TPACK视域下中小学教师信息化教学影响因素研究——基于J省中小学教师的调查

张 黎 赵磊磊

（江南大学 教育学院，江苏 无锡 214122）

一、引言

在人工智能、大数据、云计算等智能时代信息技术兴起的背景下，学校信息化建设已成为深入推进教育现代化建设的重要任务。数字教育资源平台、教育信息化基础设施、智慧校园的建设为技术赋能新时代课堂教学范式革新提供了抓手，并最终以技术为工具促进学生的深度学习。伴随教育信息化发展进入2.0阶段，教师作为践行教育信息化建设“以人为本”价值取向的核心参与者以及信息技术与学校课程教学整合的关键因素，其统整信息技术与学科知识、教学法的能力决定着信息化教学的效果（王辞晓，吴峰，2018），如何通过促进教师信息化教学有效回应“技术赋能教与学”的强烈诉求，成为亟待探究的关键议题。

近年来，技术接受模型、解构计划行为理论模型等在教师信息化教学研究领域的理论应用与实践检验已较为成熟，但较多研究主要聚焦于剖析教师信息化教学意向与信息化教学能力的现状特征与影响因素，对教师信息化教学有效性层面的关注稍显欠缺。从已有研究来看，由于整合技术的学科教学知识（Technological Pedagogical Content Knowledge,TPACK）框架为实现教师信息技术使用与教学实境的有机联结提供了发展架构，且信息化教学有效性的实现与教师的信息化教学能力密不可分，故学者多将TPACK作为信息化教学有效性层面的主要研究视角与理论框架。具体而言，TPACK可用以描述教师有效运用技术进行教学的知识基础（Koehler & Mishra, 2005），是教师利用技术进行有效教学的概念框架，包括学科内容知识（CK）、教学法知识（PK）、技术知识（TK）三个核心要素，学科教学知识（PCK）、整合技术的教学法知识（TPK）、整合技术的学科内容知识（TCK）和整合技术的学科教学知识（TPACK）等复合要素，运用TPACK框架可有效地评估教师整合信息技术、课程、教学的能力。由此，在TPACK视域下挖掘中小学教师信息化教学的影响因素，尤其是厘清教师TPACK与信息化教学有效性之间的作用机制，成为进一步提升中小学教师信息化教学能力与信息化教学实践成效的重要前提。

基于上述分析，本研究拟聚焦信息化教学有效性层面，基于TPACK框架对中小学教师信息化教学的影响因素与作用机制进行探索，从而有针对性地构建促进中小学教师TPACK发展与提升信息化教学有效性的行动方案。

二、文献综述

从以往研究来看，对教师信息化教学的相关研究在研究视角、关注重点等方面存在显著差异，有关教师信息化教学的研究主要聚焦于教师信息化教学意向与信息化教学能力两个层面，且技术接受模型、创新扩散理论、TPACK框架属于研究者使用较多的理论模型与研究视角。

在信息化教学意向层面，刘禹、陈玲和余胜泉（2012）以西部中小学教师为研究对象，在技术接受模型的基础上，发现感知有用性对教师信息技术运用行为意向存在直接影响；Teo和Noyes（2011）以解构计划行为理论模型为理论基础，面向新加坡中小学在职教师开展实证调研，发现感知有用性、感知易用性、促进条件与使用态度对教师的技术使用意愿存在显著影响；李浩君、王文靖和戴海容（2019）则在创新扩散视域下，构建了由相对优势、复杂性、个体惯性、创新性等要素构成的信息化教学实施意愿的影响因素模型并予以实证检验。由此可见，在信息化教学意向层面，较多研究者基于技术接受模型、解构计划行为理论模型、创新扩散理论来挖掘影响教师信息化教学意向的主要因素与路径关系。

在信息化教学能力层面，由于TPACK能够代表教师综合考量技术、教学方法与教学内容而设计恰当的教学方案的水平（董艳，桑国元，蔡敬新，2014），故研究者多将TPACK模型作为教师信息化教学能力框架的理论基础，并开展了评估教师信息化教学能力的相关研究。例如：齐灿和张宏（2017）基于TPACK框架，将教师信息化教学能力划分为信息化教学设计能力、信息化教学资源应用能力、信息化教学实施能力以及信息化教学评价能力，并通过开展实证调研，分析了高校青年教师群体的信息化教学能力现状；Miguel-Revilla、Martínez-Ferreira和Sánchez-Agustí（2020）以TPACK模型为评估工具，检验了新教师培训中教师数字能力的获得情况；张哲、陈晓慧和王以宁（2017）同样基于TPACK理论模型，从信息化教学基础能力、信息化教学整合应用能力和信息化教学情境应用能力三个维度出发构建教师信息化教学能力评价指标；谢燕和张栋栋（2019）则直接将TK、TCK、TPK、TPACK作为教师信息化教学能力的子维度，并在指标体系中补充了“信息化教学意识与态度”维度。

