大学物理教师科技学科教学法知识发展研究——基于学生感知的视角

常 亚 慧,赵 雯 婕,王 碧 梅,陈 春 怡

(陕西师范大学，陕西 西安 710062)



大学物理教师科技学科教学法知识发展研究
——基于学生感知的视角

常 亚 慧,赵 雯 婕,王 碧 梅,陈 春 怡

(陕西师范大学，陕西 西安 710062)

科技与学科教学法知识的整合已经成为信息化教学环境下教师必备的专业能力。为了探究信息化教学环境下大学物理教师科技学科教学法知识的发展影响因素，以此为大学教师教育课程的开发和实施提供实践依据。该文以S师范大学四位物理教师的学生作为研究样本，从学生的视角调查其对教师科技学科教学法知识(TPACK)发展的感知状况，并对任课教师进行干预。对比前后测研究数据得知，随着大学物理教师教学实践的发展，教师TPACK的构成元素——学科知识、教学法知识、学科教学法知识在性别和教龄上均存在差异。

大学物理教师；学生感知；科技学科

一、问题的提出

自舒尔曼(1986)提出了教师的学科教学法知识(PCK)后，便掀起了国内外学者研究教师知识的浪潮。学科教学法知识(PCK)是由学科知识(CK)和教学法知识(PK)整合而成，这种特殊的知识形式，是在教师的教学实践中不断养成的。但随着信息技术的发展，教学技术已然成为学校教育教学中的一个重要媒介。由此，米斯拉和克勒(2006)在舒尔曼的概念中融入了科技知识，并提出了科技学科教学法知识(TPACK)。汤普森和米斯拉(2007)也用科技学科教学法知识(TPACK)来解释教师和科技知识(TK)，学科内容知识(CK)，教学法知识(PK)之间的联系，并提出“TK是连接PC和CK的重要媒介。”[1]科技学科教学法知识是在学科教学法知识(PCK)的基础上，融入了科技知识(TK)，发展而来的。科技知识在教学中的应用，丰富了教学情境的创设，能给学生更加生动、直观的呈现教学知识。安杰利和维拉登斯指出，“如果教师善于使用信息技术，他们就更有可能为学生创设更好的学习情境”[2]。信息技术能够有效地整合图像、声音、文本等资料，能给学生创设虚拟现实的情境，“使用信息技术能够极大地激发学生的学习动机，发展学生的批判性思维”[3]。信息技术与教学的整合能给学生带来不一样的视听教学效果，但是，路易斯等人的研究指出，“教师很少在教学中使用信息技术，他们使用因特尔的目的有四个：研究、说教、专业管理和个人娱乐”。[4]自从信息技术普及后，教师教育课程也将信息技术设置为教师必修的科目。可见，教师被要求掌握信息技术，但是在职教师却很少使用，原因主要是“教师教育课程太强调学生掌握计算机的基本技能，而不是将教学与计算机整合于课堂教学中”。[5]因此，教师不能很好地将课程知识与技术知识相整合，从而也达不到使用信息技术教学该有的效果。由此可知，科技知识(TK)与学科教学法知识(PCK)之间不仅仅是简单的整合，影响教师TPACK的因素有很多，关于教师性别与TPACK之间关系的研究指出，“男性教师在电脑的使用上比女性教师更加有自信”。[6]此后，沙伊，科赫，蔡(Chai,Koh,Isai)等人通过对1185名新加坡职前教师进行大样本调查也显示出类似的结果。且研究发现，“男教师有更高的TK和CK”。[7]此外，教师的教学年限也会影响教师的TPACK。泰奥(Teo)发现，“新加坡职前教师使用电脑的态度是由他们的年龄所影响”。[8]这主要是由于“年长的在职教师中大多对使用电脑教学信心不足”。[9]同样，利和蔡(Lee,Tsai)两人研究了台湾的在职教师关于TPACK的认知，也显示出“在使用Web技术上，年长的教师很不自信。”[10]

