教师整合技术的学科教学知识（TPACK）的研究现状及发展趋势

杜亮亮

（东北师范大学 计算机科学与信息技术学院，吉林 长春 130117）

教师整合技术的学科教学知识（TPACK）的研究现状及发展趋势

杜亮亮

（东北师范大学 计算机科学与信息技术学院，吉林 长春 130117）

整合技术的学科教学知识（TPACK）框架强调的是教师对教学内容、教学法、技术的理解以及这三者之间如何相互作用，从而达到最优化的教学。一年来，通过对TPACK相关文献的研究，发现目前对教师整合技术的理解存在着不同的解构；总结了目前TPACK的测量方式；最后列举了发展TPACK的途径，并提出了研究人员、实践者和教师教育工作者未来的方向。

整合技术的学科教学知识（TPACK）；专业化发展；教师教育

引言

日益普遍的数字化工具和网络化工具有可能从根本上改变教和学的过程。然而，技术的教学用途的相关研究表明，教师缺乏将技术成功地整合进教学过程的知识。因此，技术更多地被用作“效率援助和拓展的设备”，而不是从最基本层面上改变一门学科的本质因素。研究者们尝试了一种方式来培养教师们如何才能更好地在课堂上使用技术。这种方式专注于教师所需要的能高效地使用技术的一类知识。舒尔曼（Shulman） 在1986年提出：有效的教学需要一种特殊类型的知识，即学科教学知识（或者PCK），它表明“将学科内容知识和教学法知识融合成这样一种理解——如何针对学习者的不同兴趣与能力，将特定的主题或问题进行组织、表征和调整，从而进行教学”。[1]PCK的中心思想是要学会教一门特定学科的内容，不仅仅需要理解内容本身，而且还要发展合适的教学策略。米什拉（Mishra）和科勒（Koehler）关于TPACK的构想扩展了Shulman对教师知识的描述，并且明确提出技术知识可以提高教学效率，如图1所示。TPACK框架表明，教师需要对TPACK框架中每一组成部分有更深层次的理解，才能将技术、教学法和学科内容整合进教学。更重要的是，TPACK是知识自然发展产生的形式，它不同于学科内容知识、教学法知识和技术知识中任何一个，但是它是在三者的动态转化中形成的。TPACK框架一个重要的部分是它处于特定的情境中，在TPACK框架图中，境脉表示为圈中外围的空间。

图1 Mishra和Koehler：整合技术的学科教学法知识框架[2]

一、TPACK和其他技术整合知识结构的关系

TPACK框架不是唯一一个用来理解和解释教师对技术使用的结构。虽然这些结构可以采用不同的名称，但是它们在教师需要掌握的技术知识方面达成广泛共识，这里所指的知识是将新技术的支持和学科内容、教学法之间的相互作用联系起来。相似的框架在TPACK框架之外独立、直接地发展起来，大部分都是基于Shulman的PCK模型，包括信息和通信技术相关的PCK（ICT-PCK），[3]教育技术知识，整合技术的学科内容知识（TCK），[4]电子PCK（ePCK）和基于Web的TPCK（TPCK-W）。[5]下面对每个框架都进行了简单的定义，突出了和TPACK框架不同的部分。

（一）信息和通信技术相关的PCK（ICT-PCK）

信息和通信技术相关的PCK是一个教学系统设计模型，这个模型是基于PCK概念建立起来的，PCK被定义为四个组成部分的综合理解，即教学法、学科内容、学生特征和学习的情境。根据安吉里（Angeli）和瓦朗蒂（Valanides）提出的理论，信息和通信技术相关的PCK包含了教育工作者必须掌握使用信息通信技术（ICT）进行教学的知识体系，还包含了教师知识的五个组成部分，即教学法、学科领域、学生、情境和信息通信技术。信息和通信技术相关的PCK被界定为教师知道如何去做以下五件事情：1.确定使用信息通信技术教学的主题；2.确定转变学科内容的表征；3.确定使用传统技术不能确定的教学策略；4.选择信息技术通信工具来支持学科内容和教学策略；5.在课堂上开展信息通信技术活动[6]。信息和通信技术相关的PCK和TPACK不同，是因为它把技术整合进教学看作发生在PCK的领域中，并且在PCK中要求额外的知识类型。然而，TPACK框架把技术知识看作是自身知识体系的一部分，它应该和知识体系中的其他部分(CK,PK,PCK)相互作用形成新的知识类型(TCK, TPK,TPCK)。

