基于TPACK的數字化教研研究

摘要：文章圍繞教研數字化轉型這一核心議題，從4個方面進行了深入探討。首先，文章追溯了教研數字化轉型的緣起，分析了數字化時代對教研工作提出的新要求與挑戰。其次，文章闡述了TPACK作為數字化教研的理論基石，詳細解析了TPACK框架的內涵及其在數字化教研中的重要作用。再次，文章構建了基于TPACK框架的數字化教研模型結構，明確了模型的核心要素、運行機制及預期效果。最后，文章提出了基于TPACK框架的數字化教研實踐路徑。文章旨在為教研工作者提供數字化轉型的理論支持和實踐指導，推動教研工作的高效創新與持續發展。

關鍵詞：TPACK；數字化；教研

中圖分類號：G715 文獻標志碼：A

基金項目：2020年湖北高校省級教學研究項目課題；項目名稱：“雙高建設”背景下高職院校教學創新團隊建設路徑研究；項目編號：2020822。湖北省教育科學規劃2023年度一般課題；項目名稱：數字化轉型背景下高職軟件技術專業升級與數字化改造路徑研究；項目編號：2023GB188。

作者簡介：李嵐（1971—），女，教授，碩士；研究方向：軟件技術，計算機應用。

0 引言

2022年1月，國務院印發《“十四五”數字經濟發展規劃》，提出深入推進智慧教育。同年10月，黨的二十大報告將教育、科技、人才進行統籌部署，強調要推進教育數字化。教師是推動和實現數字化轉型的重要力量，是實現教育數字化戰略的執行者、創新教育理念的引領者以及變革教育模式的實踐者。教育部在2022年11月，頒布了《教師數字素養》標準，該標準構建了一個全面的教師數字素養框架體系，具體涵蓋5個主要方面（一級維度），進一步細分為13個子領域（二級維度），并具體到33個詳細指標（三級維度）上［1］，為教師在數字化教學環境中的專業成長提供指導和評估標準。

教研是教師綜合素養提升的重要途徑和有效手段。通過教研活動，可以更新教育理念，提升教學技能，拓寬專業知識，優化教學方法，促進教師專業成長和教育教學質量的全面提高。隨著大數據、人工智能等數字化手段的發展與應用，數字化教研正逐漸成為教師綜合素養提升的新引擎。它不僅能夠為教研活動提供更加豐富、精準的數據支持，幫助教師深入分析教學過程中的問題與成效，還能通過智能化的教學輔助工具，實現個性化教學資源的推薦與定制，進一步提升教學質量與效率。

1 教研數字化轉型的緣起

教研，也稱為教育教學研究，是教師個人或集體為推動教學進步而自發或有組織地進行的一種研究活動，旨在發現、探討并解決教學中存在的問題［2］。在推動教師專業成長和指導教學活動方面起著重要作用。然而，傳統教研模式面臨諸多挑戰：教研目標不夠明確和具體，教學分析依賴于主觀判斷，教師之間的研討交流趨于表面化，教師專業技能的提升和教學方法的持續優化支持不足。這些問題限制了教師專業發展的深度和廣度，影響了教學質量的持續提升［3］。究其原因，大致可歸納為4個方面。

1.1 數字技術應用生疏

數字化意識淡薄。部分教師在面對大數據、人工智能等新興技術時，認知上仍存在一定的局限性，更傾向于沿用基于傳統要素的教學，對數字化學習模式不夠熟悉，在日常教學與研究中難以有效地融入這些新技術。

1.2 教研內容偏離需求

研討與需求脫節。教研作為一項群體活動，其效果受到組織者對教師群體真實需求了解程度的影響。當教研活動的主題或內容與部分教師的實際教學需求存在偏差時，這種不匹配現象就會導致教師參與教研活動的積極性降低，進而影響教研的整體效果和教師專業成長的動力。

