信息化2.0视域下高中生物学教师的TPACK水平调查与分析

韩雪丰

(扬州市第一中学，江苏扬州，225000)

一、问题提出

进入21世纪以来，随着科技的蓬勃发展，信息化技术已经成为教师教学的重要手段。2019年，教育部发布《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》指出信息技术应用能力是新时代高素质教师的核心素养，全国中小学教师应着力提升信息技术应用能力。[1]这意味着是否将教育技术与信息融入课堂教学，已经成为评价教师是否具备专业素质能力的标准之一。

基于信息技术与教师教学日益凸显的紧密联系，早在2005年执教于美国密歇根州立大学的学者Mishra 和Koehler就提出了TPACK这一理论框架。TPACK(Technological Pedagogical and Content Knowledge)是指整合技术的学科教学知识框架，是在Shulman 提出的学科教学知识(PCK)的基础上加入了信息化知识(TP)发展而来的。[2]TPACK内容包括三个基本要素与四个复合要素，三个基本要素分别为学科知识(CK)、教学法知识(PK)以及技术知识(TK)，它们是构成此框架的基石，而四个复合要素则是基本要素之间的排列组合，即学科教学知识(PCK)、技术内容知识(TCK)、技术教学知识(TPK)、整合技术的学科教学知识(TPACK)。[3]关于TPACK的测量工具，Archambault开发了TPACK测量量表[4]，最初为内达华在线教师设计，后经过修订，用于2009年美国K-12在线远程教师TPACK调查，信度良好。TPACK 框架直观地展示了信息化时代对教师的知识结构与教育教学能力提出的新要求，有助于了解教师信息化教学的现况，发现问题，进而解决问题，更好地促进学校信息化教学的发展与教师信息化教学能力的提升。

近年来，国内有关学者对TPACK研究多集中于理论框架研究与具体到某个学科的实证研究，如于勇等人对TPACK的理论现状进行了分析[5]，陈萌将TPACK理论框架构建模型用于高中化学教学[6]，戴锡莹等人将TPACK理论与数学结合构建了整合技术的数学教学知识框架[7]；教师TPACK水平的研究对象更多指向职前教师，如覃彩连等人针对师范生进行TPACK现状调查[8]，王佣对学前教育师范生进行了TPACK水平现状调查[9]，而对在职教师研究较少。生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。[10]随着科学技术的蓬勃发展，生物学在整个教育中的地位日益凸显，将信息化技术融入生物学课堂，是高中生物学教师必备的能力与素养。本研究通过对155名高中生物学教师展开TPACK水平调查，发现其存在的相关问题并提出相关建议，旨在为高中生物学信息化教学的更好发展提供有力参考。

二、研究设计

(一)研究工具

本研究采用自编高中生物学教师TPACK水平调查问卷，问卷编制以美国K-12在线教师TPACK调查量表为蓝本，并进行本土化表述，同时加入了高中生物学相关内容，如能运用多样化的教学方法进一步提升对生物学科的理解，熟悉生物学科的核心素养理念，能通过科学思维看待问题等。问卷共分为两部分：第一部分为调查对象的人口学信息，包含性别、教龄、职称与学历四个方面；第二部分为TPACK水平问卷，其下分为七个维度。每个维度下涵盖四个题目，共计28题，均为Likert五点量表题，1表示“非常不符合”……5表示“非常符合”，积分越高说明被测对象此维度或整体TPACK水平越高。经SPSS 22.0检验，该问卷在本研究的信度系数均大于0.7，效度系数均大于0.7，且达到显著水平，表明该测量工具在本研究中具有较高的可靠性与有效性，具体数值如表1所示。

表1 问卷各维度的信度系数与效度系数

(二)样本介绍

采用随机抽样的方法，运用问卷星软件对高中生物学教师进行了调查，回收问卷160份，剔除无效问卷5份，获得有效问卷155份，问卷有效率为96.87%。有效样本中男性66人，女性89人；教龄在1—5年的有57人，6—10年的51人，11—15年的19人，15年以上的28人；本科学历的120人，研究生学历的有35人；中教二级教师有30人，一级教师有54人，高级教师有28人，其余43人未评职称。

