信息技术与体育教学过程的深度融合研究——基于TPACK教学推演

李思源，周 礼

1 引言

体育教学作为学校体育的核心环节，是保障校园体育高速发展的基础，是实现“体育强国”的重要方式。随着体育教学政策的陆续出台，体育教学逐渐成为当下的教育热点。为了响应政策，多地将体育教学工作纳入考核评级，从“软任务”成为“硬指标”。在目前信息化教学条件下，传统的体育教学迎来革新。教育信息化可以整体总结概括成：起步、应用、融合及创新共四个步骤。在当前我国教育环境下，正处在一个关键节点，“起步”与“应用”已经基本完成，而正在走向“融合”以及“创新”阶段，当前这个阶段也是教育信息化2.0的时代。这个阶段也伴随着新的机遇与挑战，相较于传统线下指导，当前信息2.0模式则是通过线上的信息技术来进行变革，实现体育教育的信息化融入，也是踏入信息化2.0的必然措施。为此各界学者表达了观点与看法：运用多元化教学方式，在开发学生思维方面，课堂教学实际效果应该把传统的方法与现代化教学手段相结合。教师可以随时根据学生的练习情况提出评价与修改意见，将现代科技引入传统体育教学中，提升教学中师生的交流。借助多媒体应用、微课程，同样可对体育教学进行非常完整且详细的讲解与展示。在这种信息化的学习下，能够提升学生的学习效率，且能提升学习兴趣。这些观点阐述了信息化技术给体育教学课程带来的便捷，但目前似乎还未达到可覆盖推广的地步。绝大多数教师还未发挥信息技术在体育教学课程教学的深度融合，仍然在基础层面进行传统教学。

追溯其根，面对信息技术的迅速更新，教师的教学方式与知识结构相对应的也要发生改变才能与之匹配。作为新时代教师应从教学中体现技术发展，在技术发展中不断更新教学观念。如果从中没有考虑到体育教学的特殊性，将会落入“徒劳无功之势”，体育教学是一门专业性很强的综合学科，教师的个人信息化水平与教学手段，势必对信息技术教学产生影响。

目前各界对于信息化体育教学过程专注于体育项目与信息化技术之间的融合，而忽略了教学过程构建的重要影响。为此加速信息化技术与体育教学过程的深度融合，从体育教师教学教法作为切入点构建个人信息技术、教学法、教学内容的三维体系，并与之融合。利用技术的学科教学知识(Technological Pedagogical Content Knowledge下文缩写为TPACK)搭建分析框架作为理论指导，加速体育教学过程与信息技术融合发展，并在实践课程中取得成效。

2 TPACK理论框架

正如教育工作者所知，教学是一种复杂的实践，需要多种专业知识的交织。通过这种手段，教学是体系未完善的案例，根据教师在不同的情况下运用复杂的知识结构(Mishra，Spiro，&Feltovich，1996;Spiro & Jehng，1990)。教师在多变环境下训练他们的教学技能(Leinhardt&Greeno，1986)，这需要他们不断提升相应的知识量，改变教育结构发展教育手段。因此，有效的教学取决于灵活地获得来自不同领域的丰富，组织良好和综合的知识(Glaser，1984;Putnam & Borko，2000;Shulman，1986年，1987年)，包括学生思维和学习的知识，主题知识，以及越来越多的技术知识。TPACK框架建立在Shulman(1987)对PCK的描述之上，描述了教师对教育技术和PCK的理解如何相互作用，从而通过技术产生有效的教学。在分析框架中(图1)体育教师信息化教学过程分为三个维度：体育教学知识(PK)、体育教学技能知识(TK)、体育教学内容(CK)。三个维度存在重合区域从而衍生出新的重合维度，表示为PCK(教学内容知识)，TCK(技术内容知识)，TPK(技术教学知识)和TPACK。