（二）教育技术知识

教育技术知识是教师对教育教学中使用技术的理解。它和TPACK框架不同，TPACK框架强调学科内容、教学法和技术这三者之间的相互作用，并且把技术知识看作是分离的一部分，但是技术和教师知识的其他成分是相互作用的。Shulman将教师知识分为三个成分：学科内容知识、教学法知识、学科教学知识。在很大程度上，教育技术知识使用Shulman的教师知识框架。另外，教师的教育技术知识可以理解为三个部分：教育技术的学科内容知识、教育技术的教学法知识和教育技术的学科教学技术。

（三）整合技术的学科内容知识（TCK）

整合技术的学科内容知识是一个强调技术和学科内容的相互交叉的理论框架。斯劳（Slough）和康奈尔（Connell）使用了类似透镜的方法，技术和学科内容通过教和学可以整合成一种知识。此外，根据Slough和Connell使用透镜“放大”教和学，提供了一个更加专注的方法和协作专业化发展的过程。Slough和Connell提供了计算机集成可视化的例子，展示了技术和学科内容重叠的部分，提供了一种新的方式来建构科学的理解。TCK框架和TPACK框架有区别，是因为TPACK框架把技术作为一种知识领域概念，这个知识领域是从学科内容或者教学法中分离出来的，并且专注于三种必要的知识领域交叉重叠的部分。

（四）电子PCK(ePCK)

电子PCK 包含的知识是教师必须掌握的，这种知识是为了让教师成功地将技术整合进课堂。ePCK不是一种必需的框架，但是它是一种特殊类型的教师知识，这种知识和学科内容知识、教学法知识、课程知识共存。这类知识和基本的技术知识有明显的不同，并且和技术整合成一种必要的组成部分——教师效能。拥有电子PCK知识的教师能够开发和实施一门课程，这门课程包括将技术整合进学科内容领域的方法和策略，能提高学生学习的效率。电子PCK和TPACK框架的不同在于电子PCK强调特别针对教育技术的教学法实践，而不是把技术看作知识的一个独特领域。

（五）基于Web的TPCK（TPCK-W）

基于Web的TPCK包含了TPACK中的学科内容知识和教学法知识，并且用万维网代替了一般的技术。它是在Shulman的PCK框架和Mishra与Koehler的TPACK框架的基础上衍生来的。这个框架是在TPACK框架中技术概论的基础上发展而来的，并且尝试阐述更先进的知识需要在Web上教授。这个新的Web组成部分包括Web一般用途的知识、特殊的Web工具和Web的高级应用。TPCK-W的一个例子是能够选择合适存在的基于Web的课程来支持教学。

总之，尽管这些框架有不同的名称，但是它们在新技术的到来要求教师发展新的知识类型方面达成了广泛共识，这种知识将新技术的支持性和学科内容与教学法的相互作用联系起来。最早关于TPACK的研究主要集中在概念框架的发展，随着TPACK框架逐渐被人们采用，研究逐渐转向TPACK的测量和TPACK的影响因素方面。

二、TPACK测评工具的发展

笔者通过梳理国外关于TPACK的文献，主要有期刊、会议记录、学位论文、会议论文，发现目前对职前教师和在职教师TPACK发展水平的测评方法主要有：自我报告测量法、开放式问卷法、绩效评价法、访谈法和观察法。下面简单介绍这5种方法。

（一）自我报告测量法

自我报告测量法是目前应用最为广泛的测量方法，在笔者梳理的文献中，大部分都是关于职前或者在职教师的。典型的自我报告测量采用的形式是，要求参与者从数值上选出与他们达成共识的陈述，这些陈述是有关技术和教学的。例如，“职前教师的教学与技术知识调查问卷”包括了47个自我报告项目，这些项目评价了职前教师关于TPACK的7个子领域知识。[7]

（二）开放式问卷法

使用开放式问卷的方法进行TPACK测量的也都是关于职前教师或者在职教师的。典型的TPACK开放式问卷包含让教师写下他们在教育技术课程或专业化发展项目中的全部经验的题目，设计这种课程或项目是为了提升职前教师或在职教师的TPACK。例如，索（So）和金姆（Kim）在他们的研究中使用了一个提示，这个提示是“你认为把信息通信技术工具整合进你的PBL课中有什么主要的优点和缺点？” 他们把职前教师的回答进行了编码，这些回答主要是和学科内容知识表征有关联的课程的教学法层面和技术层面。[8]

（三）绩效评价法

绩效评价是为了直接评估参与者的TPACK而设计一些任务来代替真实的教学任务或情境，通过检查参与者完成任务的情况来评估。绩效评价有许多形式，例如，一些绩效评价就会让参与者设计一些课程计划、教案或者反思日记。[9]其他类型的绩效评价让参与者对包含复杂问题解决的教学情境进行回应。[10]

（四）访谈法

访谈包括一些之前已经制定好的问题，然后记录随后的回答、分析和编码。绝大多数访谈都是关于职前教师或者在职教师的。例如，为了测试职前教师TPACK的变化，欧兹冈（Ozgun-Koca）采访了一些教师，让他们谈谈使用计算器的优点和缺点，以及计算器对教学过程和环境的影响。[11]