1.3 教研模式傳統單一

忽視教師的主體性和創造性。傳統單一的教研模式往往局限于固定的形式和流程，如定期的會議、講座或公開教學等。教師被視為被動的接受者，而非主動的探索者和創造者。教研活動的主題和內容通常由組織者單方面決定，忽視了教師的主體性和創造性。這種模式下，教師的參與度和積極性受到影響，教研效果大打折扣。

1.4 教研反饋跟進不足

缺乏持續和反饋機制。教研活動被視為孤立的單次事件，缺乏后續的連續跟進與反饋機制。這種狀況使得教師在教研活動中所獲得的寶貴經驗和深刻啟發，難以被有效地應用、鞏固并進一步提升，更無法形成一套連貫的教學診斷、改進與迭代的優化體系。

數據分析和人工智能技術為教師提供定制化的支持和資源；使用先進的技術手段，實現對教學過程和教師發展的有效指導。這種科學化、智能化的教研模式，有力地推動了教育實踐的創新和優化。

2 TPACK——數字化教研的理論基石

TPACK即Technological Pedagogical and Content Knowledge，是教育理念的概念框架，它代表了一種整合了技術、教學策略和學科內容的綜合知識體系。最初，教育心理學家舒曼［4］在1986年提出了PCK這一概念，強調了教師除了需要掌握學科知識（CK）和教學方法（PK）之外，還應該能夠將這兩種知識融合，形成學科特定的教學知識（PCK）。隨后，在2005年，科勒教授［4］和密西娜教授［4］在PCK的基礎上增加了技術維度（T），并引入了“and”的概念，形成了TPACK這一框架。TPACK的核心在于指導教師如何將學科知識、教學方法和現代技術工具結合起來，以提高教學效率和效果［5］。

TPACK框架由3個基本要素構成：學科知識（CK）、教學知識（PK）以及技術知識（TK）。3個要素相互交叉、融合形成了3個重要的復合領域：學科教學知識（PCK），技術學科知識（TCK），技術教學知識（TPK）。當這3個交叉部分再次重疊時，就構成了TPACK的核心——融合技術的學科教學知識，如圖1所示。

可以看出，TPACK框架是一個將技術、學科內容與教學方法進行有效整合，實現教師專業化發展的一種通用知識結構。因此，基于TPACK框架構建數字化教研模型，成為診斷教研問題、分析教研需求、制定教研服務策略及開展有效教研活動的重要基石。

3 基于TPACK框架的數字化教研模型結構

以TPACK框架為支撐的數字化教研，通過現代信息技術與教學、教法的無縫融合，實現全面數據采集、精準數據分析、實時溝通互動、高效反饋達成，滿足教師的個性化需求。

3.1 數字化教研的內涵

教研轉型一般指教研工作領域的理念轉變和方式創新。即從傳統教研向現代教研轉變，向符合時代發展需要轉變，向以人為本的教育教學需要轉變［6］。數字化教研可以理解為運用數字化工具和方法來優化和革新教育教學研究活動的實踐，以實現教研內容精準、教研主體多元、教研形式多樣和教研評價客觀，促進教師的專業素養提升，推動教育實現高質量發展。

3.2 數字化背景下TPACK知識結構

TPACK模型雖然建立在3個基礎元素之上，但其真正的內涵在于這些元素之間的相互作用和整合，而非單純的相加。它強調的是一種綜合性的思考方式，要求教師在教學中不是孤立地看待學科知識、教學方法和技術工具，而是要系統地思考它們之間的相互影響與融合。教學是一種復雜的、多維度的活動，發生在一個不斷變化、充滿不確定性的環境中。教師需要具備高度的靈活性和創造性，能夠根據具體情況靈活運用各種知識和技能，以實現教學目標［7］。

隨著時代的發展和技術的不斷進步，知識的本質及學生獲取知識的途徑正經歷著深刻的變革，TPACK框架被賦予了新的內涵和要求。本文依據TPACK各要素及其發展趨勢，參考《教師數字素養》對教師教學的新要求，確定了數字化環境下教師TPACK知識框架，如圖2所示。

