☆ 徐卓鈺

（南京師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，江蘇南京 210046）

信息技術(shù)教師TPITK研究：從理論框架到案例剖析

☆ 徐卓鈺

（南京師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，江蘇南京 210046）

信息技術(shù)教師所擁有的知識(shí)直接影響信息技術(shù)教學(xué)的質(zhì)量，因此，分析其知識(shí)結(jié)構(gòu)尤為必要。文章首先介紹TPACK模型，然后在此基礎(chǔ)上提出信息技術(shù)教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)模型——TPITK理論框架，最后從實(shí)踐微觀角度，深入剖析優(yōu)秀教學(xué)案例中教師的TPITK構(gòu)成及應(yīng)用特征，以期為信息技術(shù)教師的工作實(shí)踐和專業(yè)發(fā)展提供一定的借鑒。

信息技術(shù)教師；知識(shí)結(jié)構(gòu)；TPITK；案例剖析

引言

教師知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)教師的教學(xué)行為和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果具有重要影響。信息技術(shù)教師作為信息技術(shù)教育的實(shí)施者，其知識(shí)和知識(shí)結(jié)構(gòu)直接影響著信息技術(shù)教學(xué)的質(zhì)量。TPACK框架自2005年首次提出以來(lái)，對(duì)信息化教育環(huán)境下教師的知識(shí)建構(gòu)及知識(shí)結(jié)構(gòu)梳理具有重要指導(dǎo)意義。國(guó)內(nèi)對(duì)于信息技術(shù)教師的TPACK研究還處于初步階段，尤其是基于案例的信息技術(shù)教師TPACK特征分析還不多見(jiàn)。因此，本文在TPACK基礎(chǔ)上提出針對(duì)信息技術(shù)教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)模型——TPITK，并對(duì)其做出基于案例的深入剖析。

一、TPACK簡(jiǎn)介

（一）TPACK 內(nèi)涵

2005年，美國(guó)學(xué)者Koehler和Mishra從教師知識(shí)角度出發(fā)，在學(xué)科教學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，首次提出TPACK（Technological Pedagogical and Content Knowledge，國(guó)內(nèi)將其翻譯為“整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)”）這一教師知識(shí)新框架。[1][2]

TPACK框架在Shulman[3][4]教授提出的“學(xué)科教學(xué)知識(shí)”基礎(chǔ)上加入了技術(shù)知識(shí)，并突出在技術(shù)使用中學(xué)科內(nèi)容和教學(xué)法的角色，以及技術(shù)對(duì)它們產(chǎn)生的反作用。它是學(xué)科內(nèi)容知識(shí)、一般教學(xué)法知識(shí)和技術(shù)知識(shí)三者的復(fù)雜互動(dòng)，是整合了這三種知識(shí)而形成的新知識(shí)。[5]它強(qiáng)調(diào)其中的三種知識(shí)元素都是有效技術(shù)整合必不可少的成分，并且這三種知識(shí)領(lǐng)域不能分離，應(yīng)形成一個(gè)整體。[6]

（二）TPACK構(gòu)成要素[7]

TPACK模型有三個(gè)單一的知識(shí)要素：學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（Content Knowledge，CK）、 一 般 教 學(xué) 法 知 識(shí)（Pedagogical Knowledge，PK）和技術(shù)知識(shí)（Technological Knowledge，TK），以及這些知識(shí)要素交互所形成的學(xué)科教學(xué)知識(shí)（Pedagogical Content Knowledge，PCK）、整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（Technological Content knowledge，TCK）、整合技術(shù)的教學(xué)知識(shí)（Technological Pedagogical Knowledge，TPK）、整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)（Technological Pedagogical and Content Knowledge，TPACK）。

二、TPITK理論框架分析

TPACK框架應(yīng)用于信息技術(shù)教師可進(jìn)一步衍化為T(mén)PITK（Technological Pedagogical Information Technology Knowledge）框架（如圖1）。TPITK框架由七種知識(shí)要素構(gòu)成，即信息技術(shù)知識(shí)（ITK）、一般教學(xué)法知識(shí)（PK）、技術(shù)知識(shí)（TK）、信息技術(shù)教學(xué)知識(shí)（PITK）、整合技術(shù)的信息技術(shù)知識(shí)（TITK）、整合技術(shù)的教學(xué)知識(shí)（TPK）和整合技術(shù)的信息技術(shù)教學(xué)知識(shí)（TPITK）。

圖1 TPITK框架及其構(gòu)成要素

TPITK框架是TPACK框架的子集，是特定適用于信息技術(shù)教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)模型?？蚣苤械娜齻€(gè)基礎(chǔ)知識(shí)要素——ITK、PK和TK代表了信息技術(shù)教師需具有的三個(gè)專業(yè)特性——學(xué)術(shù)性、師范性和技術(shù)性。當(dāng)然，技術(shù)性能否成為與學(xué)術(shù)性、師范性并列的第三向度尚有疑問(wèn)，但是，無(wú)可否認(rèn)的是，技術(shù)在今天的教師職業(yè)養(yǎng)成和職業(yè)發(fā)展中占有十分重要的地位。[8]基礎(chǔ)知識(shí)經(jīng)由互動(dòng)整合和動(dòng)態(tài)平衡形成的核心知識(shí)——TPITK正是信息技術(shù)教師專業(yè)綜合素養(yǎng)的體現(xiàn)。

