實踐視域下教師TPACK 特征及其影響因素研究

隨曉筱 何永紅 張晉宇 劉太如 陸玉梅

（上海市閔行區教育學院 上海 200241）

一、 問題提出

在教育數字化轉型背景下，數字技術創新和迭代速度明顯加快，在提高教育生產力、優化教育資源配置的同時，也在驅動教學范式的變革。[1]教學范式的變革，同樣也促進了數字技術賦能下的教師專業發展，注重基于數字化轉型培養教師的教學勝任力。在過去的三十年，教師培訓采取了各種方式幫助教師提升有關技術教學的知識能力[2]。近十年，各界對教師如何學習和使用技術的看法有了明顯的轉變，我國共實施了兩輪全國性中小學教師信息技術應用能力提升工程，從鼓勵教師在教學中應用技術，到助推技術與教學的有效融合，教師技術素養在近些年有了明顯的提高。

為持續提高教師技術素養，各國頒布了相關政策。歐盟在2011 年實施數字素養項目，建立了數字素養框架。[3]美國國際教育技術協會（ISTE）在2017 年以技術創新教學為主導思想，發布了《教育者標準》。[4]我國在2014 年和2021 年分別頒布了《中小學教師信息技術應用能力標準（試行）》和《中小學教師信息化教育教學微能力診斷指引》。國家文件的頒布和相關政策的實施加快了技術與教學融合的進程，教師專業結構的更新和教學范式的創新在技術融合應用的趨勢下相互促進。整合技術的學科教學知識（TPACK）作為技術與教學融合的實踐性知識，為教師使用技術來幫助學生掌握關鍵概念和技能提供了支撐[5]，整合技術的學科教學知識契合教育數字化轉型的大背景，指向教育教學創新，有助于提高教師技術素養。

自TPACK 提出以來，關于TPACK 的理論內涵、能力測量、培養路徑的研究有很多，而將TPACK 作為一體的融合性實踐知識，對影響教師TPACK 全要素的分析還不足。本研究旨在分析課堂實踐下影響教師TPACK 的全要素，探索影響要素模型，為提升教師TPACK 提供理論支持。

二、 TPACK 的理論溯源

提到TPACK 必然會提到TPACK 的發源史。1986 年，舒爾曼（Shulman）提出學科教學法知識（Pedagogical Content Knowledge，簡稱PCK）[6]。隨著信息技術的融入，2005 年，科勒（Koehler）和米什拉（Mishra）在PCK 的基礎上加入技術知識（Technology Knowledge），建構了由TK、PK、CK 三者交叉形成的TPACK 理論框架[7]。

在TPACK 發展過程中，除了以科勒和米什拉為中心的TPACK 七因子說之外，還有以尼斯（Niess）為中心的四要素說，以及以卡米尼（Kamini）為中心的實踐應用論。

（一） 七因子說

目前使用最廣泛的TPACK 理論框架是科勒和米什拉的TPACK 理論框架，此框架將TPACK 拆分為TK、PK、CK、TPK、TCK、PCK、TPACK 七個獨立部分，同時又交叉且共存于同一個境脈下，見圖1。

圖1 科勒和米什拉的TPACK 理論框架

然而，這個模式并沒有把TPACK 當作獨立的知識體系，而是額外強調了這三個知識體系之間復雜的相互作用。施密特（Schmidt）等人聯合科勒、米什拉設計開發了一套教師TPACK問卷，很多研究把此框架和問卷作為測量教師TPACK 能力的基準，來測量教師的TPACK 能力。[8][9][10]

（二） 四要素說

格羅斯曼（Grossman）將PCK 解讀為四個核心要素，分別是教學知識和信念、課程理解、課程知識、教學策略四方面[11]。尼斯在格羅斯曼提出的四要素下，將TPACK 也概括為四個核心要素，分別是技術與學科教學整合的統領性觀念，技術與學科教學整合的教學策略和教學表征知識，學生用技術來理解、思考和學習學科主題的知識，技術與學科教學整合的課程和課程材料知識。[12]