从已有的研究中可知，性别和教龄是影响教师TPACK的主要因素，但已有研究仅探究了性别、教龄与教师TPACK之间的关系，且多是以基础教育阶段的教师为主，很少研究大学教师的TPACK，也少有关注教学中的另一个主体——学生对教师TPACK的认识。教师在教学中使用科技知识，目的是为了给学生创设良好的教学环境，而“学生对学习环境的感知能够影响学生的学习过程和效果”[11]，“也能给学生提供一个思考和理解教师知识的过程”。[12]据此，藉由学生的视角研究教师的TPACK，尝试验证性别和教龄与教师TPACK之间的关系。研究问题为：(1)从学期开始到学期末，学生对于教师TPACK的观点有何变化；(2)性别和教龄是否能够影响大学物理教师的TPACK。

二、研究方法

1.样本选择

研究选取了S大学四个班的大一学生，这四个班的学生专业相同，年龄在18-20之间，并都上大学物理这门课程。由于本研究是从学生的感知探析教师的TPACK发展，由此，四个班的物理教师成为本研究重点介绍的对象，H教师是一位拥有20年的大学物理教学经验的资深男性教师；C教师是一位资深女性教师，教学年限为16年；Z老师是一位年轻的男性教师，刚任教5年，是物理学博士；W老师是一位年轻的女性教师，任教时间为4年，也取得了物理学博士。研究开始之初，研究者先后取得了四位教师的同意，并与之签订了调查协议。参与调查的学生为四位教师所任班级的学生，前测时，参与人数为200人，回收有效问卷为158人，回收率为79%；其中C教师的学生有69人，H教师的学生有28人，W教师的学生有26人，Z教师的学生有35人。参与后测的学生总数为200，回收有效问卷为147份，回收率为74%，其中C教师的学生有64人，H教师的学生有26人，W教师的学生有23人，Z教师的学生有34人。

2.研究工具

研究中的问卷主要是借用张和蔡设计研发的：“大学物理教师运用计算机科技于教学之现况及科技学科教学知识素养学生感知问卷”。[13]问卷由两部分组成：个人基本信息和教师科技教学知识素养。基本信息部分主要以人口学变量为主，包括性别、年级所学专业等；科技教学知识素养包括学科内容知识(CK)；教学法知识(PCKCKx)；科技知识(CK)；科技教学知识(TPCKCx)四个维度。问卷采用李克特五点计分法，根据选项“从来没有”“很少发生”“偶尔发生”“经常发生”“总是如此”对问卷进行计分，记为1、2、3、4、5。问卷回收后，对研究中收集到的数据采用社会科学统计软件通过SPSS17.0进行统计分析与处理。在正式试测前，首先选取了S大学两位大学物理教师及其班级学生进行了小范围的试测，并根据预调查的数据对问卷的有些题目做了适当的调整和修订，以保证问卷的合理性和适切性。此外，为更深入地了解大学物理教师科技教学现状和科技知识素养，研究还对四位教师进行了访谈，以期得到更深入的信息。

3.研究设计

研究采用定量研究为主，定性研究辅助的方法，通过采用量表调查四位大学物理老师的TPACK，并跟踪他们TPACK的变化，同时辅之以定性的材料(访谈和观察)，从教师和学生的调查材料中佐证和解释量表调查的结果。在学期开始前，研究人员与四位教师取得联系，在征求四位老师的同意的基础上对其进行调查。第一次问卷测试是在学期开学第7周的时候，此次调查主要了解教师的TPACK的情况以及学生的看法。研究者在整理完数据后，对四位教师进行访谈，并将数据结果反馈给了四位教师，以帮助教师反思和改进自己的教学；第二次测试是在学期末(18周)的时候，测试方法和数据反馈方式同前测。在前测开始前，研究者在第3周和第5周分别对四位教师的课堂进行观察，以了解四位教师真实的教学情况。前测后，第13周和第15周，研究者又分别观察了四位教师的课堂，目的是了解四位教师在前侧后是否有改变自身的教学方式，以及对技术的使用。