图1 TPACK交叉重叠式框架

教学内容知识(PCK)是基于Shulman的教学法基础上提出的新教学认知，作为基础教学内核，体现出教学内容知识需要不断更新与转变。具体来说，根据Shulman(1986)的说法，这种转变发生在教师解释主题，找到多种方法来表示它，并根据替代概念和学生的先入为主的知识调整并定制教学材料。例如，发展体育教学技能对课程过程和教学手段之间的联系。技术内容知识(TCK)技术和内容知识有着深厚的历史渊源。医学、历史、考古学和物理学等各个领域的进步与新技术的发展相吻合，这些新技术以新的和富有成效的方式提供数据的表示和操纵。技术教学知识(TPK)是当需要展现特别体育技能时，所储备的体育教学知识。利用教学知识将体育技能进行展示与陈述。这包括了解一系列技术工具的教学能力和限制，因为它们与学科和发展上适当的教学设计和策略有关。为了构建TPK，需要更深入地了解技术的限制和提供以及它们发挥作用的学科背景，对教学知识、教学内容和技能知识的交互关系进行解析并重强调并解释了三者之间的互相作用。

图2 TPCNet(TPACK相互作用式框架)

呈现给教师的每种情况都是这三个因素的独特组合，因此，没有一种技术解决方案适用于每个教师，每门课程或每种教学观点。相反，解决方案在于教师能够灵活地驾驭由内容，教学法和技术这三个元素定义的空间，以及这些元素在特定环境中的复杂相互作用。忽略每个知识组件固有的复杂性或组件之间关系的复杂性可能会导致解决方案过于简化或失败。因此，教师不仅需要在每个关键领域(T，P和C)发展流畅性和认知灵活性，还需要在这些领域和上下文参数相互关联的方式中，发展流利度和认知灵活性，以便他们能够构建有效的解决方案。

3 基于TPACK的体育教学课程教学推理路径

3.1 体育教学课程内容应用驱动型路径

内容的优质及完整是非常必要的，课程教学过程的首要离不开内容驱动，Shulman的教学法知识理念中首先是“理解学科内容”体育教学内容将教者的思维转化为认知，再从认知转化为技能，而其中信息技术能提供丰富的教学内容形态，帮助受教者开展“思维-认知-技能”的转化。信息技术的内容驱动功能主要分为三个部分：一是科学展现，体育教学课程包含多方面内容，如体育场地的规格介绍、快速体育动作重难点、优秀教学实例的回顾等。传统的体育教学课程有一定的局限性，如技术动作介绍过于枯燥，动作展示缺乏生动性与细致性等等。受教者不易理解，而信息技术的介入，可以填补传统体育教学的局限性，提供丰富的教学素材，增强体育教学的直观性与趣味性，加强学生的主动学习，并可以使教学的内容丰富。二是技能效仿，应用信息化的远程教学互动，使体育教学模仿课程的授课方式、师生互动模式发生了改变。让教学突破了课堂的局限，能够站在学生的角度设计教学过程，并通过随时随地的师生互动过程，学生可以更快地掌握运动技能，使教学效率、学习效率大幅度提升。三是数字化评价，过去对体育教学评价比较笼统，根据评价者的个人主观感受进行打分，缺乏统一标准。在当前信息化环境下，通过电脑可以将学生的动作去全方位的转变为数字分析。例如，技术动作的开始，过程以及结束都可以转变为电脑中的数字信号，进而对数字信号进行分析，这种分析更为理性，可以由局部到整体，层层深入，使学生也更容易接受，学习的效果从而得到提升。(图3)

图3 体育教学过程内容驱动的教学推理

3.2 体育教学课程技术应用驱动路径

在互联网时代的今天，技术驱动早已渗透于各处，教育教学领域作为重点发展项目，技术红利已让成百上千的学子与教师感受。并且能作为教学推理的辅助科技，根据技术的性质与作用将体育教学课程教学的推理路径分为“信息化教育”、“信息化学习”。

3.2.1 “信息化教育”

信息化教是指在教学过程中利用信息成像手段、信息模拟手段与信息评价手段构建出学生学习体育知识的方式。信息化教学可以使得教学的内容数字化，提升教学效率的同时也保障了学士充分了解技术动作的细节与全过程。信息化教学是现代教学理论的发展趋势，在当前信息化程度不断提高下，应用信息化教学成为了现代教学的必然性教师通过信息化教学手段对学生进行可视化授课，利用信息成像手段教师可以灵活地控制教学节奏，视频于一体，对学生而言可以直观的进互联网和多媒体设备进行可视化教学，教学工作者可以利用数字媒体讲通信和资源共享功能使学生能便捷自主的学习，对于没针对教学重点难点可反复播放和讲解。还可以按照不同学员的需求，将课程精细化分类。同时教学的流程要符合三段式教学，开始部分介绍课堂内容、介绍体育器材加上热身运动，基本部分主要是技术动作讲解与示范、训练方式布置、重难点答疑，问答点评、结束部分要放松、总结、打卡等督学互动服务。及时了解学生需求，增强黏性。

