中学理科教师科技教学现状调查——以教师的TPACK 分析为例

常 亚 慧,王 碧 梅，王 应 玉

(陕西师范大学 教育学院， 陕西 西安 710062)

一、问题的提出

信息技术与课程、教学的整合给课堂教学带来了极大的改变，进而催生了教师教学方式，教学内容呈现方式，学生学习方式，师生互动方式等的一系列变革。同时，社会的变革依靠信息技术与教育教学整合的优势，为教师的教学和学生的学习提供丰富、生动的教学环境和有趣、多样的学习方式，特别是对教师提出了一系列要求。为适应信息社会与知识时代的交织发展，教师除了具备相应的学科知识，教学法知识外，还需要掌握与教学相关的其他知识，技术知识便是其中之一。技术知识作为教师知识组成元素之一，是基于20世纪80年代中期舒尔曼(Shulman，L.S.)提出学科教育学知识(Pedagogical Content Knowledge，PCK)的理论框架而发展起来的。科技知识与学科教育学知识的融合便是TPCK的雏形。Niess(2005)：“提出TPACK是学科知识、科技知识和教学与学习知识的一体化的发展。”[1]由此，TPACK的主要成分包括学科内容知识(CK)、教学法知识(PK)、技术知识(TK)。但Mishra 和Koehler(2006)认为：“TPACK 的核心构造不仅仅是学科知识、教学法知识、科技知识的直接组合，而是在课堂教学中知识元素之间的融合。”[2]因此，TPACK的构架除了学科内容知识(CK)、教学法知识(PK)、技术知识(TK)之外，还包括由CK、PK、TK三者转换而形成的新知识:整合技术的学科教学知识(TPACK)、整合技术的学科知识(TCK)、整合技术的教学法知识(TPK)。TPACK的框架中，“各成分既具有各自独特而重要的作用，又彼此之间密切关联，相互作用，形成一个复杂的综合性知识框架。”[3]其中CK(Content Knowledge)是指所教学科内容的知识；PK(Pedagogical Knowledge)是指所有学科所共享的一般教学法；TK(Technological Knowledge)是指技术知识，包括传统技术和数字技术。PCK(Pedagogical Content knowledge)是指学科教学法知识，是学科知识与教学法知识的融合而形成的；TCK(Technological Content Knowledge)是指整合技术的学科知识，是技术知识与学科知识的相互转换而形成的；TPK(Technological Pedagogical Knowledge)是指整合技术的教学法知识；TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge)便是学科内容知识、教学法知识、技术知识三者相互转换而形成的。这些构成元素中，“科技知识是教师知识中最具变化性的成分”。[3]科技知识是连接PK、CK的关键元素，它是将信息技术整合到教育教学的基点。因此，“每位教师迫切想知道如何有效地将科技教学运用于课程设计、教学过程、教学管理和教学评价中。”[4]但这并非易事，目前国内对TPACK与教师的研究主要有TPACK与教师教育技术知识、能力的关系(李向辉,2010;刘雍潜,2010；陈静，2009)[5][6][7];将TPACK作为依据探讨教师教育中的各类问题 (卢强,郑立坤,2010;卢强,2011;卢胜利,李春华,蓝欣,2011;孙名符,李保臻,2009)[8][9][10]，以及学科(数学、科学)教师TPACK的培养与提升策略。[10][11][12][13][14][15]

很少有针对教师使用计算机教学与教师的TPACK之间的关系做对比研究的，基于此，课题组针对S省的四所TJB中学理科教师计算机教学使用的现状及科技知识素养进行调查，以期能在调查的基础上，找出存在的问题，并对存在的问题进行合理的分析。

二、研究对象与方法

(一)研究对象

课题组研究抽取的样本为S 省的四所TJB中学的理科教师，分析四所TJB中学教师使用计算机教学的现状以及TPACK的水平。研究主要采用的研究方法是问卷调查法，并对部分理科教师进行了访谈。课题组于2012 年10 月26 日至11月30日分别对四所TJB中学进行了关于《中学科学教师运用计算机科技于教学之现况及科技学科教学知识素养调查问卷》的抽样调查。本次研究共抽取160位中学理科教师参与问卷调查，截至2012 年11月30日，共有150人参与调查，参与率为93.8%。回收问卷150份，并对选项不完整、前后矛盾、规律性很强的问卷进行剔除，最终保留有效问卷139份，有效率达92.7%，后对10 余名教师进行了网络或电话访谈。