4.资料来源

研究的所有资料均来自于两次问卷调查、教师的课堂观察以及四位教师前后测的访谈数据。

5.数据分析

研究对收集到的定量数据使用SPSS17.0处理，主要对问卷进行基本的描述性统计分析、方差分析、相关分析等。定性数据的处理主要采用NVIVO软件，研究者将收集到的课堂实录和访谈材料转成逐字稿，并选用3位研究者对材料进行编码，编码原则严格遵从三角测量的方法。

三、研究结果

为了验证随教学时间的推移，学生对教师TPACK感知的变化，以及教师的教龄与性别对教师TPACK的影响，研究将前后测所收集到的数据进行处理，得到以下结果：

1.教龄差异

研究选取两位新手教师和两位资深教师的TPACK进行对比，从表1，表2，表3，表4可知，四位教师在学期初和学期末TPACK都有所变化，其中，C教师在CK和PCK两个维度上有差异；H教师也是在CK和PCK上有差异，只是同是作为资深老师， C教师的CK差异较之于H教师更为显著。作为年轻教师的W教师，虽然也是在CK和PCK 上有所差异，但是却不及两位资深教师，而Z教师则在PK和PCK上有显著差异。

表1 C教师前后测试TPACK分析表

注：*p< .05，**p< .01，***< .000

表2 H教师前后测试TPACK分析表

注：*p< .05，**p< .01，***< .000

表3 W教师前后测试TPACK分析表

注：*p< .05，**p< .01，***< .000

表4 Z教师前后测试TPACK分析表

注：*p< .05，**p< .01，***< .000

由此可知，四位不同教龄的教师在PCK这个维度上，都有显著性的差异，三位教师在CK上有差异，而只有Z教师是在PK上有差异的。为了控制性别的因素，研究将H教师和Z教师作为再次分析的样本，并分析同一性别不同教龄的教师在CK和PK各个子项目上有何差异。

表5是H教师在CK上每个子项目的分析情况，从表中可以看出，H教师在1，3，5，9这四个子项目上前后测有显著差异。四个子项目分别是：“1.我的老师理解他(她)自己所要教授的学科内容”；“3.我的老师知道学科内容知识的建构过程”；“5.我的老师知道我们所提问题的答案”；“9.我的老师会注意学生上课反应并调整自己的教学态度”。从这四个子项目可以看出，H教师作为资深的教师，在课堂教学中较为注重自身对学科知识内容的传授，以及学生对学科内容知识的习得。

表5 H教师前后测的CK分析表

注：*p< .05，**p< .01，***< .000

通过分析学生在期中时的反馈可以得出，H教师在指导学生学习；自身学科专业知识以及教学进度上稍有欠缺。

S1:我希望老师能够多讲习题，多给予我们一些指导；

S2：这门课太难了，主要是我们的思维还没有转化，还处在高中题解的思维上，学习方法也不对，希望老师能够多多给予指导。

S3：希望老师能尽量放慢自己的教学进度，并且多加强自身的学科知识……研究者在前测结束后将学生的意见反馈给了H教师，并对H教师进行了访谈调查，以了解H教师对CK的认知。

大学物理是一门基础性的学科，内容抽象，还难理解。学生在大一时就要选修这门课，对他们来说，难度还是蛮大的。首先是学生的学习方法没有转换过来，还是高考时的题海战术，以为多做题就能理解知识，其实并不是这样的，做题只是能看出你会不会用这个原理，但是并不知道为什么要用这个原理来解决。在大学期间，我们老师的责任并不是教给学生怎么做题，用这个原理做题，而是要让学生知道为什么要用这个原理？这个原理是怎么来的？还有就是，可能我自己在这门学科的知识方面也需要在加强一些，我在读书那会学到的很多知识，和现在教材中的很多知识已经不一样了，我还是用我读书那会儿学到的老知识来教现在的学生，其实已经不能满足学生的要求了，这方面我也会在后面的教学中多加注意的，其实，我们的目的就是为了学生能更好地学习。

(2014年3月18日对H教师的访谈)

从学生的反馈和教师的访谈可看出，学生希望教师能多给予一些方法指导，并加强自身的学科内容知识。学期末的测试显示，教师在前后测时CK是有明显变化的，教师既注重自身的学科知识体系，也更注重学生的学习。