以下從3個層次闡述該知識框架及其內涵和要求。

（1）基礎知識層。

TK（技術知識）是TPACK框架中變化速度最快的要素。當前技術已從傳統的多媒體和互聯網，轉向了以大數據、人工智能為核心的前沿技術。

PK（教學法知識）涉及教學法的廣泛知識，包括教學中采用的多種方法和策略。教學模式從教師為中心向學生為中心的模式轉變，更加強調學生的主體性，重視學生的自主、探究和合作能力的培養［8］。

CK（學科內容知識）是教師教學和學生學習的主要內容。當前內容層面發生了擴展，從過去主要關注單一學科的知識，轉變為既包括單一學科又涉及跨學科的綜合知識體系。它不僅限于學科的具體知識，還要求教師對學科的結構有深入的理解，并對學科間的聯系有深刻的洞察力［8］。

ba6f0d631bf0f9b70bb63221471f6aab1ca96063b2b4710a340e8d15b7e42fa6（2）交叉知識層。

PCK（學科教學法知識）是教師在特定學科教學中應用的專業知識。它包括將學科內容轉化為易于學生理解的形式、識別學生的學習難點、運用有效的教學策略、開展科學的教學評價。

TPK（整合技術的教學法知識）是教育技術與教學法的融合體，為各種教學方法提供技術基礎。通過虛擬仿真技術，增強學習的沉浸感和現實感；利用人工智能、大數據等技術，提升對學習者個性化和精準化的學習支持?，F代技術的融入，不斷豐富和改進了原有的教學模式、教學策略。

TCK（整合技術的學科內容知識）技術與學科內容相互作用而產生的知識體系，不僅涵蓋了教學資源、內容組織與呈現、教學實踐以及持續更新與適應等多個方面，還包括了教師對新技術如何影響學科內容組織和呈現的理解。

（3）融合知識層。

TPACK（融合技術的學科教學法知識）是一個復雜而動態的知識體系。首先要求教師，對大數據和人工智能領域的技術的理解、掌握和應用能力。其次，教師必須具備先進的教育教學理念，能夠將這些理念、現代技術元素理解和應用到教學設計中，形成科學的教學方案。再次，教師還需要掌握現代技術應用與學科創新相融合的知識，以豐富教學手段。最后，面對人工智能等新技術在教育領域的涌現，教師在整合應用TPACK時可能會遇到挑戰。因此，教師需要各種支架的支持，包括認知支架支持（例如建模工具與軟件應用）、情感支架支持［7］（例如激勵與認可機制）、環境與資源支持（例如基礎設施建設），以幫助他們克服這些挑戰，更有效地進行教學。

3.3 TPACK數字化教研的模型結構

以TPACK框架為理論支撐教研內容是數字化教研活動的核心，結合職業教育特點，依據數字采集信息，規劃教師個人學習路徑，通過多元教研資源，開展個性化學習，圍繞在教學中存在的問題和困惑，實施線上線下、集體探究的混合教研模式，形成融合現代技術的專業知識教學（TPACK）。

本文在數字化技術支持下，基于TPACK框架提出了數字化教研的邏輯結構，如圖3所示。該結構從橫向和縱向兩個維度出發，借助縱向多元教研資源，支撐橫向以問題為導向、TPACK為核心的教研內容，通過混合教研模式開展教學研討，形成成果與反饋。在此基礎上，進行再研討和再反饋，迭代式培養教師的TPACK（即融合現代技術的專業知識教學）能力。

3.4 TPACK數字化教研結構要素

包括三大結構要素：多元教研資源、混合教研模式、TPACK教研內容。

3.4.1 多元教研環境

支持在線學習、資源共享、數據采集、數據分析等功能的數字化教研平臺和智慧教育公共服務平臺，滿足現代技術發展的信息化教學資源庫，包括課程資料、教學案例、考試題庫等，能實現在線學習、資源共享、數據采集與分析、智能推送等功能，為教育教學研究提供有力的技術支持和保障。

