學能力提升提供堅實保障。同時加強學校之間的合作交流，利用不同的視角，共同克服教育環境所帶來的限制，彌合不同層次的大學之間的差距，信息化教學水平層次高的學校應發揮示范引領作用，共享優質信息化教學資源，而信息化教學水平層次低的學校應向高水平學校學習，全方位提升信息化教學能力，激發共同目標感，提升陜西省高校師范生的TPACK能力，培育更具凝聚力和活力的教育格局。

（三）以TPK為突破口，促進TPACK水平的提高

相關分析發現，TPK（整合技術的教學法知識）與TPACK之間的相關程度最高，多元回歸分析的結果也顯示，TPK對TPACK水平的影響程度最高。因此，建議提升師范生的TPACK水平可以從TPK方面著手，促進師范生將信息技術知識與教學法知識進行整合，進而提高師范生信息化能力。一方面，要特別專注于師范生教學法知識的課程教學，但又不宜孤立地推動師范生對于教學法知識的學習與理解，應注重結合信息技術這一變量進行銜接型教學。可在傳授教學法知識的基礎上，引導師范生對信息技術進行選擇、應用及改進，嘗試實現教學的“技術化”，進而促進師范生TPACK的不斷生成。另一方面，鼓勵嘗試利用新興的智能培訓平臺或方式，推動師范生學科教學的在線演練、評價與改進。信息技術的發展，為師范生學科教學法知識的信息化培養提供了更多的可能性與空間，利用網絡學習空間及在線教學訓練平臺，有助于師范生針對學科教學特點、要求及目標選擇所需要的技術方式，進而有助于師范生 TPACK 水平的提升。

（四）重視培養綜合知識，促進深度融合

研究發現，三個綜合知識，即學科教學知識（PCK）、整合技術的學科內容知識（TCK）和整合技術的教學法知識（TPK）對TPACK的發展有著重要的作用。TPACK的發展離不開三個綜合知識的共同發展，因此，不能只是單純地強調提升技術、教學或是學科知識，而是應當更多地關注這些因素的融合，全面提升師范生信息素養，推動其從技術應用向能力素質拓展，以適應信息社會發展的要求。首先，要加大交叉融合課程的開發力度，在現有學校教學基礎上大力促進PK、CK與TK的融合，形成有利于師范生復合知識培養的課程體系，培養學生運用技術表現教學內容、實施創新教法的能力。其次，建議改革傳統講授式教學方式，推行研究型教學，在課堂上增加實踐機會。同時以校內實訓基地、校外實習基地為依托，靈活適情地組織實踐，營造有利于師范生教育能力提升的環境，并充分利用教育實習，提高師范生TPACK 復合知識水平。實習過程是觀摩教學現場、完成教學設計、體驗教學過程的絕佳時機，也是形成復合型知識的重要途徑。因此高校應為師范生提供更多高質量的實習機會，一方面選擇教學水平高的實習園所，讓學生有機會觀察教學專家的課堂活動，另一方面制定兼顧教學知識、學科知識和技術知識的實習培訓標準，給出明確的實習指導意見，幫助師范生提高信息化教學能力。TPACK所具有的情境依賴性、內隱性和實踐性決定了它在實踐中生成，在反思中發展，在共享中增值的特點，重視積累綜合知識，在實踐中促進綜合知識的深度融合，對于師范生TPACK的發展有著重要意義。

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責任編輯：彭治民