基于整合技术的学科教学知识研究

刘锋 廉洁

收稿日期：2023-05-07

基金项目：陕西省教育科学“十四五”规划课题（SGH21Y0241）；陕西省高等教育学会课题（XGH21229）

作者简介：刘锋，男，陕西镇安人，硕士，副教授

doi：10.13440/j.slxy.1674-0033.2023.05.010

摘 要：教师信息化能力已经成为影响我国教育现代化的重要因素之一。运用基于整合技术的学科教学知识（TPACK）模型，在陕西省46所高校的师范生中开展问卷调查，考察陕西省高校师范生整合技术的学科教学知识现状及其影响因素。研究发现，陕西省高校师范生TPACK水平中等偏上。TPACK各组成部分的平均值按降序排列依次为TCK

关键词：高校师范生；TPACK；教学能力

中图分类号：G642   文献标识码：A文章编号：1674-0033（2023）05-0067-10

引用格式：刘锋，廉洁.基于整合技术的学科教学知识研究[J].商洛学院学报，2023，37（5）：67-76.

A Study of Discipline Teaching Based on

Integrated Technology

LIU Feng， LIAN Jie

（School of Humanities， Shangluo University， Shangluo  726000， Shaanxi）

Abstract： Teacher's digital literacy has become one of the important factors influencing the modernization of education in China. Based on the Technological Pedagogical Content Knowledge （TPACK） model， this study conducted a questionnaire survey among pre-service teachers from 46 universities in Shaanxi Province. The study aimed to examine the level of TPACK among pre-service teachers in Shaanxi Province's universities and its influencing factors. The research findings indicate that the TPACK level of pre-service teachers in Shaanxi Province's universities is above average. The average values of each component of TPACK， in descending order， are as follows： TCK < PK < PCK < TPACK < TK < TPK < CK. The correlation analysis revealed a significant positive correlation among the seven elements of TPACK. Multiple regression analysis showed that TPK had the most significant impact on TPACK， followed by TCK， CK， TK， PK， and PCK. Based on this， we have further proposed the relevant strategies for improving the knowledge of teachers' integration technology.

Key words： college teachers; TPACK; teaching ability

2019年2月，中共中央、國务院印发了《中国教育现代化2035》，明确指出要加快信息化时代教育变革，利用现代技术加快推动人才培养模式改革，建设高素质专业化创新型教师队伍，健全以师范院校为主体、高水平非师范院校参与、优质中小学（幼儿园）为实践基地的开放、协同、联动的中国特色教师教育体系。作为教育现代化的重要建设者，师范生的信息化学科教学水平将是培养高素质教师队伍的关键因素之一。由此可见，信息技术与学科教学相融合的重要性。在信息化学科教学的研究中，整合技术的学科教学知识（TPACK）理论日益受到广泛关注。国内TPACK的研究始于对TPACK框架、发展路径、测量方法和工具的介绍，经过十多年的发展，现已成为信息技术与教育教学相融合领域的热点[1]。国内学者对TPACK的相关研究以2015年为分水岭，2014年以前与TPACK相关的研究还较少，2015年开始不断增加。国内学者主要围绕TPACK的基础理论研究（徐鹏[2]、张丽伟[3]等）、水平评估研究（王丽珍[4]、吴芳[5]等）、应用研究（詹艺[6]、董艳[7]等）、发展研究（赵磊磊[8]、李文[9]等），以及测量研究（卜娟娟[10]、刘潜[11]等）等多方面进行了研究。研究对象包含了师范生、中小学教师和高校教师（王琦[12]、魏志慧[13]等），涉及外语、数学、物理等多个学科[14]，但当前的研究多集中于理论推介，针对TPACK现状的调查较少，且所调查的地区和群体范围有限。本研究以整合技术的学科教学知识（TPACK）为理论框架，探索了信息化时代陕西省高校师范生现代化教学能力的状况及影响因素，以期为高校师范生现代化教学能力的发展提供借鉴。

一、相关理论

整合技术的学科教学知识（TPACK），是美国学者科勒（Koehler）和米什拉（Mishra）于2005年在舒尔曼（Shulman）的学科教学知识（PCK）模型的基础上所提出[15]。从TPACK韦恩示意图可以直观地看到TPACK框架包含学科知识（CK）、教学知识（PK）、技术知识（TK）三个核心成分，以及学科教学知识（PCK）、整合技术的学科内容知识（TCK）、整合技术的教学法知识（TPK）和整合技术的学科教学知识（TPACK）这四个由上述核心成分交叉动态融合后形成的复合成分，这七个构面共同形成了完整的TPACK框架，如图1[15]所示。