(三)数据收集与整理

问卷采用无记名填写。回收后运用SPSS 22.0软件进行数据的统计分析，主要对高中生物学教师TPACK总体水平以及各维度水平进行描述性统计分析；针对被测对象的人口学背景性别、学历采用独立样本t检验，对教龄、职称进行单因素方差分析，完成相应推断性统计分析。

三、研究结果与分析

(一)高中生物学教师TPACK整体水平

为观测高中生物学教师的TPACK整体水平，运用SPSS 22.0将155名调查对象TPACK七个维度的极大值、极小值、均值与标准差作了描述性统计，结果如表2所示。

从表2可以看出，高中生物学教师的TPACK整体处于较高水平，均值为115.41。在七个维度中，TK的得分均值最低，仅有15.87，说明教师的技术知识较为欠缺；PCK的得分均值最高，为16.72，表明教师的学科教学知识处于较高水平。值得注意的是，排在前三位的维度中，与教学法有关的PCK、TPK，列于第一、三位，但是TPACK的水平却排在第五位，说明教师目前缺少将技术手段整合到学科教学中的能力，或者说这种能力还有待大幅度提高。

表2 高中生物学教师TPACK水平(由高到低排列)

(二)不同人口学背景下高中生物学教师TPACK水平差异分析

1.性别差异分析

为观测性别对高中生物学教师TPACK水平的影响，以性别为自变量，TPACK各维度及整体作为因变量，运用SPSS 22.0进行独立t检验，结果如表3所示。

由表3可知，不同性别的生物学教师的TPACK水平存在显著性差异。关于TPACK的各个维度，男、女教师在PCK、TCK、TPK方面均存在显著性差异，且男教师的得分均值均高于女教师。出现这样的结果或许与男、女教师对信息技术的应对态度有着很大关系，有关研究表明，男教师对于信息技术教学的价值认同感、应用的意愿及在应用的频次上都显著高于女教师[11]，因此，男教师将技术知识应用到学科教学中的能力要显著高于女教师。

表3 不同性别高中生物学教师TPACK的差异性统计

2.教龄差异分析

为观测教龄对高中生物学教师TPACK水平的影响，分别以TPACK各维度为横坐标，均值为纵坐标，运用EXCEL绘制曲线图，如图1所示；运用SPSS 22.0进行单因素方差分析教龄对高中生物学教师TPACK水平的影响，结果如表4所示。

图1 不同教龄高中生物学教师TPACK均值水平

从图1可以看出，从教10年内教师的TPACK水平高于教龄10年以上的教师。具体来看，对于TK、CK、PK而言，从教1—5年教师得分均值高于教龄6—10年的教师，其他维度相反，这说明虽然新教师的TK、CK、PK较高，但将几者融合并灵活应用的能力较低，而教龄时间的短暂增加，使教师能更好地将信息技术与学科、教学知识相互交融。对有10年以上教龄的教师而言，TPACK整体处于较低水平，也从侧面说明长时间的教育教学工作已使教师进入了职业倦怠期，并且10年以上甚至15年以上的教师已步入了青年向中年的过渡阶段，或已经步入了中年，面对家庭、社会以及自己事业方面的压力已经十分沉重，容易感到身心疲惫[12]，故而对信息化教学能力的提升处于较弱水平。

由表4可知，不同教龄的高中生物学教师的TPACK水平存在显著差异。从各维度分析，不同教龄的教师在CK、PK、PCK、TCK四个维度间不存在差异，在TK、TPK间存在差异，经事后比较分析(LSD)可知，1—5年、6—10年教龄教师的技术知识、技术教学知识高于有15年以上教龄的教师。

表4 教龄对高中生物学教师TPACK的差异性统计

3.学历差异分析

为观测学历对高中生物学教师TPACK水平的影响，以学历为自变量，TPACK各维度及整体作为因变量，运用SPSS 22.0进行独立t检验，结果如表5所示。

从表5的数据可知，不同学历高中生物学教师的TPACK水平不存在差异。从各维度来看，高中生物学教师在PK维度存在差异性。从均值来看，除PCK维度，研究生学历教师的得分均值均高于本科学历教师，差值区间在0.11—0.88。这一结果也说明研究生阶段的教育更注重教育信息技术、学科知识以及教学方法与策略的培养，学历的提升对高中生物学教师的专业发展具有重要意义。

