基于TPACK模型的《统计学》课程混合式教学改革研究

张会清 晋中信息学院

引言

随着现代科技的发展和当今教育信息化的推进，高校教师信息化教学能力已成为提升新时代高等教育人才培养质量的关键因素。教师要充分认识到现代化信息技术的作用，并具备相应的教学理念和能力，在教学实践中重视知识与技术、教学、方法三者之间的有机融合，即构建TPACK模型（Technological Pedagogical And Content Knowledge），这一概念最初是由美国学者科勒和米什拉正式应用，他们想要了解教师在学科、方法和技术这三方面的理解和应用程度，后面的学者在此基础之上认识到了它对教学改革的作用。就现阶段而言，TPACK模型在《统计学》混合式教学改革中的应用也备受关注，在为现有教学模式带来创新可能性的同时，也为相关学校以及教师带来一些新的难题和挑战。统计学学科具有较强的实践性，实验教学在其中占有很大比重。但是根据我院当前的统计学教学实践情况来看，部分教师的TPACK能力有限，在教学过程中错误认识和应用信息技术的现象时有发生，具体体现在两方面：一是教师利用信息技术进行课堂知识的呈现，而没有以此为基础与学生构建互动，使整个课堂缺乏活跃性；二是部分教师认为信息技术的应用主要体现在 PPT这一层面，缺乏以信息技术为基础的互联网课程设计，如网上评价反馈、作业修改等。因此，基于TPACK模型的统计学课程混合式教学改革成为推动信息技术与教育整合的关键。

一、TPACK理论框架

TPACK这一概念最初是由 Pierson（2001）提出的，在他的研究中，深入分析了技术与教学之间的融合，并推动了TPACK的成型；而Lundeberg等（2003）以职业教师为主要研究对象，提出了技术知识与信念之间的关系，而美国学者科勒和米什拉（2005）在此基础之上，将这一概念应用于其研究中，并以文字的方式解释了这一概念的含义，即TPACK主要是指信息技术与学科知识教学的集体。从文字的层面来看，TPACK（Technological Pedagogical And Content Knowledge）可以拆分为TK（Technological Knowledge）、PK（Pedsgogical Knowledge）、CK（Content Cnowledge）这三个部分，但并非技术知识、教学知识和学科知识的简单集合，而是三者的有机整合，教师要创造性的认识和理解三者，致力于在此基础之上创造一种新的知识形式。与此同时，三者之间可以自由混合，在此基础之上衍生出整合技术的学科内容知识（TCK）、整合技术的教学法知识（TPK）、学科教学知识（PCK）这三种教学模式。当前，很多学者针对TPACK进行了深入研究和解读，尤其关注职前教师和中小学教师在这方面的发展，并借助一些专业的测量表进行了分析。根据研究结果显示，大部分学者都认为TPACK发展的整合观具有很强的借鉴价值，也有学者看到了其中的片面之处，对TPACK模型进行了优化和调整，针对研究中存在的问题，再次阐释了学科、技术与方法有机融合的优势。另外，也有部分高校教师（魏志慧，2021）针对TPACK未来的发展进行了深入研究和解析。但从整体层面来看，专门以统计学课程改革为基础的TPACK模型研究理论成果比较少，相关文献资料也比较少。

二、统计学教师TPACK现状分析

考虑到TPACK高度情境性及学科的专属性，本文以X学院统计学教学团队16名教师为调研对象，通过调查问卷及访谈形式构建TPACK测试量表，并使用SPSS对数据进行了分析。

（一）调查对象统计

调查的16名教师均为统计学课程教师，其中，统计学教龄在3年以下有11人，占比69%，其余5人的教龄超过5年；统计学性别比例为男教师：女教师=3：13；统计学职称方面中，讲师：助教=13：3。

（二）调查问卷问题分析

“X学院统计学课程教师TPACK水平调查问卷”主要涉及两个部分，分别是教师特征、TPACK水平，总共设计了32个题目，每个题目选项划分为7个等级，分别为不具备相应能力水平、非常低水平、低级水平、中级偏下水平、中级偏上水平、比较高水平和高级水平，依次赋分1～7分，基本情况包括教师性别、职称及教龄。TPACK水平通过7元素（即CK、PK、TK、PCK、TCK、TPK、TPACK）测量，运用SPSS所收集数据进行信效度检验，其中信度系数值为0.958，大于0.9，因而说明研究数据信度质量很高；KMO值为0.682，大于0.6，则说明研究数据比较适合提取信息。