尼斯提出的TPACK 四要素說綜合考慮了教師觀念、教學、學習和資源保障四方面使用技術的核心知識。四要素說強調TPACK 的整體性知識，與七因子說對比，七因子是將各個部分進行割裂再進行組合。有研究者認為，對各成分進行分開分析違背了TPACK 的整體性，從而更傾向于尼斯的四要素[13]。安吉利（Angeli）等人也建議把TPACK 作為一個整體[14]。

（三） 實踐應用論

不論是七因子說還是四要素說，都為TPACK的研究提供了理論基礎框架，但是并沒有說明理論框架在實踐中如何應用。為了彌補這一缺失，有研究者提出了TPACK 的實踐應用理論。

卡米尼提出為了給教師提供發展TPACK 能力的機會，有必要確定在課堂教學實踐中哪些教師行為是技術知識的組成部分。為了闡明教師在實踐中的TPACK，卡米尼開發了TPACK 實踐應用論（TPACK-in-Practice）[15]。該理論為教師提供了與內容相關的學習需求和教學模式的各種活動類型，從而促進了教師在教育技術教學方面的專業知識發展。[16]

TPACK-in-Practice 包括三部分，即TPCKin-Practice、TCK-in-Practice、TPK-in-Practice。這個模型描述了教師如何在課堂上體現TPACK實踐應用。TPACK 實踐應用論組成部分及其特征見表1。

表1 TPACK 實踐應用論組成部分及其特征

TPACK 的實踐應用論是從教學實踐中衍生出來的，有助于培養教師在教學中融合和應用技術的能力，同時為技術與教學整合的教學設計提供了實踐指導。

TPACK 的七因子說、四要素說以及實踐應用論分別從不同的視角進行研究和分析，側重點不同，各具特色。本研究認為實踐應用論更契合當前數字化轉型背景下的教育發展需求，即強調技術在教學中的實踐指導和應用，讓其從助推走向融合創新，讓教學改革從量變走向質變。

三、 TPACK 的實踐應用

TPACK 三大理論流派對我國TPACK 的研究具有非常重要的啟示作用，我國對TPACK 的研究是從2010 年開始的，為了研究我國對TPACK的研究情況，本研究使用CiteSpace 6.1.R4 軟件對TPACK 研究進行分析。CiteSpace 是現階段流行的科學知識圖譜繪制工具之一，知識圖譜繪制的科學性根源于數據基礎，關鍵在于如何精準全面地檢索到所研究主題的全部文獻。[17]

（一） TPACK 研究三階段：從教師到教學

本研究的數據來源于中國知網的中文期刊，以“TPACK”為主題，搜索TPACK 相關文獻，通過篩選并去掉無關文獻后，最后選出850篇文獻。繪制關鍵詞聚類圖譜，選出最具有代表性的前15 個關鍵詞聚類進行分析，分別是#0 信息技術、#1 教學設計、#2 職前教師、#3 翻轉課堂、#4 現狀、#5 教師、#6 教學能力、#7 教師知識、#8 微課、#9 教育技術、#10 高職教師、#11 人工智能、#12 信息素養、#13 農村教師、#14 智慧課堂，之后在關鍵詞聚類圖譜的基礎上，繪制時間線圖（見圖2）。時間線圖側重于勾畫聚類之間的關系和TPACK 聚類中文獻的歷史跨度，用于分析聚類主題演化路徑和過程。

圖2 TPACK 研究的演進路徑圖

為了探究研究熱點傳承與演化關系，還要結合關鍵詞的中介中心性和突現強度來判斷前沿和轉向。[18]中介中心性可以衡量節點權力的大小，反映了該點在網絡中的重要性。突變詞指在較短時間內出現較多或使用頻率較高的詞，根據突變詞的詞匯變化可以判斷研究領域的前沿與趨勢[19]。表2 梳理了TPACK 研究的關鍵詞實現信息。