随着信息技术在融入教学实践层面的不断深化，研究者对教师信息化教学的关注逐渐从信息化教学意向层面与信息化教学能力层面延伸至信息化教学有效性层面。信息化教学有效性是信息技术环境支撑的有效教学，是在信息化教学活动中，创设符合教学要求的信息化情境，从而在效果、效益、效率三个方面均能达到教学目标的要求，并能采取有效的评价方式进行评价的系统过程（胡晓玲，2012）。Brinkley-Etzkorn（2018）聚焦于在线教育领域，根据TPACK框架设计了一种教师在线教学的培训模式，并指出教师需要将技术使用能力与教学能力融合起来从而提升在线教学的有效性；孙妍妍、吴雪琦、王超和顾小清（2021）将教师信息化教学效果纳入教师信息化教学能力的评测范围；王文君和王卫军（2012）则基于TPACK框架，对教师信息化教学能力实践进行研究与分析。综合来看，由于教师信息化教学有效性的落实与教师自身的信息化教学能力存在密切关联，故较多学者开始尝试将TPACK框架与教师的信息化教学有效性及信息化教学实践联结起来予以考量。

综上所述，在信息化教学意向层面，多数研究者倾向于结合技术接受模型等理论模型挖掘教师信息化教学意向的影响因素；在信息化教学能力层面，研究者已基于TPACK框架较为系统地构建了教师信息化教学能力模型与指标体系，并通过实践调研较为全面地剖析了不同教师群体的信息化教学能力现状；在信息化教学有效性层面，由于教师信息化教学能力是提升信息化教学实践成效的核心保障，故已有研究倾向于利用TPACK框架探析教师信息化教学的有效性，但需要指出，“信息化教学”是属于典型的东方语言思维的产物，为高度概括化的概念（徐梅丹，薛辉，张一春，2016），且既有研究主要关注中小学教师的信息化教学意向与信息化教学能力，而对于中小学教师信息化教学具体的实践效果与有效性的关注程度有所欠缺，从信息化教学能力到信息化教学实践之间的“转化偏差”往往易受到忽视。

由此，本研究拟以TPACK框架为理论支撑，聚焦于教师信息化教学有效性的层面，以广大中小学教师为调查群体，开展大规模的实证调研，挖掘TPACK视域下影响中小学教师信息化教学的主要因素与作用机理，从而为进一步优化中小学教师信息化教学实践提供理论指导。具体而言，本研究将主要解决以下问题：

第一，TPACK视域下影响中小学教师信息化教学的关键因素有哪些？这些影响因素之间存在何种关系？

第二，TPACK框架中不同能力要素与中小学教师信息化教学的内在作用机制是怎样的？

三、研究设计与实施

（一）问卷设计

在中小学教师TPACK测评问卷的设计上，本研究采用了Graham等（2009）编制的教师TPACK量表，将其作为中小学教师TK、TCK、TPK、TPACK的测量工具，并在专家建议的基础上对量表的个别题项进行了适度修改。此外，在中小学教师信息化教学有效性量表中，本研究主要借鉴了郑云翔和谢虎（2014）编制的信息化教学绩效成熟度模型中的教师评价维度指标，从教师对于信息化教学实践的满意度、信息技术支持下的课程与教学目标完成效果等角度对教师信息化教学有效性进行评测。除基本信息题项外，问卷中各题项均采用李克特五点量表形式予以呈现，问卷示例题项如表1所示，选项1～5分别代表“非常不符合”“比较不符合”“一般”“比较符合”“非常符合”。

表1 中小学教师TPACK测评问卷题项示例

（二）数据收集

本研究利用问卷星平台面向J省中小学教师发放问卷开展大规模调研，于2020年春季启动调研工作，调研结束后，对所有题目选项过度一致、问卷填写时间不足1分钟的无效问卷进行人工剔除，最终共回收有效问卷12 094份，采集样本的具体特征信息如表2所示。