技术知识（TK）是指一切与技术相关的知识，包括教师学习新技术的能力，以及在实践中使用特定技术所需的实际技能等；内容知识（CK）是所教授的学科知识；教育学知识（PK）是一切关于教学法的知识；学科教学知识（PCK）是教师必须拥有的所教学科的具体知识：事实、概念、规律、原理等，以及拥有的将学科知识转化成易于学生理解的表征形式的知识；整合技术的学科知识（TCK）是技术与学科内容相互作用的知识，包括将各种技术应用到学科内容上的知识；整合技术的教学知识（TPK）是应用适当的技术工具来完成教学策略的知识；整合技术的学科教学知识（TPACK）是通过教学方法将技术应用于学科内容教学的知识，是对PCK、TCK和TPK三个综合要素的重新整合。

二、研究方法与数据来源

（一）样本选择与数据收集

本研究的数据于2023年1月至2023年2月收集，因大学三年级和四年级的在校师范生已经接受了一定的系统性训练，具备了一定的知识基础，所以调研抽样对象为陕西省高校三年级与四年级的师范生，研究采用分层随机抽样的方式从一本、二本和三本院校中分别抽取样本开展问卷调查。发放问卷247份，回收有效问卷239份，有效回收率为96.7%。受访者中男性占17.73%，女性占82.27%，一本大学学生52名，二本大学学生113名，三本大学学生74名。

（二）研究方法

本研究的问卷包含两个部分，第一部分用于调查受访者的人口统计学信息，第二部分是用于测量陕西省高校师范生TPACK水平的“师范生整合技术的学科教学知识量表”。本研究使用的“师范生整合技术的学科教学知识量表”参考Schmidt[16]开发的量表，鉴于研究的实际需要，对其进行了修订。首先，采取反向翻译法，邀请三位教育技术专家和一位英语教学专家将原始问卷从英文翻译成中文并对问卷进行了修订，以更好地与中国的教育环境相一致。随后邀请另外三位教育技术专家和一位英语教学专家将中文版本重新翻译回英文，之后六位研究人员进行讨论，以解决翻译过程中存在的问题，并对中文版本进行二次修订。其次，进行访谈调查，邀请三位教育专家及五位师范生协助设计和编写，依据教育专家和师范生反馈的结果，再次对问卷进行修订，以满足研究需要。最终，形成了由41个题项组成的初始问卷，所有的项目均采用李克特量表格式，以5分制评分（1=非常不同意，2=不同意，3=一般，4=同意，5=非常同意）。

三、结果与分析

（一）陕西省高校师范生TPACK各维度的信度与效度检验

在进行信度和效度检验之前，对题项进行因子分析，所得KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）和Bartlett检验结果（KMO=0.952，χ2=9 097.552，P<0.000 1）表明数据满足因子分析的条件。利用SPSS 28.0对量表进行探索性因子分析，采用主成分分析法对因子进行提取。因子负荷矩阵使用“极大方差法”（Varimax）进行正交旋转求出，项目的选取标准为因子负荷量不小于0.5，因子的提取标准为因子特征值大于1。在删除因子负荷量小于0.5的两项后，探索性因子分析结果显示有7个因子的特征值大于1，累积解释变异量为70.18%，说明可以提取7个构面。

采用Cronbach's α系数和组合信度（CR）对问卷进行信度检验。问卷的内部一致性信度使用SPSS 28.0 计算Cronbach's α系数来确定，α 值越大，表明数据的信度越高，CK、PK、PCK、TCK、TPK的α值均在 0.9 以上，表明量表具有很好的信度；TPK和TPCK的α值超过0.8，表明具有良好的信度。CR值均大于0.7，组合信度通过检验。采用因子载荷和平均方差萃取量（AVE）对问卷进行效度检验，因子载荷大于0.5且方差萃取值（AVE）大于0.5，表明量表具有较好的效度。信度和效度测度指标结果见表1。

运用AMOS进行验证性因子分析（CFA）。CFA是评估因子与相应测量项间的一致性，并评估预设的因子模型与实际数据的拟合程度，图2中呈现了模型路径图及标准化估计值。

