基于TPACK的交互式电子白板分析

郑金秋

摘 要：文章以课堂教学中交互式电子白板应用为例，从横向和纵向两个视角分析其在不同学科、不同学段中对课堂教学过程的支持。研究结论表明，技术对学科课堂教学能够提供一定的支持，并且在不同学科、不同学段课程教学中的使用存在差异，需要教师具备一定的学科内容知识和学科教学法知识，才能够实现技术与课堂教学的有效整合。

关键词：技术整合；学科教学法知识；交互式电子白板；课堂教学；内容分析法

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）14-0076-04

一、引言

信息技术与教学法整合，强调不是把信息技术当作辅助教师教或辅助学生学的工具，而是利用信息技术来营造一种新型的教学环境，以有效支持教学情境的创设，启发学生自主思考和动手操作探究，鼓励学生开展多种形式的学习活动，以激发学生学习的积极性、主动性、创造性，实现学生创新精神和实践能力的培养。

教师的学科教学法知识是教师能够开展有效教学的基础，是教师知识的核心，也是能够区分学科专家与学科教师之不同的一个知识领域。[1]信息技术进入课堂，不能独立于教师的学科教学法知识而应用于教学，需要教师基于学科教学内容和教学法知识，选择合适的技术去支撑课堂教学，从而促进学生对知识的获取、深化和创造，以达到创新型人才的培养。

交互式电子白板在课堂教学中有着广泛的应用，研究者针对交互式电子白板支持的课堂教学展开了一系列研究，例如教学理念转变[2]、资源开发[3]、教学应用效果的研究[4]、有关学生学习动机和参与度的研究[5，6]等等。研究指出，交互式电子白板能够对课堂教学产生积极的影响，能够促进教师教学理念的转变，激发学生的学习动机，提高学生在课堂教学中的参与度。也有研究者对交互式电子白板课堂教学过程中的互动等方面进行了研究[7]，同时进行了相关课例分析，指出交互式电子白板在促进学生知识获取和知识深化的同时，也能够增强课堂教学中的创造性和交互性。另外也有研究者指出，交互式电子白板的核心价值观是其构建了信息化教育的基础平台，包括信息展示平台、师生互动平台、资源管理平台、再生资源平台、知识建构平台和协作教育平台。[8]纵观现有的交互式电子白板课堂教学应用研究发现，其更多的是聚焦在教师教学理念、交互式电子白板应用的效果分析、课堂教学中的师生互动等方面，针对交互式电子白板支持的不同学段中具体学科的教学、基于具体学科内容知识和教学法知识所能够提供的技术支持等方面的探讨较少。由此，本研究将基于交互式电子白板应用于不同学科、不同学段的优秀教学课例，分析课堂教学中教师基于具体的学科内容知识，如何将教学法知识和技术知识进行有效整合以促进学生对知识的识记、理解、应用、分析、评价和创造。

二、TPACK理论框架

1.TPACK内涵

TPACK是教师使用技术进行有效教学所必需的知识[9]，即教师在课堂教学中知道使用什么技术、怎样操作以及怎样支持教学内容的学习。TPACK包含学科内容知识、教学法知识、技术知识三个核心要素，以及由这三个核心要素相互交织形成的四个复合要素，见图1。

TPACK理论框架帮助教师能够根据具体的课堂教学情景需要，综合考虑学科内容知识、教学法知识、技术知识三个方面的核心要素及其相互交织形成的复合要素，设计出恰当的教学设计方案，包含有各种教学和学习活动，解决教学问题及教学重点、难点，达成教学目标，完成课堂教学，促进学生对知识的获取、深化和创造，达到创新型人才的培养。TPACK的核心是技术知识、学科内容知识和教学法知识三者之间的动态平衡，其中一种要素发生变化，都会引起其他要素的变化，打破三者之间原有的平衡，通过三者之间的相互制约、相互建构，最终达到新的平衡。[10]

2.教师TPACK发展阶段

Niess等研究者针对教师在数学教与学中整合某种特定技术的过程，提出教师的TPACK发展需要经历五个阶段，即认知（Recognizing）、接受（Accepting）、适应（Adapting）、探索（Exploring）、提升（Advancing）。[11]其中认知是指“教师能够使用技术，并认识到教学和学习过程中可以将技术和学科内容、教学法知识相结合，但是还不能在课程教学和学习中整合技术”；接受是指“教师赞成或者不赞成在教学和学习过程中使用适当的技术”；适应是指“教师开始选择或者拒绝在教学和学习中使用适当的技术”；探索是指“教师积极地在教学和学习中整合适当的技术”；提升是指“教师评价在教学和学习中整合适当技术的效果”。如图2 所示。

