基于TPACK理论架构对初中地理等高线教学的教改与创新

陈惠敏

摘 要： 随着科学技术的发展，TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge，整合技术的学科教学知识，简称TPACK）是现代基础教育改革的一个趋势，已经成为各国发展教育的重点。本文在TPACK理论内涵研究的基础上，设计一个初中地理等高线教学实例，以期对初中地理等高线教学提供建议，也为后期TPACK实证研究提供参考。

关键词： TPACK 初中地理教学 等高线教学

地理等高线及等高线地形图是初中地理教学中的重点和难点。笔者以七年级上地理湘教版第二章第三节为例，关于这部分内容的教学，2011年版义务教育中学地理课程标准主要要求学生掌握以下内容：在等高线地形图上，识别山峰、山脊、山谷，判读坡的陡缓，估算海拔与相对高度；在地形图上识别五种主要的地形类型；根据等高线地形图及其判读是中学地理中重要的基础知识和基本技能，也是教学难点。等高线地图的教学无论是对教师还是学生来说都存在较大的困难。教学存在困难主要是因为部分教师无法明确等高线的基本概念及重点，以及运用传统的地理教学方式无法将等高线概念准确形象地传达给学生，而学生的学习困难同样是由于对等高线概念的不了解，以致无法举一反三、学以致用。自21世纪以来，科技的快速发展和教育改革的要求给教育形态和教育方式带来了根本性的冲击。面对科技高度发展的社会，将科技融入地理课堂教学是趋势，地理课堂教学必须与时俱进，才能跟上整体环境的改变。然而在求变中仍须找到一个恰当的切入点，这样教学才不会太受制于科技。这一过程中教师扮演了一个举足轻重的角色。顺应这一需求，美国密歇根州立大学的马修·科勒（Matthew Koehler）和庞雅·米沙（Punya Mishra）于2005年首次提出TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge，整合技术的学科教学知识，简称TPACK）这个概念。笔者试图在TPACK等理论的指导下，设计一个适应现代发展和教学需求的地理等高线及等高线地形图教学方案，以期克服传统初中地理等高线教学中的一些弊端。

1.初中地理等高线教学教改的必要性

1.1现代教学与技术发展融合的客观要求

随着科技的进步，技术在基础教育中扮演的角色越来越举足轻重。把技术融入课程、教材与教学中，不仅可以提升教学品质、学习成效，还可以促使学生进行有意义的学习。总的来说有以下好处：增加学生的学习动机；具备特殊的教学潜力（帮助学生视觉化问题与解决问题，提供学习素材来源、学习工具等）；普适性，可用于不同的教学模式；提高教师的工作绩效；培养学生科技时代所需的技能。这样就对教师提出了更高的要求，科勒和米沙更是于2005年首次提出了“TPACK（整合技术的学科教学知识）”这个概念，随后，2006年对TPACK框架进行了详细说明，随着研究的深入，此框架不断被补充、修改和完善。一些研究者对科勒和米沙的TPACK框架进行了细化或改造。此外，还有研究者结合学科特点对TPACK框架进行了具体化，但都是以科勒和米沙的TPACK框架为基础。为便于理解，笔者在此只介绍科勒和米沙的TPACK模型。他们认为这是一种“整合技术的教师知识框架”，该框架建立在舒尔曼的PCK（Pedagogical Content Knowledge，学科教学知识，简称PCK）基础上，并加入了技术知识。它是整合了“学科内容、教学法和技术”这三种知识要素以后而形成的一种新知识形式，是使用技术进行优质教学的基础，是教师创造性地将技术、教学法和学科内容三者的关键知识整合起来，而超越三者的新兴知识形态。从科勒和米沙对TPACK的定义可以看出其内涵具有以下三方面特征：①TPACK是教师需要具备的全新知识，它的贯彻实施离不开教师，在推广TPACK的过程中，教师起到了引导和监控作用。②TPACK涉及学科内容、教学法和技术三种知识要素，但并不是简单的叠加，而是将技术融入具体学科内容的教学法知识当中，更多关注现代科学技术环境下的教与学的理论及方法。③TPACK是整合三种知识要素后形成的新知识，但是由于涉及的条件、因素较多，且彼此交互作用，往往不存在确定的解决方案，只能依赖教师的认知灵活性在三种知识的结合与交叉中寻找。TPACK模型与其他“整合”模型相比，存在两点较大的区别：一是在贯彻实施过程中特别强调“境脉”（Contexts），所谓TPACK的境脉，按照马日欧（Mario A.K）博士给出的定义是指“学生和教师组成的一个具体班级中，由包括课堂的物理环境（软硬件基础设施）、学生的家庭背景、认知特点、心理素质和班级的精神面貌等诸多因素结合在一起的协同作用”。可见，境脉涉及“生理、心理、认知、语言、社会、文化”等方方面面（既涉及人的因素，又涉及物的因素）；二是在贯彻实施过程中特别强调教师应具备TPACK知识，并充分发挥教师在整合过程中的主导作用[1]。

1.2学习掌握初中地理等高线及等高线地形图知识的必然要求

以计算机技术、现代通信技术为主引发的数字化革命，特别是数字地图的出现，使地理等高线及等高线地形图在原有的知识基础上，丰富教学内涵。传统的等高线及等高线地形图教学已不能满足要求，只有通过设计新的，具有现代技术特点的等高线及等高线地形图教学方案，学生才能深切体验和有效掌握，这是顺应时代发展和变革的知识需求。

2.初中等高线教学教改方案设计描述

2.1课题引入

首先，教师利用arcgis9.2，载入DEM数据，绘制分层设色图，吸引学生注意。利用powerpoint2013以一张实景照片和等高线图进行对比，询问学生是什么地形。

2.2绝对高度与相对高度

示意图说明绝对高度和相对高度。此过程利用powerpoint2013的绘图功能即可完成。过程中注意动画的设置，如水平线的飞入等。

2.3等高线

文字说明等高线的定义，由地面上高度（海拔高度）相同的各点连成的曲线，投影在同一平面上而成的许多水平线。利用arcgis9.2进行岛屿水淹三维模拟，利用海水去截取岛屿的交接处绘出等高线。将所绘制的等高线叠合在一起形成等高线地形图。

2.4等高线距

展示一张模拟的等高线图和一张剖面图，说明两条相邻等高线间的高度差就是等高距，说明整张等高线图都有相同的间距。主要实现方式是powerpoint2013。

2.5活动

利用powerpoint2013展示活动，学生在思考中达到巩固刚刚教授内容效果的目的。

2.6如何由等高线判断和解释地形

利用3D立体图表示“等高线越密，表示坡度越陡；等高线越疏，表示坡度越缓”的概念。

2.7地形剖面图

在等高线地形图上画出一条AB剖面线，沿此线下方放置一张纸。按适当的比例尺，在纸张上做出一个高度表，并画出各高程的平行线。沿剖面线和等高线的各交点，画垂直线至高度表相对应的高程上，注出标点，把这些高程的标点连成一条曲线，即成为剖面图。

3.结语

虽然研究者对教师的TPACK仍有争议，对“是什么”、“怎么样”、“为什么”三个方面，TPACK均不明确，如TPACK框架的形式简洁性与内部复杂性之间存在矛盾等。由于TPACK是一种复杂的、动态的知识形态，人们对它的认识才刚刚开始，对它的理解还很少。鉴于TPACK在现今科学技术发展中愈来愈凸显的重要性，笔者以初中等高线及等高线地形图教学为例，为后续的实证研究提供借鉴。

参考文献：

[1]袁智强.整合技术的学科教学知识研究综述[J].数学教育学报，2012，06：13-18.