表2 TPACK 研究的關鍵詞突現信息表

結合TPACK 研究的演進路徑圖和關鍵詞突現信息表，將TPACK 研究劃分為三部分，分別是2010 至2015 年研究初始期，2016 至2019 年研究發展期，2020 至2022 年研究深入期。

在2010 至2015 年，隨著TPACK 理念的引入，我國進入TPACK 的研究初始期。在此階段，在演進路徑圖和關鍵詞突現信息表中可以發現，對應的關鍵詞主要有教師教育、教師知識、師范生、信息技術、現狀、課程整合、教學設計、教學模式、發展策略、專業發展、教學能力等。在研究初期，主要以七因子說為主要研究基礎，開展對師范生、教師教育的TPACK 發展研究。2014 年，我國頒布《中小學教師信息技術應用能力標準（試行）》，旨在提高教師信息技術融合教學的能力，TPACK 的研究加入信息技術融合的內容，開展了課程整合下的教師TPACK 現狀和教師TPACK 培養路徑研究。

在2016 至2019 年，隨著技術進步和持續的研究，TPACK 進入研究發展期。在此階段，相應的關鍵詞主要有教學模式、教學實踐、發展趨勢、整合技術、培養模式、教學學科、課堂教學等。TPACK 的研究更加多元，初始期主要面向數學教師和英語教師的TPACK 研究，在發展期由單一學科到體育、地理、科學、程序設計、高職等多個學科和學段的研究，更加重視教師課堂教學實踐能力的培養策略。

在2020 至2022 年，TPACK 研究進入深入期。在此階段，與之關聯的關鍵詞主要有卓越教師、核心素養、計算思維、慕課教學等。在核心素養和智慧教育的背景下，偏向于本土化的深入研究，結合國家政策、教師專業發展經典理論模型以及實證研究，研究教師TPACK 的課堂教學能力框架。

綜上所述，不論是在理論發源期、發展期還是在研究深入期，TPACK 一直緊緊圍繞課堂教學，目前國內TPACK 的研究趨勢、TPACK 的研究重點以及國際上TPACK 的實踐應用論，都以教學實踐為中心，所以TPACK 是融合技術的教學實踐性知識，其中，課堂表現應是關鍵因素。

（二） TPACK 研究新趨勢：教學實踐場域的表征

TPACK 是一種融合、創新的實踐性知識，其實踐屬性是關鍵特征。隨著教育數字化轉型的提出和發展，其在教學實踐場域的表征逐漸被作為重點研究方向。教師TPACK 影響因素的分析將最終落實在教學中，課堂教學表征是教師TPACK 發展研究的關鍵。

ADDIE 模型作為典型的教學設計理論，可以為TPACK 影響因素研究提供理論支撐，ADDIE 模型構成要素包括分析、設計、開發、實施和評價[20]。基于ADDIE 模型，本研究提出TPACK 的課堂教學表征模型，根據教學前、中、后的時序，貫穿教學設計、教學實施、教學評價，三者相互影響并形成良性循環。本研究將TPACK 課堂教學表征構建成循環三角形的要素模型，見圖3。

圖3 TPACK 的課堂教學表征要素模型

在教學設計層，有研究者發現教學策略在很大程度上影響教師真實情境下的技術整合。[21]教學目標、情境創設、教學評價的有效設計對學生深度學習有很大幫助。[22]另外，《中小學教師信息技術應用能力標準（試行）》和《中小學教師信息化教育教學微能力診斷指引》將資源管理和運用作為教學準備的重要方面。結合文件和文獻的梳理以及對教學設計的科學分析，本研究把目標設計、內容設計、方式設計、評價設計、資源準備作為教學設計層的重要內容。