模型整体拟合度指标检验表明模型的拟合度良好，再次证实了量表的效度，见表2。

（二）陕西省高校师范生TPACK各维度的描述性统计与相关性分析

陕西省高校师范生TPACK量表整体平均值处于3.696～3.895，属中等偏上水平，各维度平均值从低到高的排序依次为TCK

在性别层面，陕西省高校师范生的TK和PCK维度存在显著差异（P<0.05），男性的TK分值明显高于女性，而女性的PCK分值高于男性（见表4）。

在学校类别层面，TK、TCK、PCK和TPACK维度上存在显著差异（P<0.05）（見表5）。具体而言，学校层次较高的师范生在TC、TCK、PCK和TPACK上得分显著较高。

陕西省高校师范生TPACK与PK、CK、TK、PCK、TPK、TCK之间的相关系数值分别为0.875，0.916，0.919，0.896，0.944，0.871。陕西省高校师范生的TPACK与PK、PCK、TCK之间存在高度相关性，与CK、TK、TPK之间存在极高相关性（见表6）。将陕西省高校师范生TPACK各个维度之间的相关系数值按照从低到高排序，依次为TCK

（三）陕西省高校师范生TPACK各维度的回归分析

为进一步探究陕西省高校师范生TPACK的各个要素对整体发展的影响。将TPACK作为因变量，PK、CK、TK、PCK、TPK、TCK作为自变量，构建回归模型，回归分析结果如表7所示。采用方差膨胀因子（VIF）检验模型的多重共线性，所有回归模型中，最大VIF值为6.335<10，说明潜在的多重共线性不会影响回归结果。回归模型具有统计学意义（F=62.1，P<0.01），因变量TPACK变异的99.7% 可由自变量PK、CK、TK、PCK、TPK、TCK来解释（R2= 0.997）。PK、CK、TK、PCK、TPK、TCK均进入回归方程，模型公式为TPACK=0.150+0.153×PK+0.158×CK+0.158×TK+0.148×PCK+0.202×TPK+0.178×TCK。各自变量的标准化系数值（β 值）显示TPK水平对TPACK的发展具有最显著的影响，其次是TCK、CK、TK、PK和PCK。

四、讨论与结论

本文基于陕西省46所高校的239份数据，以TPACK理论为基础，对陕西省高校师范生整合技术的学科教学知识水平的现状进行调查与分析，结果表明：当前陕西省高校师范生整合技术的学科教学知识水平中等偏上，此研究结果与王亚南等[17]的调研究结果相符，说明陕西省高校积极响应《教育信息化2.0行动计划》和《教育信息化“十三五”规划》等政策，开展信息化教学，高校师范生的信息技术与教育教学的整合水平有了一定提高。各维度平均值从低到高的排序依次为TCK

从人口学变量来看，陕西省高校师范生的TK和PCK存在显著差异（P<0.05），男性的TK分值明显高于女性，而女性的PCK分值高于男性。虽然大量研究证实了不同性别在TK上差异非常显著（朱敏[20]，张廷艳[18]），但暂无研究表明其它维度具有性别上的差异。从学校类别来看，学校层次较高的师范生在TC、TCK、PCK和TPACK上得分显著较高，这与常亚慧等[21]的研究结果部分吻合，证实了师范生TPACK水平在不同院校中存在着显著差异。

本研究经相关分析显示，陕西省高校师范生的TPACK与PK、PCK、TCK之间存在高度相关性，与CK、TK、TPK之间存在极高相关性。将陕西省高校师范生TPACK各个维度之间的相关系数值按照从低到高排序，依次为TCK

本研究经多元回归分析显示，TPK对TPACK的发展具有最显著的影响，此研究结果与陆霞[22]的研究结果相一致。同时，本研究显示，TPK、TCK和PCK对TPACK的发展具有显著性影响，表明综合知识对TPACK的发展有很大的贡献。