3.4.2 混合教研模式

根據不同課程、不同學段、不同教師的實際情況，開展定制學習滿足個性化需求，課例教研提升專業能力，精準教研提高教研針對性，直播教研擴大參與范圍，協作教研增強團隊合力，名師工作坊發揮引領作用、虛擬教研室促進跨校合作等多種方式，提升教研工作的針對性、有效性、客觀性和科學性。

3.4.3 TPACK的教研內容

TPACK數字化教研是研究實踐技術、教學法和專業知識三者之間的有效整合，旨在創造更生動、有趣的教學活動，從而激發學生的學習興趣，提高學習效果和滿意度。

（1）現代技術與專業知識的融合是增強、優化甚至重塑專業知識的學習和應用的重要途徑。運用包括云計算、大數據、人工智能、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、物聯網等在內的現代技術，實現教學環境智能化、教學內容數字化、實踐操作虛擬化、學習成果可視化、教學評價精準化。

（2）現代技術與教學知識的融合是當前教育領域的發展創新趨勢。教師不斷更新教育觀念和技術能力，整合教學資源、革新教學方法，通過現代技術賦能教學，構建互動式教學環境，制定精準化教學目標，優化數字化教學內容，實施個性化教學，創新職業教育人才培養新模式。

（3）專業知識與教學知識的融合是提升教學質量的關鍵。教師要深入理解專業知識，掌握教育教學方法，剖析學生特點與教學內容，設計有效教學策略，持續進行教學反思與改進，將自身對專業知識的理解與教育學知識相結合，更有效地傳授給學生。

3.5 TPACK數字化教研的特點

數字化教研不僅是技術進步的自然產物，更是對傳統教研模式的深度改造。通過現代信息技術，可以為教師提供更廣闊的視野和更高效的研究手段。數字化教研呈現以下特點［9］。

3.5.1 主體多元互融

參與主體既可以是本學院或學校的教師，還可以邀請外校的專家學者、行業的技術技能大師等共同參與。他們能夠從不同的角度為教研活動提供新的思路和解決方案。

3.5.2 形式新穎多樣

數字技術為教研活動注入了新的活力，不再局限于面對面的交流，呈現出多樣化的形態。在線工具為教研人員提供了一個線上實時交流、資源共享的平臺；技能實踐、教學競賽，使線下參與者之間的互動和協作變得更加緊密；聽課評課、教學診斷，線上線下的無縫對接，為教學實踐的創新和發展提供了源源不斷的動力。

3.5.3 內容富媒豐富

傳統教研側重于經典教學方法、教學理論和教學經驗的學習，內容相對固定，多以文本、視頻、音頻形式展現。數字化教研則在廣度和深度上對教研內容進行了拓展和延伸，呈現方式巧妙地融入了大數據、人工智能、虛擬現實等生成性資源。這不僅極大地拓寬了教研人員的視野，更為他們提供了前所未有的參與式、沉浸式教研體驗［10］，使教研工作煥發出了新的生機與活力。

3.5.4 評價智能客觀

在數字技術的輔助下，教育研究評價方法變得更加智能化和科學化。通過記錄教研活動的過程和結果數據，運用大數據、機器學習等技術進行細致分析［9］，確保了評價的精確性、客觀性和全面性。

3.5.5 反饋實時個性

隨著數字化技術的發展，教研成果和反饋的表達形式變得更加多元與直觀。從在線平臺的實時互動，到虛擬現實的沉浸式應用，再到人工智能的精準推送，這些信息的傳遞方式全面記錄了教研人員參與研訓的歷程、所取得的成果以及深刻的反思，形成了個人專屬的專業發展檔案，為教師專業發展提供了個性化的指導與支持，極大地促進了成果的分享與傳播。