例如，重力動APP是致力于研发基于动作识别技术的远程视频体育教学系统。该系统可用于教师与学生的直接信息交流平台，学生可以从平台中选择有兴趣的体育课程进行授课指导。并且通过与校企合作应用于学校体育教学与必修专业项目教学之中。同期研发的还有基于AI技术的动作识别系统，可通过使用者录制传输视频至信息平台，系统根据AI 只能判断可能存在的运动风险以及对运动过程中的技术动作、技术姿态进行评估以提出改进意见。以“重力動”教学系统为参考，用“信息化教”的技术应用驱动推理路径(图4)

图4 体育教学过程技术驱动的教学推理

3.2.2 “信息化学习”

体育教学过程对于学生的学习来说，通过搭建线上体育教学课堂，老师可以将体育教学课程以直播、视频、专栏、知识套餐等模式呈现。一方面，老师只需要录制一次，一个专栏课程就可以被几十万人观看学习，充分利用优质师资，服务更多学生。另一方面，传统线下动辄一两个小时的体育教学课，学生很难保持长时间的注意力集中。线上体育教学课堂可以采取录播课+直播课的形式，将每节视频课浓缩精炼到2-4分钟，通过富有趣味性的教学语言，让学生更容易集中注意力，从而提升学习效果。通过将教学内容分为每个教学阶段的动作要领、训练方法、训练所要达到的效果，用文章和视频等方式通过网络传达给每个学生。学生在进行课堂和课下练习时，通过线上平台将作品发送给教师，提出学习困惑；通过教师的在线解答，进行更加有效的训练。

3.3 体育教学课程教学应用驱动路径

从“技术应用”到“内容应用”发现绝大多是都是从“无”到“有”进行教学设计与教学排序，而在实际情况中体育教学过程的信息化教学往往建立在传统教学手段之上，通过信息技术化技术的革新来改变原有教学手段，使传统体育教学过程教学中存在局限性甚至于无法实现的单元得到质的变化。因此，因此，体育教学过程的教学法驱动来源自于单元局限性与实体教育的增强，以此来优化环节。根据原教学计划的作用，可以分为四个级别：替代、增强、改变和重建。率先就是替代，信息化技术是一种较为直观的工具，可以使得教学过程更加直接。第二步则是改造，通过技术特点对教学任务进行设计。最后一步就是重建，通过技术来对教学任务进行重新设计。(图5)

图5 体育教学过程教学驱动的教学推理

4 总结与展望

在经历过信息化1.0时代下，信息技术已经出现在教育教学之中，并且将信息化技术作为教育教学的辅助工具，但是因为传统化教学的“根深蒂固”，信息技术并未达到“教学”的层级。然而，互联网的普及以及技术功能实现，对于教育教学的深度融合带来了新的质变。允许更多选择的机会、更多组合的加速深度融合。通过体育教学过程作为教学示例进行研究旨在提升以下方面。首先是体育教学科学推演路径实践方面，通过对内容、技术、教学进行教学推演，在实际情况的运用还有待考证，让社会与学校通过磨合与运营完成信息技术与体育教学课程的“深度融合”。其次是教学延展，新的体育教学课程教师可以通过TPACK教学延展新型教学手段与模式，发展个人能力的同时，逐步完善TPACK教学体系。最后在信息化体育教学过程过程中，为了彰显数字化所带来的便利与直观性，学生可以通过实时数据反馈来自我评判运动技能水平，同时也将实时数据传输到数据库，作为打造日常“主动体育”模式下的参考。信息化教学所带来的直观性也是优势于传统教育的。对于迅速且复杂的运动技术可以在信息化教学下进行拆解，可供教师作为重点内容进行教学，学生也能在其中反复揣摩，对技术动作达到正确理解。在理论学习上对于处于运动损伤期间或无法参与体育运动的同学，可以通过信息化平台观看了解技术动作要领，学习竞技体育的技战术理论或是相关体育裁判理论知识，获取体育资讯的需求，以提供专业体育教学知识和学习方式。