STEAM教育理念下基于SECI模型提升TPACK的路径探析

谯盈盈

（重庆师范大学，重庆 410331）

STEAM 教育可以打破学科界限，融合学科知识，主要目的是提高学生综合素养，其核心特征主要体现在跨学科融合、基于真实情境的问题解决与新技术赋能三个方面［1］。无论教育如何改革，我们的最终目标都是以学生为中心，重点指向学生知识建构与综合素质的提升。STEAM 教育理念始终秉持这一目标进行教与学的各项活动，以学生为中心，协助学生进行知识建构与素质提升。并且，STAEM 教育理念呈现出新的核心特征有跨学科性、情境性、实证性、艺术性、趣味性、协作性、设计性和技术增强性等，为职前教师、在职教师TPACK 的培养提升提供了优越条件，因此如何快速有效提升师范生TPACK 成为当前一个重要议题。

一、基于SECI模型提升师范生TPACK的初步探究

（一）TPACK

TPACK 是一种整合技术的学科内容知识，它是由三种基本要素TK（技术知识）、PK（教学法知识）、CK（学科内容知识），四个复合要素TPK（整合技术的教学法知识）、TCK（整合技术的学科内容知识）、PCK（学科教学知识）、TPACK（整合技术的学科教学知识）以及Context（境脉）因素组成的知识框架。由于TPACK 知识是劣构的知识，涉及许多条件、因素和相互作用，因此，在教师学习、掌握和使用TPACK 时往往受到社会、文化和心理学等外围因素的协同影响，这些外围因素组成了TPACK 结构中的境脉。TPACK 作为教师面向教育信息化需求的复合型知识，这些要素总结了教师在教学过程应该具备的知识和能力，对职前教师教学能力的培养与在职教师教学能力不足的改正与提升都起到重要作用。

教师TPACK 知识结构的发展应万变不离其宗，从三个核心要素的角度去审视其发展：一是从TK 来看，教师的TPACK 框架需要随着智能技术的更迭进行更新，从而实现整合技术的智能教学这一实用和创新的目标，迎接教育信息化3.0 时代的到来。二是从CK 来看，教师应该适应不断动态变化且复杂多维的教学情境，必须掌握跨学科融合，削弱学科之间的壁垒，实现不同学科之间的相互统整，利用跨学科知识丰富并共享学生最需要的相关教学资源。三是从PK 来看，以测量的维度来促进教师教育专业发展，需要一定的跨学科素养，来制定更科学的实施策略［2］。

（二）知识创造SECI 模型的基本内涵

1995 年，日本著名学者野中郁次郎和竹内弘高提出了SECI 模型。该模型已成为知识创造和传递理论的基石。他们提出了知识类型可以组合和转换的四种方式，展示了知识从社会化到外部化到组合化再到最后的内部化的过程中，是如何共享和创新的。SECI 知识创造螺旋模型中，以显性知识和隐性知识为基础。知识是伴随着学者的实践、协作、互动、学习而不断转化和创新的，是一个连续的、动态的过程。

自该模型提出以来，国内外研究者将该模型运用到不同领域、不同人群、不同知识上，证明了该模型是具有科学性以及指导知识建构的可实践性。TPACK 作为一种是综合的、动态平衡的、结构不良的知识，更是随着时代不断更新发展扩充的综合知识，我们应抓住CK、TK、PK 三个核心知识再聚焦在知识的转化与整合，面对教学变革，也能灵活运用TPACK 去解决教学问题。在STEAM 教育新范式下，结合STEAM 教育理念提供的优良环境结合SECI 模型，可用于职前教师与在职教师TPACK 的培养和提升。

二、STEAM教育理念与TPACK发展的契合性

（一）STEAM 教育理念的跨学科融合延伸PCK知识观，深化整合

STEAM 教育理念的跨学科视角下，跨学科认知打破了传统TPACK 因学科与学科之间的壁垒而导致的教学知识、技术知识、教学法知识交互的局限性，可以对不同主题内容进行凝练与整合，帮助学生形成综合性的知识结构体系，构建一种动态的知识观，也提升了学生的综合素质。这种跨学科融合实现了学科之间的相互整合，学科与学科发挥各自优势补齐短板，形成一股教育合力，并利用跨学科认知与信息技术的交互进行动态设计，帮助学生沉浸式地投入学习过程中，丰富了学生的学习资源，赋予学生跨学科视野，并提升学生的思维能力。TPACK 需要STEAM 教育理念带来的多层次、动态的学习环境以及整合能力，STEAM 教育强调跨学科融合的特点能帮助教师提高TPACK 能力，跨学科认知方式帮助教师理解技术、内容和教法三种知识要素之间的交互关系并提供了全新的视角，丰富扩展了TPACK 的内涵。