本文将依据Niess等人的研究成果，针对教师TPACK发展的五个阶段，基于交互式电子白板在不同学科、不同学段中应用的优秀教学课例展开纵向和横向分析，探讨教师基于具体学科内容知识整合技术和教学法的应用情况，以促进教师对TPACK框架的理解和实践，使其能够在实际教学中基于一定的学科内容知识，将教学法知识、技术知识有效整合到课堂教学实践之中。

三、案例研究

1.研究问题

本研究关注教师整合技术的学科教学法知识（TPACK）在不同学科、不同学段课堂教学中的应用。在实际的课堂教学中，教师怎样基于学科内容知识的特点将技术和教学法知识整合其中？技术在不同学科的课堂教学中主要用于支撑哪些课堂教学环节？交互式电子白板基于其自身的特点为不同学科的课堂教学提供了哪些方面的支持？这些将是本研究所要探讨的主要问题。

2.分析方法

本研究从交互式电子白板在课堂教学中的应用角度切入，采用弗兰德斯视频分析法（FLAS）、内容分析法，从横向（即不同学科）、纵向（即不同学段）两个视角对教学优秀课例进行分析，探討交互式电子白板与教师学科内容知识、教学法知识的有效整合，分析基于交互式电子白板的教师学科教学法知识（PCK）在课堂教学中的应用情况。

3.数据收集

本研究提取了“全国中小学互动课堂教学实践观摩活动”中共计18个荣获一等奖的课例，包含不同学科，语文（3个）、英语（3个）、数学（5个）、化学（2个）、物理（2个）、科学（3个）等，涉及到不同学段，幼儿园（4个）、小学（5个）、初中（5个）、高中（4个）。

4.数据分析

（1）在语文、英语课程教学中的应用

在所分析的语文、英语课例教学中，教师以讲授式教学为主，课堂教学过程中，教师会适当的引入角色扮演、基于游戏的学习、小组合作学习等学习机制，其中角色扮演、基于游戏的学习多用在低年级课堂教学中，小组合作学习多用在高年级课堂中。交互式电子白板在教师的讲授式教学、角色扮演、基于游戏的学习等环节中多用于支持教学情境的创设，引导学生在情境中进行语言的对话和表达。另外，在基于游戏的学习过程中，教师使用了交互式电子白板的反馈功能，即投票器功能。见图3。

语文、英语等语言类课程关注学生语言知识的学习和表达运用能力的培养。将信息技术应用于语文和语言类学科，可以使用多媒体技术把图片、声音、动画、视频等信息有机结合，创设与实际生活相联系的情境，同时借助各种互动式教学课件（例如Flash课件等），充分调动学生的耳（听觉）、眼（视觉）、手（触觉）等多种感官，强化学生对知识的记忆和理解，促进对知识的获取和深化，并进一步培养学生的聆听能力、口语交际能力、阅读能力、写作能力等。

（2）在数学、科学课程教学中的应用

在所分析的数学、科学课例教学中，教师以讲授式教学为主，但在教学过程中会纳入自主学习、探究式学习、小组合作学习等。低年级的数学课堂教学中，教师注重教学情境的创设，将所学习的知识与实际生活相联系，并通过技术创设相应情境，引导学生基于所创设的情境进行相应的分析和讨论。高年级的数学、科学课堂教学中，教师注重学生以小组形式的合作探究，通过向学生提供系列学习资料、设计一些学习活动激发学生进行自主学习、探究式学习、小组合作学习等，引导学生自主学习相关资料或以小组的形式进行问题的分析和探究。交互式电子白板在低年级的课堂教学中更多的是用于支持教学情境的创设，在高年级的课堂教学中更多的是作为学生进行知识建构的平台，即教师引导学生基于交互式电子白板分析和探讨问题，同时，电子白板可以辅助教师讲解教学内容及呈现小组合作学习主题。另外，随着高年级数学课程知识的拓展，交互式电子白板对其知识的习得及应用的支持稍有减弱，很多情况下，教师需要将几何画板等专业数学软件和交互式电子白板相结合使用，动态生成资源。如图4所示。

义务教育阶段的数学课程关注数学知识与实际生活的联系，强调对学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，以及抽象思维和推理能力等方面的培养。科学课程注重学生对科学本质的认识以及学生科学素养的培养。将信息技术应用于数学和科学等探究性学科，可以借助学科教学软件、设备中内嵌的学科教学工具、互动式教学课件，例如几何画板、Z+Z智能教育平台、交互式电子白板中内嵌的学科教学工具、Flash交互课件等，充分调动学生思维，并进一步将学生思维过程可视化，支持学生对问题的探究，呈现学生对问题的探究和推理过程，促进学生对知识的深层次建构及创造。