五、提升策略

近年来，我国高校师范生整合技术的学科教学水平整体有所提升，但与“教育现代化”的目标仍有较大距离。为提高师范生信息化能力，基于研究结果，提出以下提升策略。

（一）同伴互助，建立学习共同体

通过考察人口学变量的差异，研究发现男性师范生的TK（信息技术知识）值高于女性，而女性的PCK（学科教学知识）值高于男性。因此，应注意男女生在信息技术知识与学科教学知识上的差异，建议通过开展男女生合作学习小组、工作坊等形式，建立同伴互助的学习共同体模式。鼓励女生在学习共同体中侧重信息技术的实践，克服对技术的畏惧心理，有针对性地选择适合自己的信息教学技术以弥补与男生在技术知识水平上的差距。研究发现，学科教学知识对 TPACK 的预测效应较大，学科教学知识与 TPACK 的相关性较强，针对男生学科教学知识总体低于女生的现象，鼓励男生通过学习共同体，关注学科教学知识的培养，扩大阅读量，积极获取多方面的学科教学知识。

（二）加强交流合作，优势互补共同发展

研究表明，不同层次学校的师范生的TPACK水平存在顯著性差异，一本学校总体高于二本、三本学校，为整体提升陕西省高校师范生的总体信息化教学能力，应统筹规划，重点扶持信息化教学水平较落后的学校，通过长期稳定的政策支持，升级改善信息化教学软硬件设施，为促进师范生信息化教学能力提升提供坚实保障。同时加强学校之间的合作交流，利用不同的视角，共同克服教育环境所带来的限制，弥合不同层次的大学之间的差距，信息化教学水平层次高的学校应发挥示范引领作用，共享优质信息化教学资源，而信息化教学水平层次低的学校应向高水平学校学习，全方位提升信息化教学能力，激发共同目标感，提升陕西省高校师范生的TPACK能力，培育更具凝聚力和活力的教育格局。

（三）以TPK为突破口，促进TPACK水平的提高

相关分析发现，TPK（整合技术的教学法知识）与TPACK之间的相关程度最高，多元回归分析的结果也显示，TPK对TPACK水平的影响程度最高。因此，建议提升师范生的TPACK水平可以从TPK方面着手，促进师范生将信息技术知识与教学法知识进行整合，进而提高师范生信息化能力。一方面，要特别专注于师范生教学法知识的课程教学，但又不宜孤立地推动师范生对于教学法知识的学习与理解，应注重结合信息技术这一变量进行衔接型教学。可在传授教学法知识的基础上，引导师范生对信息技术进行选择、应用及改进，尝试实现教学的“技术化”，进而促进师范生TPACK的不断生成。另一方面，鼓励尝试利用新兴的智能培训平台或方式，推动师范生学科教学的在线演练、评价与改进。信息技术的发展，为师范生学科教学法知识的信息化培养提供了更多的可能性与空间，利用网络学习空间及在线教学训练平台，有助于师范生针对学科教学特点、要求及目标选择所需要的技术方式，进而有助于师范生 TPACK 水平的提升。

（四）重视培养综合知识，促进深度融合

研究发现，三个综合知识，即学科教学知识（PCK）、整合技术的学科内容知识（TCK）和整合技术的教学法知识（TPK）对TPACK的发展有着重要的作用。TPACK的发展离不开三个综合知识的共同发展，因此，不能只是单纯地强调提升技术、教学或是学科知识，而是应当更多地关注这些因素的融合，全面提升师范生信息素养，推动其从技术应用向能力素质拓展，以适应信息社会发展的要求。首先，要加大交叉融合课程的开发力度，在现有学校教学基础上大力促进PK、CK与TK的融合，形成有利于师范生复合知识培养的课程体系，培养学生运用技术表现教学内容、实施创新教法的能力。其次，建议改革传统讲授式教学方式，推行研究型教学，在课堂上增加实践机会。同时以校内实训基地、校外实习基地为依托，灵活适情地组织实践，营造有利于师范生教育能力提升的环境，并充分利用教育实习，提高师范生TPACK 复合知识水平。实习过程是观摩教学现场、完成教学设计、体验教学过程的绝佳时机，也是形成复合型知识的重要途径。因此高校应为师范生提供更多高质量的实习机会，一方面选择教学水平高的实习园所，让学生有机会观察教学专家的课堂活动，另一方面制定兼顾教学知识、学科知识和技术知识的实习培训标准，给出明确的实习指导意见，帮助师范生提高信息化教学能力。TPACK所具有的情境依赖性、内隐性和实践性决定了它在实践中生成，在反思中发展，在共享中增值的特点，重视积累综合知识，在实践中促进综合知识的深度融合，对于师范生TPACK的发展有着重要意义。

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责任编辑：彭治民