表2 样本特征

（三）信效度检验

基于样本数据，对问卷进行信效度检验（见下页表3）。整体量表的KMO统计值为0.968，Bartlett球形检验结果的P值＜0.001，表明问卷适合进行因子分析。整体量表的Cronbach’s alpha值为0.941，各分量表的Cronbach’s alpha值在0.890与0.960之间，证明问卷具有较好的内在一致性信度；各分量表的CR（组合信度）值均在0.8以上，表明量表的组合信度较好。各分量表的AVE值均大于0.5，表明量表的收敛效度较好。此外，验证性因子分析结果显示，模型拟合较好，RMSEA、CFI、SRMR指标均达到测量学标准（RMSEA＜0.08；CFI≥0.90；SRMR＜0.06）。综合上述分析结果，可知问卷通过了信效度检验。

表3 量表信效度检验

四、研究发现

（一）TK、TCK、TPK、TPACK与信息化教学有效性之间高度相关

如表4所示，中小学教师TK、TCK、TPK、TPACK以及信息化教学有效性的均值均在4以上，表明教师在教学过程与自身专业发展中具有较高的技术整合能力，且中小学教师的信息化教学现状较为理想。其中，教师的TPACK能力要素均值最高，为4.31；教师的TCK能力要素均值最低，为4.16。由TK、TCK、TPK、TPACK与教师信息化教学有效性的相关性分析结果可知，TPACK视域下教师TK、TCK、TPK、TPACK各能力要素与教师信息化教学有效性均存在显著的正相关关系。同时，教师的TK、TCK、TPK、TPACK四种基于技术的能力要素之间同样存在显著的正相关关系。此外，相关系数均在0.669及以上，表明相关性较强。

表4 TPACK各因子与信息化教学有效性的描述统计与相关关系

（二）整合技术的复合知识水平为影响信息化教学有效性的关键因素

本研究采用回归分析方法进一步探究影响教师信息化教学有效性的关键因素。首先将教师的年龄、任教地区、最高学历三类变量编码转换为虚拟变量，其中，在年龄变量中，将“25周岁及以下”设置为参照组；在任教地区变量中，将“乡村”设置为参照组；在最高学历变量中，将“本科以下”设置为参照组。之后，研究将中小学教师人口统计学变量中的性别（男=1，女=0）、年龄、任教地区、最高学历、是否担任班主任（是=1，否=0）以及教师的TK、TCK、TPK、TPACK水平纳入自变量，将教师信息化教学有效性作为因变量，采用多元线性回归分析法，获得教师信息化教学有效性的预测模型。生成的预测模型调整后R方为0.889，证明此模型的拟合优度较高，能够解释教师信息化教学有效性变化的88.9%。此外，该模型的D-W值为1.974，趋近于2，证明样本序列不存在自相关，且方差膨胀因子VIF的取值均小于10，证明模型不存在多元共线性。

由回归分析结果可知（见下页表5），教师的TCK、TPK、TPACK水平对教师信息化教学有效性存在显著预测效应，教师的TCK、TPK、TPACK水平越高，信息化教学有效性越好；教师的性别对其信息化教学有效性存在显著影响，男性教师的信息化教学有效性比女性教师高0.007个单位；教师是否担任班主任对其信息化教学有效性亦存在显著影响，不担任班主任的中小学教师的信息化教学有效性比担任班主任的教师高0.007个单位；年龄在40周岁以上的教师的信息化教学有效性比25周岁及以下的教师低0.035个单位；研究生学历的中小学教师的信息化教学有效性比本科以下学历的教师高0.012个单位；教师的任教地区与TK水平对其信息化教学有效性不存在显著预测效应。此外，由表5可知，预测模型中教师的TPACK水平显著系数最高（为0.674），而年龄、性别、最高学历等人口统计学变量的显著系数明显低于TPACK、TCK、TPK因子的显著系数，这表明教师的TPACK水平是影响其信息化教学有效性的关键因素。

表5 信息化教学有效性的回归模型

（三）TPACK为TCK与TPK分别作用于信息化教学有效性的中介变量

由回归分析结果可知，教师的TCK、TPK、TPACK水平均显著预测其信息化教学有效性。此外，TPACK同时作为TK、PK、CK三类基础要素以及TCK、TPK、PCK三类复合要素的三维融合生成知识，已有多位学者通过实证研究剖析了TCK、TPK、PCK对于TPACK能力的正向促进作用。例如：Chai、Koh、Tsai和Tan（2011）以新加坡小学职前教师群体为研究对象，发现PCK、TCK和TPK对TPACK存在显著的影响效应；张哲、张海和王以宁（2016）对我国职前教师的TPACK结构发展现状及影响因素进行了实证研究，发现TPK、PCK、TCK和CK对TPACK均存在显著预测效应。结合本研究发现，可推测教师的TCK、TPK水平不仅对教师信息化教学有效性产生正向影响，其亦可通过提升教师TPACK能力从而间接支持教师的信息化教学实践。