4 基于TPACK框架的數字化教研實踐路徑

本文借助大數據與人工智能技術，全面采集教學數據，精準化診斷短板盲點，規?；治瞿芰ΜF狀，系統化設計教研內容，從而最終實現以現代技術為載體，以教研促進教師能力提升。具體實施圍繞以下4個方面展開。

4.1 打造領航型教研團隊

構建以學校名師、企業工匠大師、行業專家學者共同引領，校企成員專兼結合的“雙師”結構教研團隊。校企名師、名匠在教研中發揮“傳、幫、帶”引領作用，傳承工匠精神、傳揚校企文化、傳授精湛技藝、傳遞優勢資源，為服務教師職業成長提供支持與指導。

4.2 搭建數字化教研平臺

建設能實現在線備課、資源共享、遠程協作、在線研討、數據采集、數據分析等功能的教研平臺。通過對數據的分析和挖掘，精準定位教學中的問題和學生的需求，服務教研團隊確定教研主題，制定教研計劃，組織教研活動，收集教研成果與反饋，迭代式提升教師專業能力。

4.3 開展定制式研修研訓

充分利用校內外資源，針對不同基礎水平、不同技能等級、不同專業背景與社會身份的學校教師和產業技術人員，開展不同內容和形式的培訓；針對專業帶頭人、骨干教師、雙師型教師、兼職教師和見習教師，定制研修內容和教學案例，開展不同深度和廣度的分層式培訓。

4.4 創新混合式集體教研

通過學科交叉、協作學習，開展混合式集體研修。精準聚焦教學難題，分享交流教學智慧，拓寬延伸教學視野。這種研修有助于教師，將專業知識與技術技能融入“觀察、反思、改進”的教學中，促進教師“PCK”“TCK”“TPK”能力成長的過程中，提高課堂教學效率，提升教師“TPACK”水平。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.教育部關于發布《教師數字素養》教育行業標準的通知［EB/OL］.（2022-12-02）［2024-07-16］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/202302/t20230214_1044634.html.

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［3］陳玲，許明雪，郭曉珊.技術支持下的智慧教研［J］.中小學數字化教學，2023（5）：5-9.

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［7］NIESS M L.Investigating TPACK：Knowledge Growth in Teaching with Technology ［J］.Education Computing Research，2011，44（3）：299-317.

［8］馬曉玲，李柱，禹娟娟.以教師整合性知識框架優化師范生培養改革高教發展與評估［J］.高教發展與評估，2023 （1）：43-51，120.

［9］胡小勇，易錫添.新冠疫情影響中小學在線教研的發展研究［J］.廣西師范大學學報（哲學社會科學版），2020 （5）：69-77.

［10］高淑印，王光明.天津市基礎教育數字化教研的探索與實踐［J］.中國教師，2023（12）：23-28.

（編輯 李春燕）

Research on digital teaching and research based on TPACK

LI Lan

（Hubei Polytechnic Institute， Xiaogan 432000，China）

Abstract： This paper delves deeply into the core topic of the digital transformation of teaching and research from four aspects. Firstly， the paper traces the origin of the digital transformation of teaching and research， analyzing the new requirements and challenges posed by the digital era to teaching and research work. Secondly， the paper expounds on TPACK as the theoretical548fb61b1f83c84fef44ddca18dd30c77955b17a2ab6c27ec5c15c4b0ee5ab54 cornerstone of digital teaching and research， providing a detailed interpretation of the connotation of the TPACK framework and its significant role in digital teaching and research. Thirdly， the paper constructs a digital teaching and research model structure based on the TPACK framework， clarifying the core elements， operating mechanisms， and expected effects of the model. Finally， the paper proposes a practical path for digital teaching and research based on the TPACK framework. Through the research in this paper， the aim is to provide theoretical support and practical guidance for the digital transformation of teaching and research workers， promoting efficient innovation and sustained development in teaching and research work.

Key words： TPACK; digitization; teaching and research