4.职称差异分析

为观测职称对高中生物学教师TPACK水平的影响，分别以TPACK各维度为横坐标，均值为纵坐标，运用EXCEL绘制曲线图，如图2所示；以职称为自变量，TPACK各维度及整体作为因变量，运用SPSS 22.0进行独立t检验，结果如表6所示。

从图2可以看出，副高级生物学教师的TPACK要略低于其他教师。这可能与副高级教师的教学热情有关， 长期反复的教学工作使他们对将信息技术带入课堂失去了兴趣与动力。而在其他教师中，关于TK，中教二级教师均值最高；关于CK，初聘未评教师均值最高；关于PK、PCK、TCK、TPK，不同职称教师得分均值从高到低依次为初聘未评>中教一级>中教二级。究其原因可能与教师的年龄、学历有较大关系，初聘未评的教师一般为新进教师，教龄一般不高于3—5年，且大部分为研究生学历，对信息技术的学习以及应用较得心应手，学习热情也较高。

表5 学历对于高中生物学教师TPACK的差异性统计

图2 不同职称高中生物学教师TPACK均值水平

由表6可知，不同职称高中生物学教师的TPACK水平不存在差异。从各维度来看，在TK、CK、PCK、TPK方面存在差异，其他无差异。具体来看，对TK、CK而言，经事后比较分析(LSD)可知副高级教师低于其他教师；对PCK、TPK而言，发现副高级教师低于初聘未评与中教一级教师。

表6 职称对高中生物学教师TPACK的差异性统计

四、研究结论与建议

(一)研究结论

第一，高中生物学教师的TPACK整体处于较高水平，均值为115.41。七个维度中TK得分最低，PCK得分最高。

第二，不同性别高中生物学教师的PCK、TCK、TPK、TPACK存在显著差异。男教师的得分均值均高于女教师。

第三，不同教龄高中生物学教师的TK、TPK、TPACK存在显著差异。关于得分均值，从教1—5年教师>6—10年教师>11—15年教师>15年以上教师。

第四，不同学历高中生物学教师的PK维度存在差异性。除PK维度外，研究生学历教师的得分均值略高于本科学历教师。

第五，不同职称的高中生物学教师的TK、CK、PCK、TPK、TPACK存在差异性，具体表现为副高级教师低于其他教师。副高级教师的TPACK均值水平要略低于其他教师。

(二)建议

第一，教师要树立终身学习理念，在工作中不断学习，促进个人专业发展。研究发现，高中生物学教师的TPACK整体水平较高，但TK、CK处于较低水平，说明教师的技术知识、学科知识欠缺，进而导致整合技术的学科教学无法顺利开展。随着科技的进步与信息时代的更迭，生物学科发展迅猛，已经成长为热点学科。教师应摒弃“一朝受教，终身受用”的旧有观念，树立终身学习理念，提高自身教育教学专业知识储备，加快信息技术学习脚步，了解不同技术的特点与作用，使信息技术与教学法、学科内容有效整合，以促进教育教学工作与个人专业发展。[13]

第二，学校应加大教育培训力度，根据教师特点有针对性地进行分组培训，构建教师合作学习共同体。研究发现，不同性别、教龄、学历以及职称等教师的信息化教学水平不同，有必要针对不同层次的教师开展分批次培训。例如，对女教师要加强TK方面的培训，对男教师要加强CK方面的培训，且培训时可以男女一组，促进教师相互学习；对11年以上教龄的教师着重开展TK培训，培训分组时可以将青年教师与老教师分为一组，提高学习热情；另外，分组时还可以根据学历、职称的不同进行异质分组，教师之间互动交流，取长补短，共同进步。

第三，学校需优化信息化教育环境，创造信息化教育平台，促进教师信息化教学不断发展。一个好的教育环境才能促进教师更好发展。目前学校提供的信息化教学设备大部分为电子白板、希沃助手、投影仪等。这些信息化设备已无法满足现行的教学发展要求。学校应加大信息化力度，及时优化教学环境，教师也应自身整合信息化教学资源，例如，学生电子书包、微课资源、学习通、雨课堂教学等，共同促进信息化教学的蓬勃发展。