表6 Z教师前后测的PK分析表

注：*p< .05，**p< .01，***< .000

表6是Z教师在PK每个子项目上的分析情况，从表中可以看出，Z教师在学期前后的两次测试中，14，15，16，19这四个子项目上有差异。这四个子项目分别是指：“14、我的老师在上课中让我有表达自己想法的机会”；“15、我的老师使用示范或分组活动以解说学科主题概念”；“16、我的老师运用不同教学方式将单元内容转化成我们可理解的知识”；“19、我的老师会营造教学情境来提升我们的学习兴趣”。从这四个子项可以看出，Z教师作为新手教师，在课堂教学中，更加关注教学策略的使用。学生的访谈也呈现了类似的结论：

S1: 我想请老师多讲习题，多举例这样能便于我们对理论的理解。S2：我希望老师能采用多元化的教学方法，让课堂能更加活跃。

S3：这门课好难，理论难于理解，主要是自己的学习方法不对，我想要老师给我们开辅导班，以便我们能更好想学习本课程……为了进一步验证学生的意见，研究者后续也访谈了Z教师：

大学物理确实很难，尤其是对于大一的孩子来说，他们还没有完全地适应大学的学习方式，还在将所有的知识学习都寄托在做题，开辅导班这样的方式上。这主要是基础教育的可悲之处呀！学生并不知道理论性的知识，只会做题，只知道分数的高低就能代表知识的学习情况。他们很少有人会主动改变自己的学习方式去适应大学的学习生活。其实，在我大学时候，我也曾经感觉对学习很迷茫过，原因就是找不到适合自己的学习办法。不过这门课本身也很难，都是理论性的知识，可能我在教学的过程中，也太刻板，所以学生学起来也才更加的吃力。

(2014年3月20日对Z教师的访谈)

从学生对教师PCK的感知和教师的访谈中可看出，Z教师在教学中会更加的关注教学方法，教学策略的使用，也更关注课堂气氛和学生学习积极性的调动。

通过以上的分析可知，资深的教师更加关注学科内容知识掌握，而新手教师更加关注教学法知识的使用。

2.性别差异

在性别维度上，将教龄作为控制因素，从表1，表2，表3，表4可知，男性教师和女性教师比较，女性教师更加关注CK。为了进一步探析女性教师在学科内容知识中更关注哪些方面，研究者分析了W教师在CK上的每个子项目。

表7 W教师前后测的CK分析表

注：*p< .05，**p< .01，***< .000

表7是W教师在CK上前后测每个子项目的分析情况，从表中可知，W教师在2，4，9这三个子项目上存在差异。这三个子项目分别是：“2、我的老师能清楚说明学科主题的相关内容”；“4、我的老师能选择适合学生程度的学科内容”；“9、我的老师会注意学生上课反应并调整自己教学态度”。由此可得出，女性教师更加关注学科知识的传授和学生的学习，并会根据学生的学习情况适时地调整自己的教学进度。在学期中的学生调查中，也可以得出，学生更加关注教师对教学进度的调整。

S1：我希望老师能放慢教学进度，以便自己能更好地学习。

S2：知识太难，教学进度太快……通过对比W教师前后两次的课堂观察和访谈可知，W教师在前测的时候教学进度确实稍快，而到了后测的时候教学进度明显慢了不少，也更加关注学生的学习过程。男性教师和女性教师在CK维度上的差异，可能源于不同性别的教师在自我成长过程中的社会品性的差异所致。这是教师教育的结果，是教师的惯习所致，“惯习建构的原则存在于社会性构成的、被构造了的和构造中的性情体系之中，这些性情是在实践中获得的，并不断地发挥实践性的作用”。[14]长期的师资培养，忽略了教师之间的性别差异，代之的是一种惯习(habitus)，一种社会化了的结果。这是“一个历史的产物，是性情的一个开放性系统，这个系统不断服从体验，并因此以一个加强或改变结构的方式不断受到体验的影响”。[15]女性教师在带有性别差异的学科教学实践中，更多地表现出对物理学科知识内容体系的传授，是法定知识的理性代表。