（五）观察法

观察是为了在某个已定的时间点直接观察参与者的TPACK，并且探究TPACK随着时间发生的变化。观察通常都是在教室或者在专业化发展会议中实施的。绝大多数访谈都是关于职前教师或者在职教师的。观察和访谈类似，两者都是前期进行记录，后期进行分析处理、得出结论。例如，在苏哈特（Suharwoto）的研究中，研究者们用录像带记录下实习教师教授的所有课程，是为了确定他们在授课时如何使用技术。一旦完成了观察，研究者们就会根据以TPACK框架为基础的编码方案对观察的记录进行分析。[12]

三、TPACK发展模型研究

TPACK的发展是研究的一个重要领域，这是因为它对教师教育和教师专业化发展的重要影响。然而，迄今为止，对于发展教师的TPACK还没有一个理想的发展顺序。在文献中发现一些专业化的方法，用来帮助职前教师和在职教师发展TPACK。值得注意的是，在这些不同的方法中有一些是重叠的。下面，笔者把这些方法分成了三大类，如图2所示。

图2 发展TPACK的三种途径[13]

（一）从PCK到TPACK

在这种方法中，技术是用来支持已经在教室使用的策略。对于在职教师培训，这是一种很常用的方法，因为它是以教师的教学经验为基础的。然而，研究者们发现，这种方法也有它的局限性，因为在职教师自身有原来的教学理念，这限制了他们尝试用来支持策略的新技术的视野和意愿。使用这种方法，教师会通过不使用技术的方法课程和经验首先发展PCK。从PCK向TPACK转变的一个例子是活动类型的使用。在这种方法中，学习受到 “活动类型”教学法的内容驱动。 活动类型的例子包括“小组讨论”“角色扮演”“实地考察”。

（二）从TPK到TPACK

这种方法的典型例子涉及在职教师，当要求他们学习一门技术整合课程时，他们还没有学习过内容特定的方法课程。这些课程是由一个教学技术专家教授的，这个专家或者是在所有的学科领域都有涉猎，或者是有一个明确的目标将技术融入所有的内容领域。因为参与者不知道针对教科学、数学、语言艺术、社会研究或者其他学科领域的教学法策略，技术整合课程趋向于关注技术如何支持教师的生产力和常用教学法策略。技术通过一些课程来教授，要求教师学习这些课程并且将它们运用到自己的学科内容领域。TPK向TPACK转变的一个例子是工艺映射，这是一种基于经验主义的方法，它将TPK朝着ICT-TPCK的方向提升发展。工艺映射这种方法强调连接和沟通某些技术工具的性能，这些技术工具主要用来改变教学内容表征并支持以学生为中心的教学法。工具改变内容的方式的例子包括使表征成为可视化的、多模式的，或者交互式的形式。因此，像谷歌地图这样的工具把静态观看的地理情况转变成学习者可以与之交互的形式。相似地，一种工具的情境支持可能会使困难的教学法变得容易。例如，谷歌地图可以使用一种白板不能使用的方式来进行一次虚拟的实地考察。

（三）同时发展PCK和TPACK

第三种发展TPACK的方法是尝试同时发展PCK和TPACK。在职前的情境下，通常采用的方法是将技术系统化地整合进方法课程和实习。例如，使用这种方法的项目不会有技术整合课程，但是要求每个内容特定的方法课程教参与者如何使用技术进行教学。因此，参与者需要同时发展他们的PCK和TPACK。这种方法在实践中的一个例子是设计学习技术方法，在这种方法中，教师们通过他们在小组中的工作来发展TPACK，他们在小组中的工作是经过一段时间的研究设计出解决教学难题的方法。不是直接让教师们学习技术，而是教师们的学习受到问题设计和考虑使用不同技术的驱动，这有助于教师们最终找到解决方法。因为实践的真正问题要求设计者们在寻找解决方法的同时，让学习者积极地将内容知识、教学法知识和技术知识整合在一起。

四、TPACK的发展现状及研究方向

自从2006年引入TPACK框架后，TPACK框架在教育技术的理论和实践领域都产生了重大的影响。最后，提出关于TPACK的发展现状以及一些重要的局限性和未来工作的方向的观点。