（三）TPACK七维度测量结果

TPACK水平7元素包含CK、PK、TK、PCK、TCK、TPK、TPACK，具体解释如表1所示。

表1 TPACK七元素含义解释

（四）统计学教师TPACK各维度的现状分析

根据收集的16位统计学教师相关数据，对TPACK七个维度的均值进行比较分析，统计结果如图1所示。从图1可以看出，统计学教师整体TPACK水平接近中等偏上水平，各项均值均大于4.5，其中均值最高的为CK，得分为6.4，这说明统计学团队教师具有广博而扎实的统计学专业知识，CK能力达到比较高的水平。均值由高到低排列顺序为CK＞TK＞TCK＞PK＞PCK＞TPK＞TPACK，可以看出统计学教师的技术知识（PK）以及与技术知识相整合的技术学科知识（PCK）、技术教学知识（TPK）、技术学科教学知识（TPACK）都较低，其中，均值最低的是TPACK。

图1 整体TPACK水平均值

三、统计学教师TPACK水平发展存在的问题

（一）统计学教师对TPACK认识不到位

学科知识、信息技术与教学方法深度融合不够是教育信息化 2.0 阶段需要解决的主要问题。但统计学老师对TPACK认识还停留在了解阶段，没有意识到CK、TK、PK是教师知识结构中的核心要素，是教师必备的基础知识，具有举足轻重的作用，并且TPACK概念不是三要素的简单叠加，而是三者相互作用所形成的一种新的知识。与此同时，还有部分统计学教师的教学思想和观念更为落后，并没有将TPACK模型思想应用于教学实践当中，也没有对教学改革予以正确的认识和理解，这种思想观念的滞后发展在一定程度上阻碍了教师的专业科学的发展，也会因此限制课堂质量和效率，学生的学业发展自然也会受到影响。例如现有部分教师仍然将教师的“讲”作为课堂的重点而忽视了学生的“学”，这与新课程标准要求的“以学生为中心”的理念不符，当然也与现实中学生的学习和发展规律相悖，严重影响的教学效果。另外，根据以上的分析来看，TPACK的水平均值是4.5分，而 CK 的均值是 6.4分，在整体 TPACK 中的排名分别为倒数第 1 名和第1名，TCK、PCK的值也明显低于CK，由此可见，大部分统计学教师的学科知识基础比较扎实，但与教学方法、信息技术之间的融合度比较低，这在很大程度上反映了统计学教师在教学过程中的机械化、单一性，教师掌握的理论知识并不意味着其具备丰富的教学经验和高超的教学方法，并不能切实提升课堂质量和课堂效率，这种传统的教学思想和教学观念应当引起相关学校以及教师的高度重视，并基于现阶段的问题进行针对性改进，尤其是要正确认识TPACK模型对现代化课堂的重要作用和价值，并将其应用于教学改革实践中。

（二）统计学教师的TPACK结构不均衡

首先，从图1可以明显看出TK远大于PK，这可能源于调查对象约69%的教师教龄小于3年，刚走出校门的研究生思维活跃，对现代化信息技术的认识也比较深刻，具有很强的信息技术应用能力；而且，统计学教学团队教师90%以上是非师范毕业生，我国非师范院校研究生培养模式更多的是专业学习，很少涉及教育学方面的学习，所以研究生没有系统学习教师教育课程的经历，缺乏教育学、心理学等方面的基础，教学经验也相对匮乏，这也是PK低的主要原因。虽然院校组织了岗前培训，但由于培训内容简单，时间比较短，培训过程偏重理论讲解，缺少实际课堂教学指导，所以培训结束后，青年教师对课堂教学的认知仍然较为肤浅，教学方法有待提高。在开展实际课堂教学时，有的青年教师不能预料到学生学习的困难，课堂讲解缺少针对性；有的青年教师上课缺乏教学技巧，无法顺利地将自己掌握的学科知识转化为学生能够理解的知识，出现自己很懂却讲不清楚的情况，缺乏教学策略。究其根本，主要原因在于很多教师的教学经验比较匮乏，无论是在学校的专业培训，还是在职后的岗位培训，都在很大程度上强调教师要有扎实的学科知识，致力于为学生解决各种疑难问题。而在教学实践中，符合学生发展特点和发展规律的教学方法才能真正将学生的注意力引入课堂当中，学生在理解和掌握了部分理论知识之后，才会由此产生一些疑问，这时在为其提供针对性的指导和建议之后，学生的成绩和能力才会有针对性的提升和发展。其次，统计学教师TCK发展较为明显，仅仅略低于CK，这说明大部分老师在使用多媒体、制作教学视频表征教学内容方面能力较强。