（二）STEAM 教育的技术赋能与TCK 强调技术的特性契合

现代教育信息化的重大转型依托于新技术赋能，旨在于新，这也是适应新时代环境下教学变革和课程发展趋势的必然选择，从根本上推动教与学的方式、教育学的方法、教学组织形态等重大转型。在科技赋能下的新时代将通过深入研究学生在更高认知水平层面上的心智行为以及感知水平，促进学生高阶思维的提升，从而推动隐性课程目标的有效实现［3］。近年来，大量研究者尝试把技术和教学紧密结合来推动教育教学的发展完善。TPACK 理论就是通过信息技术与教学紧密结合的经典例子，是教师运用信息技术开展有效教学所必须掌握的知识，强调了信息技术在教师知识结构中的重要作用。STEAM 教育中的基于项目式学习以及问题解决必须也依托技术才能进行。技术是STEAM 教育的重要组成部分，强调技术知识的学习，以及如何获得与使用技术，TPACK 与STEAM 教育对技术的强调也再次说明了技术是新时代教师必须掌握的重要知识［4］。

（三）STEAM 教育空间的设计需要TPK 的实施

STEAM 教育是基于项目与问题的教学过程，这一教学过程需要对整个教学流程进行设计，创设能够支持教师主导与学生主体的教学环境，将智能技术与教学进行深度整合，创建开放、共享、创造为一体的综合性教育场域。教师的TPK 是指教师掌握如何通过选择合适的智能技术改变教与学。教师依据学生的认知特点和学习风格设计整合智能技术的教学知识采用合适的教学策略和教学设计，通过智能的综合性教育场域下支持学生为主体、教师为主导形成高质量的交互、共同协作和共享等方式一起完成学习目标。

（四）真实问题解决的境脉设计给TPACK 提供良好发展的环境

真实问题的解决强调在基于现实情景问题的探究与解决，这一过程强调学生的实践能力与创新能力。通过创设具有实践性和创新性的真实问题情景，能够提高学生对社会性实践活动的参与积极性，让学生在知识理解、迁移的过程中获得问题解决的能力。在TPACK 的以往研究中，境脉因素占有一定的影响因素。关于境脉给出的定义是对事物蕴含情境的整体把握，是通过建立内部因素如师生原有的认知结构、经验水平、动机等和外部因素如教育发生的环境、展开的教学内容等之间的交互而进行的有意义学习。而STEAM 教育中对真实场景的强调可以为TPACK 境脉因素提供良好的可操作性场域和生活化场景。

三、STEAM理念下基于SECI模型提升师范生TPACK的路径分析

（一）基于跨学科理念设计学科教学知识，实现TPACK 的社会化

不同个体组织之间隐性知识向显性知识的交互、共享实现知识的社会化，是一种潜移默化的过程，其关键在于观察、模仿和实践。STEAM 教育理念下的跨学科性，可以组织学生进行个性化学习，打破学科之间的滞碍，多个学科交叉渗透而进行深度融合，以学生为主体进行知识建构与传播。对比传统教育的学科教育，就知识层面来看，跨学科的知识含量优于单科学习，扩宽学生的知识面；跨学科性给教师和学生更宏观的视野去看待问题，能从一个大概念来进行知识、概念和事实的理解，进行属于自身的知识的建构。跨学科性超越单科教学单一性，给了教学者与学生更多的思考价值。PCK的重点在于教师通过各种教学策略从不同教学维度进行教学内容的传递，教师应考虑到不同知识、概念、事实和重视学生的前概念。职前教师在如模仿、观察、实践等已经获得了关于技术、学科内容、教学法的知识储备，但是还只是分散的知识结构，教师通过一定的教学实践活动让职前教师在原本分散的知识基础上形成能够意识到如何调动这种隐性知识将这些分散的知识结构形成TPACK 观点，又能够将信息技术、教学内容教学法有机地整合起来的积极态度，教师可通过以下几种方式来进行教学知识的社会化：其一，利用智能技术，设计标准化课程，让学生在标准的课程中观察、模仿教师的教学知识、教学风格，培养其独立思考的能力，使学生通过观察、模仿获得隐性知识。其二，教师应依据学生的认知风格进行制定教学策略，摒弃探究教学中教师占主导地位而学生按部就班探究的教学方式转化为基于创新、设计的项目导向的STEAM 教学法，学生通过自己实践设计成品学习经验的过程来构建知识，进而进行问题解决，在自主探究的过程中提升自身的创新能力和跨学科素养。