（3）在物理、化学课程教学中的应用

在所分析的物理、化学课例中，以讲授式教学为主，同时在课堂教学中会基于所学习的课程内容伴有相关实验演示环节，另外，教师在教学过程中会适当引入基于实验的探究式学习、小组合作学习等。交互式电子白板作为学生进行实验探究的平台，在情境创设及小组合作学习结束后的小组成果展示环节提供技术支持。另外在课堂教学中，教师会频繁使用到电子白板的资源库功能，在资源库中预先备用了大量的实验仪器素材，例如电学内容课堂教学中所使用的电源、开关、灯泡、电线等，力学内容课堂教学中所使用的杠杆、定滑轮、动滑轮、重物等，化学实验课程中的铁架台、大试管、带橡皮塞的导管、集气瓶、水槽、酒精灯等，教师和学生可以将所需要的资源从资源库拖动到电子白板页面中进行实验探究等等。如图5所示。

义务教育阶段的物理、化学、科学课程强调对学生学习兴趣、探究意识、探究能力等方面的培养，强调让学生经历探究的过程，学习科学知识和科学探究的方法，提高分析问题及解决问题的能力。将信息技术应用于物理和化学课程的课堂教学中，可以使用多媒体演示实验、仿真物理实验室、仿真化学实验室、数字信息系统实验室、虚拟现实、交互式电子白板资源库等技术，创设类似于真实实验的情境，让学生经历实验探究的过程，激发学生好奇心的同时，培养其科学探究的意识和方法，促进学生对知识的深化和创造。另外，信息技术支持的实验教学，也能够有效规避现实实验中出现的一些不安全因素。

5.讨论

Bull、Park等研究者指出，分析教师的TPACK知识有三种不同的视角：①关注一种学科内容知识，然后观察教学法知识和技术知识如何能够最有效发展学生对所学知识的理解；②关注教学法知识，然后观察技术知识、学科内容知识与教学法知识之间的交互；③关注技术知识，观察其与学科内容知识和教学法知识之间的交互。[13]本研究从学科内容知识的角度，将所分析的课例架构在不同学科之上，基于全国中小学互动课堂教学实践观摩活动部分一等奖课例，探讨课堂教学中教师所采用的教学法及使用的交互式电子白板软件工具在教学过程中对学生所学知识的识记、理解、应用、分析、评价、创造等方面的支持作用，并进一步分析信息技术软件工具对教师课堂教学的支持，主要发现如下：

（1）交互式电子白板在语文、英语等语言类课程教学中，更多的是用于支持教学情境的创设、小组合作学习成果的展示等教学环节。低年级课堂教学中，教师会适当引入角色扮演、基于游戏的学习等学习机制，借助电子白板创设教学情境或使用电子白板的内嵌工具，引导学生进行语言的对话和表达。高年级的課堂教学中，小组合作学习是尤为重要的学习方式，教师引导学生以小组的形式进行专题讨论，并形成小组成品，借助白板进行小组成果的展现，例如课件、视频等。

（2）交互式电子白板在数学、科学等探究类课程教学中，更多的是用于支持学生进行基于问题的知识探究、小组合作学习等教学环节。低年级的数学、科学课程教学中，探究式学习需要教师的引导发现，交互式电子白板为师生提供了情境创设及思维外化的平台，教师基于所创设的情境引导学生发现问题、分析问题，学生通过操作交互式电子白板进行思维过程的外化，并对自己的想法进行解释说明。高年级的数学、科学课程教学中，学生以小组的形式进行问题的合作探究，并通过交互式电子白板呈现小组合作的成果。另外，高年级数学课程中很多学习内容需要借助专业的数学教学软件，交互式电子白板与专业数学教学软件相结合，可以动态生成教学所需资源。

（3）在物理、化学等实验类课程教学中，交互式电子白板更多的是用于支持教师进行实验过程的演示、学生进行实验探究等教学环节。无论在低年级还是高年级的课程教学中，实验都是一项重要的教学内容，交互式电子白板为实验教学提供了演示和探究的平台，例如教师可以借助电子白板的资源库功能引导学生拖动相关资源进行实验的探究等。

本研究分析了信息技术在课堂教学中的优秀应用课例，关注不同学科、不同学段教师的学科内容知识，探讨了教学法知识、技术知识在课堂教学中的有效整合，为教师基于TPACK理论框架开展信息技术支持的课堂教学提供了一定的指导。教师不能为用技术而用技术，需要考虑所教学科的内容特点、学生原有的知识基础、所采用的教学法、技术本身所具备的优势等等，真正让技术在课堂教学中发挥其最大作用，帮助解决教学重点、难点，有助于学生对所学知识的理解。

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