TPACK框架的一个最大的贡献是它已经在教师教育和教师专业化发展领域开始使用。研究表明，大多数职前教师和在职教师的专业化发展经常不能“支持教育工作者熟练使用先进技术”。TPACK框架认为，用一种孤立的形式在这三个领域发展知识和技能的研究注定是不会成功的。因此，有效的教师教育和专业化发展需要系统化的技术，参与者能够参考长期的教育经验使用一种整合的方式来建构这三方面的知识基础。TPACK框架最重要的一个局限是，对于教育教学中大一点的目标，它是没有作用的。例如，TPACK框架不能指出哪一种内容需要进行教授以及采用什么手段或方式来教授。在许多学者指出新世纪要求对高阶思维技巧、合作和创造力进行重点关注的背景下，学界开始对发展21世纪跨学科技能的TPACK角色进行研究。尽管目前在TPACK和TPACK测量方面的研究已经有了一定进展，但是仍然还有很多研究需要去做，尤其是在不同学科情境下对TPACK进行量化研究等方面。未来，我们对于TPACK的研究主要体现在以下三个方面：在不同学科情境下测量TPACK的效果，在研究的设计和使用的工具方面有明确的需求，采用新的方法论开发新的技术和方法。

参考文献

[1]Shulman,L.Those who understand:Knowledge growth in teaching.Educational Researcher,1986,15(7)，4-14.

[2]Mishra,P.& Koehler,M.J.Technological Pedagogical Content Knowledge:A Framework for Teacher Knowledge[J].Teachers College Record，2006，108(6)，1017-1054．

[3]Angeli,C.,& Valanides,N.Pre-service elementary teach-ers as information and communication technology designers:An instructional systems design model based on an expanded view of pedagogical content knowledge.Journal of Computer Assisted Learning,2005,21(4),292-302.

[4]Slough,S.,& Connell,M.Defining technology and its natural corollary,technological content knowledge (TCK).In C. Crawford et al.(Eds.),Proceedings of Society for Information Technology and Teacher Education International Conference,2006：1053-1059.

[5]Lee,M.H.,& Tsai,C.C.Exploring teachers’perceived selfefficacy and technological pedagogical content knowledge with respect to educational use of the World Wide Web. Instructional Science,2010，38(1),1-21.

[6]全美教师教育学院协会创新与技术委员会著.整合技术的学科教学知识：教育者手册[M].詹艺，任友群，译.北京：教育科学出版社，2011：32-33.

[7]Schmidt,D.A.,Baran,E.,Thompson,A.D.,Mishra,P., Koehler,M.J.,& Shin,T.S.Technological pedagogical content knowledge (TPACK):The development and validation of an assessment instrument for pre-service teachers.Journal of Research on Technology in Education,2009,42(2),123-149.

[8]So,H.-J.,& Kim,B.Learning about problem-based learning: Student teachers integrating technology,pedagogy and content knowledge.Australasian Journal of Educational Technology, 2009,25(1),101-116.

[9]Harris,J.,& Hofer,M.Instructional planning activity types as vehicles for curriculum-based TPACK development. In C. D.Maddux (Ed.),Research highlights in technology and teacher education 2009 (pp. 99-108).Chesapeake,VA:AACE.

[10]Curaoglu,O.,Bu,L.,Dickey,L.,Kim,H.,& Cakir,R.(2010, March 29-April 2).A case study of investigating pre-service mathematics teachers’initial use of the next-generation TINspire graphing calculators with regard to TPACK.Paper presented at Society for Information Technology and Teacher Education.San Diego,CA.

[11]Ozgun-Koca,S.A.The views of pre-service teachers about the strengths and limitations of the use of graphing calculators in mathematics instruction. Journal of Technology and Teacher Education,2009,17,203-227.

[12]Suharwoto,G.Developing and implementing a technology pedagogical content knowledge (TPCK) for teaching mathematics with technology.In C.Crawford,D.Willis,R.Carlsen,I. Gibson,K.McFerrin,J.Price,& R.Weber (Eds.), Proceedings of Society for Information Technology and Teacher Education International Conference,2006:3824-3828.Chesapeake, VA:AACE.

[13]Matthew Koehler et al.The Technological Pedagogical Content Knowledge Framework. Handbook of Research on Educational Communications and Technology 2014,101-111.

（责任编辑 杜丹丹）

Research Status and Development Trend of TPACK

DU Liangliang
(School of Computer Science and Information Technology,Northeast Normal University,Changchun,Jilin,China 130117)

The TPACK framework emphasizes teachers’understanding of teaching content,pedagogy,and teaching skills and how the three interact with each other,in order to produce optimized teaching.Through the research on TPACK-related documents for one year since,we currently find that there are different deconstructions towards the understanding of TPACK,and summarize current measurement methods of TPACK,finally,list the ways of developing TPACK and put forward the future direction of researchers,practitioners and teachers and educators.

TPACK;professional development;teachers’education

G434

A

2096-0069（2015）05-0018-05

2015-08-27

杜亮亮（1990— ），男，河南洛阳人，东北师范大学计算机科学与信息技术学院硕士研究生，研究方向为媒体与技术教学应用。