基于上述分析，本研究尝试依托Bootstrap方法来验证TPACK对TCK、TPK分别作用于教师信息化教学有效性的中介效应。一般而言，若95%置信区间没有0，则表明存在显著的中介效应。本研究通过变量设置，分别将教师TCK水平与TPK水平设置为自变量，将教师信息化教学有效性设置为因变量，将教师TPACK水平设置为中介变量，采用Percentile方法，重复抽取Bootstrap样本5 000次，并将置信区间设置为95%，进行中介效应检验，分别得到TPACK对TCK、TPK作用于信息化教学有效性的中介效应表，如表6与表7所示。由表可知，教师TPACK水平为教师TCK水平、TPK水平分别作用于其信息化教学有效性的中介变量，且中介效应显著（BootLLCI和BootULCI之间不包括0）。其中，教师的TCK水平作用于教师信息化教学有效性的直接效应为0.1912，通过TPACK水平间接作用于教师信息化教学有效性的中介效应为0.4948；教师的TPK水平作用于教师信息化教学有效性的直接效应为0.3153，通过TPACK水平间接作用于教师信息化教学有效性的中介效应为0.5661。基于以上分析，可知教师TPACK水平在教师TCK水平与TPK水平正向作用于信息化教学有效性的过程中扮演着极为重要的中介角色。

表6 中介效应分析表（TCK）

表7 中介效应分析表（TPK）

五、对策与建议

（一）延展情境脉络包容边界，创设“同质异构型”信息化教学培训方案

研究结果表明，中小学教师人口统计学变量中的性别、年龄、最高学历以及是否担任班主任均显著影响教师信息化教学有效性。因此，中小学在开展教师信息化教学能力培训的过程中，应针对教师自身的信息化教学的实际情况与真实诉求，建立分层级的梯度式信息化教学支持体系。除了7类知识因子外，情境脉络（Context）亦是TPACK框架中不可或缺的重要因素。对于TPACK框架中情境脉络的解读通常倾向于只聚焦在教师特定的课堂教学情境，而忽视了不同教师的个体差异，这在一定程度上催生了当前中小学教师信息化教学能力培训的“一刀切”主义。事实上，教师个体画像中基本的人口学变量、教学风格与特质亦是影响教师信息化教学成效的重要因素，延展TPACK框架与信息化教学情境脉络的边界，构建基于深度学习的教师信息化教学发展体系，是提升教师信息化教学有效性的关键。对此，应针对不同的中小学教师群体，开发“同质异构”型信息化教学培训方案。具体而言，“同质”指各培训方案的最终旨归均是帮助教师发展根据教学需要自主选择适切性技术并进行卓有成效的信息化教学的能力；“异构”指根据不同教师群体的实际诉求，切实创设侧重域不同、设计形式不同的差异式培训方案。例如：依据本研究结果，对于担任班主任的教师群体（信息化教学有效性低于非班主任教师），不应将信息化教学培训局限于学科教学内容中，可将技术知识培训内容整合到日常班会情境之中，指导班主任教师有效地利用信息技术达成班会主题目标，既避免了学校信息化教学培训进一步加大班主任教师的工作负担，又能够为班主任教师信息化教学能力的发展提供多样化的情境脉络支撑。