核心知識(shí)TPITK指在不同境脈下重建信息技術(shù)知識(shí)、一般教學(xué)法、技術(shù)三者之間動(dòng)態(tài)平衡的意識(shí)和能力。TPITK是一種策略性的思維方式[7]，它的形成（如圖2）不是各知識(shí)要素的簡(jiǎn)單組合或拼湊，而是經(jīng)由陳述性知識(shí)（信息技術(shù)學(xué)科內(nèi)容、教學(xué)法和技術(shù)的定義、術(shù)語(yǔ)、事實(shí)和描述），通過(guò)在相同或不同情境中的練習(xí)和運(yùn)用，轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)（完成一項(xiàng)或多項(xiàng)信息技術(shù)教學(xué)任務(wù)所涉及的步驟），最后形成策略性知識(shí)（在技術(shù)環(huán)境下對(duì)信息技術(shù)課程、學(xué)習(xí)者、課堂境脈的計(jì)劃、組織、評(píng)價(jià)與概括）。

圖2 TPITK的形成

三、基于教學(xué)案例的教師TPITK剖析

對(duì)教師知識(shí)框架的分析不能脫離特定的課堂境脈。為此，下文結(jié)合2011年“永中杯”全國(guó)普通高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課特等獎(jiǎng)案例，挖掘特定情境下優(yōu)秀教師TPITK框架中的具體知識(shí)構(gòu)成，并分析教師在實(shí)踐中運(yùn)用TPITK的特征表現(xiàn)。

（一）教學(xué)過(guò)程

本案例涉及內(nèi)容是廣東教育出版社出版的《人工智能初步》信息技術(shù)（選修5）中的第1章第2節(jié)，主要任務(wù)是讓學(xué)生了解人工智能的基本內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)一步探索求知的欲望。整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為課題引入、實(shí)例分析、分組實(shí)踐、課堂延伸四個(gè)部分。

1.課題引入

首先，教師通過(guò)圖片和視頻展示校機(jī)器人隊(duì)訓(xùn)練和比賽場(chǎng)景，吸引學(xué)生注意，提出人工智能概念。然后，教師引入限時(shí)還原魔方環(huán)節(jié)，并提問(wèn)學(xué)生：你在解魔方時(shí)用到了身體的哪些器官？學(xué)生通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)回答出眼睛、大腦、手三個(gè)必不可少的器官。最后，在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下，學(xué)生由這三個(gè)器官歸納出人類智能的三大要素：感覺(jué)要素、思考要素、運(yùn)動(dòng)要素。

2.實(shí)例分析

教師展示自制教具——魔方機(jī)器人，并提出問(wèn)題：機(jī)器人解魔方需要哪些器官？學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)物及類比人類智能，思考后得出答案。

教師通過(guò)實(shí)物結(jié)合PPT介紹機(jī)器人各器官，使學(xué)生對(duì)機(jī)器人有一個(gè)整體印象。然后教師操作機(jī)器人，使之分階段演示解魔方。通過(guò)電腦攝像頭，學(xué)生能清楚地觀察到機(jī)器人的局部特征。在此過(guò)程中，教師步步遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生歸納出人工智能三大要素：感覺(jué)要素、思考要素、行為要素。

教師播放機(jī)器人解魔方完整視頻，讓學(xué)生思考導(dǎo)致視頻中機(jī)器人與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人智能差異的原因，為后續(xù)探究作鋪墊。

3.分組實(shí)踐

教師用實(shí)物及PPT展示“百變飛碟”機(jī)器人，使學(xué)生對(duì)該機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及功能有一個(gè)整體了解，激起學(xué)生探究欲望。然后教師介紹圖形化編程軟件——能力風(fēng)暴，讓學(xué)生大致了解編程的思想及流程。

教師按小組分發(fā)“百變飛碟”，布置任務(wù)，讓學(xué)生通過(guò)圖形化編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行動(dòng)。在學(xué)生探索過(guò)程中，教師巡回指導(dǎo)，并通過(guò)電腦攝像頭展示學(xué)生探索過(guò)程及學(xué)生作品。最后，各小組匯報(bào)成果，教師層層設(shè)問(wèn)，幫助學(xué)生總結(jié)影響機(jī)器人智能差異的因素。

4.課堂延伸

教師通過(guò)提問(wèn)：你還想讓機(jī)器人做哪些事情？未來(lái)的機(jī)器人又會(huì)是怎樣的呢？引導(dǎo)學(xué)生暢談現(xiàn)在，憧憬未來(lái)。最后，教師與學(xué)生一同總結(jié)課程。