（三）学院信息技术支撑有待提高

技术应用驱动教学已经司空见惯，适用于教学场景的软硬件也如雨后春笋，如教育云平台、电子白板等，功能丰富，既支持学生课前预习课后复习，也支持线上线各种教学活动和学习活动。统计学教学主要以传统的黑板和PPT展示为主，课堂的交互式教学受到局限，PPT只能按事先设计好的顺序呈现，课堂上绘制图形也比较机械化，很难根据课堂情况灵活调整，而交互式的电子白板弥补了这些缺点。大数据技术的发展不仅给统计学教学带来挑战，同时也带来机遇，但目前学院还没有建立大数据实验室。根据现阶段的研究和调查显示，部分学校在信息技术方面的发展仅限于多媒体、投影仪等基础性设备，或设计了有限的互动多媒体教室，即常规的统计学课堂只能沿用传统的PPT教学模式，有限的互动多媒体教室需要提前申请和排队，很难与每个班级的课堂进度一致，很多教师为了避免麻烦而不去申请。因此，要切实提升信息技术在统计学课堂中的应用，必须要解决的一个问题就是要提高学校对信息技术的支撑力度，建设基础的信息技术设施设备是关键；同时，也不能忽视对教师专业能力和信息技术应用能力的培训，并构建相应制度来规范和约束教师，致力于全方位、多层次提升统计学课堂中的信息技术应用效率。

四、促进统计学教师TPACK 水平发展策略

（一）教师要与时俱进、终身学习、更新自己教育理念

教师的TPACK水平具有很强的实践性和个体性，在信息技术与教育教学深度融合的诉求下，教师的专业发展将真正伴随于终身学习的过程。教师TPACK水平的提升也是在教师对其认知、接收、适应、探索和升华的过程中实现的。首先，教师只有加强对新的教育理念的认知，才会主动将其融入自己日常的教学活动中。其次，统计学教学团队教师要形成教师同侪互助的机制，同侪的相互学习和观察可以让教师发现更多自己不曾发现的问题，也能在课后讨论和交流中得到更多反馈。最后，学校要为教师提供多元化的培训机会，可以邀请一些行业内的优秀者、专家等到学校分享经验，或组织多个学校的工作讨论会，让本校统计学教师有更多机会接触更多优秀的专家和教师，可以不断拓展教师的知识和教学经验，教师也要在讨论会之后自己总结和反思，并根据当前班级的整体情况，进行教学方法和教学策略的优化和调整，致力于呈现更为高效的统计学课堂，为学生的成绩提升和综合能力发展奠定坚实基础。

（二）教师需优化自己的知识结构，促其均衡发展

在统计学教学实践中，大部分教师拥有扎实的学科理论知识，但如何利用现代化信息技术、高效的教学方法来呈现这些学科理论知识值得每一位统计学教师的深思，这不仅是现阶段统计学教学的一大难点，更是促进教师知识结构均衡发展的关键。TPACK水平是信息时代教师必备的专业核心技能，他不是由单一元素构成，而是CK、TK、PK三个核心元素的有机结合体。值得注意的是，TPACK不是三者的简单相加，而是三者有机结合、深度整合。任何一方面能力的不足都会影响统计学教师的TPACK水平，阻碍其教学专业能力的提升。因此，TPACK理论要求教师全面发展，不仅有渊博的学科知识，还要掌握先进的教学方法，同时提高自己信息化教学能力。

（三）学院要搭建信息化教学平台

作为一个多媒体的信息展示与交互的平台，电子白板兼具了传统黑板所缺乏的多媒体展示效果，以及普通投影所不具备的互动体验。在教学情境中，电子白板可用于向全班学生展示各种形式的文本，并实时地进行编辑、标记、注释，以及一些基于屏幕的互动，有助于讲解文本类信息。另外，统计学学科中包含了一些模型知识，黑板板书、PPT教学等模式无法为学生呈现这些模型的来龙去脉，口述的理论知识或直接的结果呈现很容易让学生知其然而不知其所以然，这一教学方式无疑会大大降低学生对知识的理解和掌握效果，当下理解的知识并不能应用于解题或解决实际问题当中，而数据实验室能有效解决这一问题，相关学院应当对此予以高度重视，基于现实情况规划数据实验室的结构和数量。除此之外，在构建TPACK模型的过程中，最为关键的两个元素分别是信息化硬件设备和教学软件设施，即拥有完整硬件和软件的教学环境是基于TPACK模型下教学改革的基本前提，相关学校或教育管理部门应当基于这一情况进行信息化教学平台的设计和打造，除了前面提到的交互式教学设备、数据实验室之外，也可提供云端课程、微课教学等教学模式需要的设备和资源，这样可以大幅度增加教学的辐射面和覆盖面，使优秀教学资源实现价值最大化，同时也能让混合式教学改革的意义最大化。当然，教学信息化平台的规划和设计也不可一蹴而就，而是需要进行系统性、长远性的规划和考量，相关学校以及管理部门要将其正式纳入计划，以切实提升统计学教学质量和效率。

结语

本文基于统计学课程，基于X学院统计学课程教师TPACK水平调查问卷分析统计学教师TPACK水平现状，分析传统统计学课程中存在的问题，应用TPACK理论基础对统计学课程进行混合式教学改革策略研究，将统计学学科知识、合适的统计学教学方法、信息技术有效整合到统计学教学实践中。