（二）构建技术核心的整合式发展架构，强化教师技术整合行为的实时反馈

研究结果表明，在中小学教师TPACK框架内部与技术元素相关的TK、TCK、TPK、TPACK四种能力要素中，除单一知识TK外，其他三类复合知识TCK、TPK、TPACK均显著正向影响中小学教师信息化教学有效性。虽然教师的信息技术应用知识与使用能力是其借助信息技术改善课堂教学的重要前提，但教师的TK水平并未对其信息化教学的成效产生显著预测效应，这表明单纯地提高中小学教师的技术知识无法成为提升教师信息化教学有效性进而促进中小学教育信息化建设的真实发力点。只有将教师的技术理论及应用知识与学科内容知识、教学法知识进行深度整合，避免将信息化教学培训的关注点聚焦于教师对教学软件与辅助工具操作能力的发展上，强化教师日常技术整合行为的实时反馈，帮助教师将外在的技术和工具真正与教学方法、教学内容协同构成有机整体，才能真正推动教师TPACK能力的发展与信息化教学有效性的提升。因此，学校可基于大数据挖掘、云计算、人工智能等技术，构建基于技术整合的教师信息化教学能力培育体系。通过采集与分析多模态、多场所的教师信息化教学行为数据，对中小学教师日常课堂教学中的技术与教学方法、教学内容等各方面的整合行为及成效予以实时反馈，将教师信息化教学培育融入教师的日常教育行为之中，在线上线下结合的课堂教学、师生交往中发展教师的技术整合能力。由此，传统的时间短、强度高、集中化、工具取向型信息化教学培训体系将转变为沉浸式、日常化、立体化的信息化教学能力培育系统，技术核心的个性化发展方案可为教师信息化教学实践的改善提供良好的支持。

（三）建立衔接式TPACK发展体系，助推二维复合知识向TPACK的高效转化

研究发现，中小学教师TPACK对信息化教学有效性的预测效应最强，且TPACK为TCK、TPK分别作用于教师信息化教学有效性的中介变量。适切的技术整合和学科性质的整体观是发展TPACK的重要立足点（徐章韬，2014），整合技术的教学法知识与整合技术的学科内容知识虽能对教师的信息化教学提供有效支撑，但将TPACK框架中的教师TPACK能力发展置于教师信息化教学能力培育的核心，无疑能充分实现整合技术的二维复合知识赋能教师信息化教学的有效性。随着技术工具的迭代升级与智能技术的高速发展，TPACK因子的动态性与发展性特征愈发受到重视，这种内涵演变亦要求中小学教师能够利用数字媒体与他人进行教学信息共享与协作，并主动学习前沿的技术应用思维与方法，从而发展自身的技术整合能力。因此，在关注中小学教师技术类复合知识发展的同时，还应注重教师TCK、TPK发展与TPACK发展之间的有效协同，使其产生正向支持中小学教师信息化教学的合力。为此，学校应切实提升教师TPACK培训项目的联结性与系统性，避免孤立地推动中小学教师对于学科内容知识、教学法知识、技术知识的学习与理解，应注重结合技术这一变量进行衔接型培训（赵磊磊，何灶，2020），消解中小学教师TPACK培训不同阶段之间的“割裂感”。尤其应精准定位教师二维复合知识向三维复合知识（TPACK）转化过程中的关键契机与联结点，为中小学教师提供统一连贯的系统化TPACK课程方案，为教师创设衔接适宜、联系紧密的TPACK发展氛围，助力中小学教师从协调教学过程各个要素的整体视角出发，选择和使用技术有效地表征教学内容，并通过技术协作、专业发展主动适应外部技术环境更迭，进而发挥TPACK能力对信息化教学有效性的显著推动功效。

（四）落位信息化教学有效性的提升，自上而下提供信息化教学内外侧保障

其一，在宏观层面，区域教育行政部门应加强中小学教师信息化教学培训体系的顶层设计，可将中小学教师TPACK水平与信息化教学有效性纳入教师绩效考核指标体系，从外动力层面对教师信息化教学实践予以推进。此外，可由政府牵头，鼓励中小学向区域教育信息化研究团队购买教师信息化教学指导服务，为中小学与区域、高校教育信息化研究团队的合作提供平台支撑、制度法令保障与指导经费资助，为中小学教师信息化教学培训提供专业的理论与实践指导。

其二，在中观层面，学校可设立教师信息化教学管理职能部门，为中小学教师利用新兴教育技术赋能课堂教学提供专门服务与指导，如为教师将技术工具与教学内容、教学方法、学生需求的有机结合提供资源获取服务，协助教师高效地创设信息化课堂。同时，学校可构建教师信息化教学监测与评估机制，精准评估教师信息化教学有效性，并基于评估结果，生成个性化的教师TPACK发展方案与信息化教学优化举措。

其三，在微观层面，应改变以往的中小学教师教育技术培训思路与模式，在强调外部干预的同时，亦需注重教师自身TPACK的意义建构。中小学教师应有意识地在教学设计与实践中探索整合技术的信息化教学方案，树立正确的TPACK发展观与技术观，提升信息化教学信念，将TPACK发展自觉纳入专业发展中。此外，微观层面教师的TPACK发展也需要教师“技术整合想象力”的发挥，其需对技术、教学内容和教学方法之间的关系进行独到解读，形成将技术融入课堂教学的创新意识。