（二）依托智能技术设计整合技术的学科知识，实现TPACK 的外在化

将一个人的想法、技巧等隐性知识转化为集体的显性知识通过概念和语言清晰外部明示实现外在化，其转化手法有隐喻、类比、概念和模型等［5］。在STEAM教育中，新技术赋能可以帮助教师创设一定的教育场景，实现TPACK 的外在化。教师依托技术确保教学主题和指导实践的连贯性和一致性，来为学生提供有意义的教学活动。新时代的教学课堂不再满足传统的文字、图片等教育器材和技术，而是依靠新型智能技术实现智能化课堂。而整合智能技术学科知识关键是在于教师必须了解熟练掌握智能技术和教学主题内容交互的方式以及了解什么样的教学主题内容适合什么样的智能技术来呈现，智能技术又怎样支配教育主题内容的教学，达到最优适配，教师运用智能技术来实现教学知识的外在化。实现方式有：一是自然语言处理技术。该技术可以通过对学生的音频、视觉图像以及情景情况等，利用自然语言技术来解答学生遇到的疑难点，并提出最优化的建议为学生提供动态性帮助。二是增强现实技术。它能帮助学生以一种多维的方式来感知科学现象，现实增强技术将抽象问题具体化，帮助学生深刻理解科学知识，激发其学习兴趣。三是机器学习。即对计算机部分数据进行学习，然后对另外一些数据进行预测与判断。这有利于帮助教师根据学生的学习风格与学习认知等特点选择最合适的教学方式以达到精准的个性化推送。

（三）结合STEAM 教育空间设计整合技术的教学知识，实现TPACK 的组合化

将显性知识依托各种媒介产生的语言或数字符号，并将各种显性知识、概念组合化和系统化再进行汇总组合实现知识的组合化［6］。STEAM 教育理念指导的是基于项目与问题的教学过程，将智能技术与教学进行深度整合，创建开放、共享、创造为一体的综合性教育场域。教师整合技术的教学知识TPK 是指教师掌握如何通过选择合适的智能技术改变教与学。教师依据学生的认知特点和学习风格设计整合智能技术的教学知识采用合适的教学策略和教学设计，通过智能的综合性教育场域下支持学生为主体、教师为主导形成高质量的交互、共同协作和共享等方式一起完成学习目标。在这一过程中，实现TPACK 组合化、体系化。

（四）通过教育境脉设计整合学科教学知识，实现TPACK 的内在化

将显性知识形象化和具体化的内部升华的过程是通过 “汇总组合” 产生新的显性知识被群众吸收、消化，并升华成他们自己的隐性知识［7］。典型的过程就是边学边干，即 “干中学” 。教师应抓住这个阶段的关键就是如何促进显性知识的消化，从而推动显性知识的内化吸收。通过对教育环境的情景化设计符合影响TPACK 的境脉设计，实现知识的内在化。学生在探索学习的过程中，因为对教学场景的熟悉所以更能提高其学习投入和沉浸性，能使其更好地理解与吸收教学内容。传统教育情境的学习已经跟不上教育新时代的发展，需要利用智能技术构建个更加智能的境脉环境，教师会利用智能技术和一定合适的教学策略设计智能教育境脉，有助于学生与同伴进行知识的构建从而得到知识。这就要求教师需要具备一定的TPACK 素养来面对智能教育境脉所表现出来的不确定性。教师利用与STEAM 教育接轨的整合技术的学科教学知识设计的智能教育境脉，可以让学生在做中学，在与同伴的集思广益、头脑风暴中为其知识内在化提供智能场景。学生学习新知识、升华旧知识，TPACK 得到动态发展。

四、结语

教师TPACK 从提出就被国内外教育学专家学者进行了探索、应用实践，STEAM 教育热潮的来临势必带来一场教育变革，也给提升教师TPACK、促进教师专业发展提供了新的视野。笔者基于知识创造的视角从STEAM 教育下的跨学科理念、技术赋能、教育空间的设计以及基于问题的境脉设计这四个要点去设计TPACK 的四个复合要素知识，对TPACK 的提升进行探析，为教师运用、发展自己的整合技术的学科教学知识的相关行为提供可行性参考。