四、结论

从学生的视角调查教师的TPACK，有助于教师更好地改进自身教学，并给教师调整教学节奏的时间。本研究在前测后及时给予教师反馈，这样便于教师了解自身的教学状况，并能及时地修改和调整的教学计划。通过教龄和性别的维度对比四位大学物理教师的TPACK可得出以下结论：

结论一：在PCK这个维度上，四位教师都有显著差异；在TK、TPACK上四位教师都没有差异。

结论二：在教龄维度上，资深教师更注重CK，新手教师更注重PK。

结论三：在性别维度上，女性教师比男性教师更注重CK。

资深教师注重学科知识的掌握和学生学科知识的习得，新手教师注重适当的教学策略的使用，以帮助学生学习知识。这主要是由于教师在教龄上存在差异。资深教师拥有丰富的教学经验，在教学过程中，会更加注重学生对学科知识的掌握，如通过给学生创设适合的教学情境，让学生习得相应的学科内容知识。然而，随着知识时代的到来，学生学习知识的方式也已经发生的转变，如果教师仅仅停留在已有的知识架构内，不及时关注学科前沿发展，那么将很难适应当下学生对知识的诉求。从研究中也可以得出，资深教师在学科知识上已经稍有不足，已经不能满足学生的需求，而新手教师的学科知识则更加符合学生的需求，主要得益于新手教师知识的架构。然而，由于新手教师缺少教学经验，因而会在教学策略和教学方法的使用上有所差异。

从性别维度来看，女性教师比较关注学科知识，男性教师较为关注思维品质。知识是表面的获得，思维是内在的提升。由于大学物理课程属于理科的基础学科，是一门较为抽象的学科，比较注重一些基本原理的讲解和传授，及教师和学生思维能力的发展、转变。在面对抽象的学科时，女性的特质往往会湮没在学科的性别刻板中，在学科规训中自我认同趋向于知识，未能突破学科的性别刻板界限。

通过比较教师学期中期到学期末TPACK的变化，可促使高校教师更好地改进自身教学，能够通过一学期的教学和学生的反馈，看到自身TPACK的变化过程。但是TPACK是一个科技知识、学科内容知识、教学法知识相互融合的知识。从四位教师的调查中，能够得出，四位教师在TK和TPACK上都没有变化。鉴于TPACK量表并不能完全测出教师关于TPACK的一切内容，所以研究辅之以课堂观察和访谈材料，这些材料能为研究结论提高有效的证据。但是，由于研究的限制，研究并未得出四位教师为何在TK和TPACK上都没有变化的原因，这一点研究者将在后续的研究中继续深入。

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[责任编辑 向 宁]A Study on the Development of TPACK of Physics Teachers in Universities From the Perception of Students

CHANG Ya-hui， ZHAO Wen-jie， WANG Bi-mei, CHEN Chun-yi

(ShaanxiNormalUniversity,Xi’an710062,Shaanxi)

It has been a professional ability for teachers to integrate the knowledge of technology and subject teaching in the information age. In order to explore the factors that affect the development of the TPACK of university physics teachers and to provide practical basis for the curriculum development and implementation, this paper investigates the students’ perception of four physics teachers, studies the TPACK development of teachers from the perspective of students, and tries to intervene the teachers. The research has shown that with the development of teaching practice, the constitute elements of TPACK-CK, PK, PCK , were different in gender and school age of teachers.

physics teachers in universities; perceptions of students; technology discipline

2016-04-18

陕西师范大学教师教育资助项目；陕西师范大学教学改革项目；2015年度全国科学教育规划课题(B2015-010-003)；陕西师范大学“田家炳基金”第二期资助项目(SXTJB201601)

常亚慧，女，陕西蒲城人，陕西师范大学教育学院副教授，博士；赵雯婕，女，河南南阳人，陕西师范大学教育学院硕士研究生；王碧梅,女，云南大理人，陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室博士研究生;陈春怡，女，陕西延安人，陕西师范大学教育学院硕士研究生。

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1674-2087(2016)03-0045-06