（二）具體知識(shí)

通過(guò)對(duì)上述教學(xué)過(guò)程的整理分析，筆者總結(jié)出該教師的TPITK具體知識(shí)構(gòu)成及能力體現(xiàn)，如表1所示：

表1

（三）特征表現(xiàn)

通過(guò)深入剖析本案例，以及對(duì)2011年“永中杯”全國(guó)普通高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課30個(gè)案例的梳理分析，筆者總結(jié)出具有良好TPITK的教師會(huì)呈現(xiàn)出以下特征：

第一，擁有扎實(shí)的教學(xué)主題知識(shí)和良好的課程整合能力。從本案例可以看出，教師深刻理解人工智能的相關(guān)概念、理論及發(fā)展脈絡(luò)，熟練掌握機(jī)器人工作原理和實(shí)踐操作，正確把握知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)結(jié)與層次遞進(jìn)關(guān)系。在授課過(guò)程中，教師還整合進(jìn)通用技術(shù)“簡(jiǎn)易機(jī)器人制作”模塊相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)技術(shù)的思想有所領(lǐng)悟，技術(shù)的方法得以運(yùn)用。在其他案例中還體現(xiàn)了信息技術(shù)教學(xué)主題與數(shù)學(xué)、美術(shù)等學(xué)科的整合。

第二，具有清晰系統(tǒng)的教學(xué)策略。在本案例中，教師設(shè)計(jì)的教學(xué)主線、教學(xué)互動(dòng)和任務(wù)都緊密圍繞“人工智能基礎(chǔ)知識(shí)”進(jìn)行，教學(xué)中每一步驟都以前一步為基礎(chǔ)，著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)逐層深入。并且，教師通過(guò)不斷提問(wèn)，促使學(xué)生將“思考”貫穿于“看聽(tīng)做”整個(gè)過(guò)程中。從另一些優(yōu)質(zhì)課案例也可看出，教師能根據(jù)學(xué)生情況進(jìn)行教學(xué)推理，以適合學(xué)生理解的方式授課。

第三，勇于設(shè)計(jì)基于技術(shù)支持的課，樂(lè)于將技術(shù)交到學(xué)生手上?！叭斯ぶ悄艹醪健笔怯嘘P(guān)基礎(chǔ)性知識(shí)的純理論課，但在本案例中，教師精心設(shè)計(jì)，使各個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)都具有技術(shù)實(shí)踐的支撐，并使用觸手可及且不斷變化的技術(shù)手段，如電腦攝像頭、簡(jiǎn)易計(jì)時(shí)器軟件等優(yōu)化知識(shí)表征、加強(qiáng)師生互動(dòng)。教師不僅通過(guò)演示機(jī)器人使學(xué)生對(duì)人工智能有整體直觀的把握，而且將機(jī)器人交到學(xué)生手中，讓學(xué)生在探索中直接體驗(yàn)人工智能。在此，技術(shù)不僅是教師呈現(xiàn)內(nèi)容的工具，更是學(xué)生獲取知識(shí)的手段。在另一些優(yōu)質(zhì)理論課案例中，教師均通過(guò)技術(shù)使理論先落實(shí)到實(shí)踐，待學(xué)生有經(jīng)驗(yàn)性的感知后，再將實(shí)踐上升到理論。

第四，敢于將即興的創(chuàng)作融入精心的教學(xué)計(jì)劃中。教學(xué)是一個(gè)復(fù)雜和結(jié)構(gòu)不良的問(wèn)題，很少有——也許沒(méi)有一般的原理可適用于任何情境。[7]同樣，也很難有一成不變的教學(xué)計(jì)劃能框定整個(gè)教學(xué)過(guò)程。本案例中，教師并不忽視或排斥學(xué)生在探索機(jī)器人過(guò)程中的失敗，而是即興于學(xué)生的失敗中挖掘共性，臨時(shí)增設(shè)內(nèi)容，幫助學(xué)生解決問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生思考。在其他案例中也能看到多處此種超越教學(xué)計(jì)劃的即興創(chuàng)作。

四、結(jié)束語(yǔ)

TPITK框架將信息技術(shù)教師復(fù)雜的知識(shí)結(jié)構(gòu)梳理為信息技術(shù)知識(shí)、一般教學(xué)法知識(shí)、技術(shù)知識(shí)三個(gè)單一知識(shí)要素，以及這三個(gè)知識(shí)要素相互整合形成的綜合知識(shí)。信息技術(shù)教師在發(fā)展自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)關(guān)注、學(xué)習(xí)和思考優(yōu)秀教師TPITK的具體知識(shí)構(gòu)成及應(yīng)用特征表現(xiàn)，有針對(duì)性地獲取各個(gè)知識(shí)要素、積極整合各種知識(shí)、靈活運(yùn)用核心知識(shí)，從而使自身知識(shí)結(jié)構(gòu)得到改進(jìn)和完善。

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[編輯：鄭方林]