在教學實施層，已有研究提出，課堂教學的TPACK 包括內容表征、技術應用和教學改進三種教學推理[23]。《中小學教師信息技術應用能力標準（試行）》《中小學教師信息化教育教學微能力診斷指引》分別將教學實施層概括為組織與管理、學法指導，綜合多個現有的研究結果，本研究將教學實施層解剖為課堂組織與管理、課堂內容表征、教學過程和方法。

在教學評價層，TPACK 發展的實施模式最終應落實到評價上[24]。過程性評價和結果性評價的綜合使用是科學有效的教學評價策略，教學評價應包括過程性評價和結果性評價。

立足課堂教學內部，教學的前、中、后是三個非常重要的研究視角，但影響教師課堂教學表征的因素是多樣和復雜的，為探究課堂教學內部及其影響因素之間的關系，本研究基于課堂教學表征的要素模型，探究教師TPACK 影響因素的模型。

四、 TPACK 的影響因素

TPACK 作為技術與教學融合的實踐性知識可以有效提升教師勝任力，尤其是在教育數字化轉型下提升教師的數字勝任力。梅德里克（Maderick）等把教師數字勝任力定義為教師在課堂教學實踐中，具有熟練使用相關軟硬件技術的知識、技能和理念。[25]有研究者認為，數字勝任力是教師勝任未來教育工作的關鍵能力，教師數字勝任力的構成要素包括技術能力、教學能力、發展創新、價值追求和人格特質。[26]在數字勝任力的理念指引和目標導向下，分析教師TPACK 的課堂教學影響因素并搭建模型，反映了教育數字轉型下的價值導向。

課堂教學表征作為TPACK 能力的關鍵和核心，其影響因素對教師發展至關重要。課堂教學的有效實施離不開教師的內在認知和外部環境的推動，本研究將影響TPACK 課堂教學表征的因素概括為內部因素和外部因素。

（一） 內部因素

課堂教學表征與教師內部因素有很大關系，教師內部因素是教師TPACK 發展的基礎，本研究從基本屬性層、教學意識層、知識能力層分析教師內部的影響因素。

1. 基本屬性層

已有研究發現，性別、年齡、教齡、學歷都對教師TPACK 發展有顯著影響。[27][28]本研究結合已有研究以及教師的基本信息要素分析，認為教師內部因素的基本屬性層應包括性別、年齡、教齡、學歷、職稱、學段和學科。

2. 教學意識層

有研究者發現，教學信念對技術整合教學起到價值導向、觀念地圖的作用，在幫助教師整合各方面知識的同時，直接影響其教學的決策及行為。[29]還有研究者認為，影響教學能力的內部因素是教學意識，包括自我效能感、教學態度和數據安全意識。[30]教師信念和態度體現在對TPACK 的重要性認識上，應用意識是課堂教學設計的基礎，自我效能感有助于技術融合的感知和改進。此外，數據大爆炸時代安全意識也是必須要關注的內容。所以，教師內部因素的教學意識層應包括重要性認識、應用意識、自我效能感和安全意識。

3. 知識能力層

佩吉（Peggy）等把影響教師技術使用的內部因素分成教師的知識、技能等內容。[31]歐盟數字素養框架指出，信息域、交流域、內容創建域、安全意識域、問題解決域是數字素養的重要內容[32]，這些能力都基于教師個人已有的基礎能力。本研究將技術元認知、評價與反思作為影響教師知識能力的重要內容。

作為影響TPACK 課堂教學表征的基礎，教師內部因素包括基本屬性層、教學意識層、知識能力層。這三個影響層相輔相成、相互影響。

（二） 外部因素

課堂教學表征的另外一個重要影響因素是外部環境，外部環境因素是教師TPACK 發展的助力，具體可以將其歸類為技術環境層、人文環境層和教育環境層。

1. 技術環境層

技術環境是指教師在進行課堂教學時所處的涉及技術應用的物理環境。有研究者認為，影響TPACK 發展的外部因素是與整合技術相關聯的物理技術環境。[33]也有研究者提出，搭建資源環境、創設智能教育空間、構建智能教育境脈是影響教師TPACK 素養與能力的重要方面。[34][35]基于課堂教學的具體實施環境，本研究認為，技術環境層應包括技術設備、資源儲備和空間環境。

2. 人文環境層

人文環境是指教師所處的社會人文氛圍，上至國家下至同伴，都會對個人的理念和行動產生影響。有研究者指出，人才政策傾向、單位激勵機制、學生綜合水平等客觀因素是影響教師TPACK素養與能力的重要方面。[36][37]本研究認為，人文環境層應包括國家、地區、學校、同伴環境。

3. 教育環境層

教育環境主要是指教育實踐和教師培訓，有研究者發現，教育實踐、選修計算機課程與TPACK 結構的生成和發展緊密相關。[38][39]也有研究者發現，微型課程、雙師教學、情景式學習、賽訓一體的實踐應用等教師教育機制是教師TPACK 能力的有效培養路徑。[40][41][42][43]TPACK的教育環境多樣，概括來說，教育環境層應包括理論教育和實踐教育。

（三） 因素模型

匯總上述分析，教師TPACK 發展的影響因素包括課堂教學表征、教師內部因素和外部環境因素三大方面，如果將TPACK 的發展比喻為樹狀，其中，課堂教學表征是主干，教師內部因素是為主干提供成長養分的土壤，外部環境因素是助推主干枝繁葉茂的分支。

為了對影響因素的關系進行可視化的呈現，本研究構建出教師TPACK 發展的影響因素樹狀模型。樹狀模型呈現了課堂教學表征、教師內部因素和外部環境因素三要素之間的關系，也體現了三要素內部的邏輯，其中，課堂教學表征三個層級之間是單向時序和循環關系；教師內部因素三個層級之間是互相影響、互相促進關系；外部環境因素三個層級之間有聯系，但是沒有決定性關系。

五、 TPACK 的發展建議

教師TPACK 發展影響因素的樹狀模型凸顯實踐性、強調全要素，初步勾勒了各因素的相互關系，這對于教師教育、教育信息化等具有一定的理論價值。從實踐角度看，該模型的構建為有效培養和發展教師TPACK 能力提供了方法，也為教育教學改革與發展提供了思路。

（一） 推動基于教育與技術深度融合的數字勝任力提升

教育與技術深度融合為提高教師數字勝任力提供了數字環境和資源。教育數字化轉型的作用之一在于教育與技術的深度融合。隨著教育與技術的深度融合，迫切需要提高教師的數字勝任力，為培養學生創新實踐能力、綜合應用水平提供支撐。教師TPACK 發展影響因素的樹狀模型可以作為數字勝任力提升的著力點，為研究者提供切實可行的理論架構和實施路徑。

（二） 加強基于關鍵因素的教師TPACK培養

教師是教育改革和發展的關鍵。教育數字化轉型的關鍵在教師，不僅要提高教師的數字勝任力，更要促進教師從好的PCK 走向高的TPACK。該模型整體描述了教師TPACK 的內外關系和實踐表征。各單位或地區可以根據該模型研制調研工具，了解教師TPACK 水平，挖掘關鍵因素；基于此，參考相關標準，根據現實條件，設計全體教師或不同類型教師TPACK 的培養路徑，讓教師TPACK 發展更有針對性、實效性。

（三） 探索基于課堂表征的數字化教學改革

課堂是育人主陣地。教育數字化轉型的主體表征和實效主要體現在課堂教學中。相關單位或組織可以根據TPACK 發展影響因素的樹狀模型，從教學設計、教學實施、教學評價等方面細化課堂表現，明晰環境保障。教師個體或群體可以基于課程標準，抓住學科特點，由點到面，從設計開始，在行動中認知、在行動反思、在行動中發展，逐步探索適應學生需求、學科屬性、學校條件的數字化教學方式。