(二)调查方法与统计方法

研究主要采用问卷调查的方法，并辅以部分访谈的方法来收集材料。研究中的问卷主要是借用台湾较有权威的量表[注]此量表主要是基于相同文化背景考虑的基础上选用的。：《中学科学教师运用计算机科技于教学之现况及科技学科教学知识素养调查问卷》，为保证此问卷的科学性、合理性和适切性，我们在对问卷进行小范围修订后，选取了Z学校进行了小范围的预调查，并根据预调查的数据对问卷的有些题目做了针对性地修订。该问卷主要包括两个部分。第一部分调查中学科学教师的个人基本资料，包括性别、教龄、学历、专业、职称、科学教学经验、是否有使用计算机科技进行教学等；第二部分调查中学教师的科技学科教学知识素养。包括学科知识、教学法知识、科技知识、科技教学知识四个维度。为了更深入的了解中学教师科技教学现状和科技知识素养，本研究还对部分科学教师进行了访谈，以期望得到更深入的信息。本研究中的所有问卷都采用李克特五点计分的方法，根据问卷中的选项 “从来没有”、“很少发生”、“偶尔发生”、“经常发生”、“总是如此”进行依次计分，分别记为1、2、3、4、5。问卷回收后，对研究中收集到的数据采用社会科学统计软件SPSS17.0进行统计分析与处理。

三、数据分析与讨论

(一)调查对象的基本情况

此次的调查对象主要是四所TJB中学的科学教师，对回收后的问卷进行剔除后，样本总数为139人。此次问卷调查中男女比例比较均衡，其中男教师为67人，占总人数的48.2%；女教师为72人，占总人数的51.8%。调查中教师的教龄以中青年教师为主，其中教龄在5年以下的教师有35人，占总人数的25.2%；教龄在6～15年的教师有64人，占总人数的46%；教龄在16～25年的教师有29人，占总人数的20.9%；教龄大于26年的教师有11人，占总人数的7.9%。调查对象中有73.4%的教师为本科学历，10.8%为研究生学历，从数据的显示可得出，教师的学历层次结构整体上比较合理，专业素养比较高。详细情况见表1。

(二)中学理科教师运用计算机教学的现状

技术知识已经发展成为教师知识的重要组成部分，对教师学科内容知识和教学法知识的转换与融合；学科知识向整合技术的学科知识的转换，教学法知识向整合技术的教学法知识的转换，以及学科内容知识、教学法知识、技术知识三者之间的转换都起着十分重要的作用。但将技术知识应用与教育教学中，并且能很好地为教育教学服务却并不简单，基于对S省四所TJB中学教师计算机教学的使用现状进行调查，并通过数据分析，得出以下结论：

1.计算机技术已普遍应用于教学

根据调查结果得出，四所TJB中学都已经普遍使用计算机教学。在139位教师中，125位教师已经使用计算机教学，占总样本的89.9%；只有14位教师没有使用过计算机教学，占总样本的1.4%。四所TJB学校中，LTO和BS的教师在教学中对计算机高于LTI和XY，其中LTI中学的使用率最低。学校具体使用情况见表2。

表1 调查样本情况分布表

表2 四所学校计算机教学使用表

2.PPT作为最常使用的计算机科技教学技术

通过数据分析得出139位教师中，只有125位教师使用过计算机教学，后又对这125位教师选择使用哪一种计算机科技教学技术进行分析，研究结果显示： PPT是教师最常使用的计算机教学技术。125位使用计算机科技教学的教师，使用PowerPoint的教师人数为107人，占总人数的85.6%；使用多媒体技术的教师人数为9人，占总人数的7.2%；使用电子白板的教师人数为8人，占总人数的6.4%；使用网络平台技术的教师人数为1人，占总人数的0.8%。四所TBJ中学的具体情况见表3。

表3 ICT教学中计算机技术的使用频次表

3.男女比例均衡，性别在计算机教学技术选用上无差别

在对139名教师进行性别分析后，发现四所TJB中学教师的性别比例都比较均衡，没有出现女教师多于男教师，或是男教师多于女教师的现象。师范院校独特的生源结构决定了教师的性别比例，而文理学科的差异也在一定程度上影响了教师对所教学科选择的性别比例。但在此次的调查中，并未发现差异。男女教师对计算机教学技术的选用也都多选择使用PPT这种教学技术。其中有51位男教师选择使用PPT，占总人数的40.8%；56位女教师选择使用PPT，占总人数的44.8%。

表4 教师性别与计算机教学技术选用比例表

4．教龄与计算机教学技术的选用无关

通过对四所TJB中学教师的教龄进行分析，得出四所学校教师群体的教龄都大多在5～15年这个教龄段，这个教龄段占总样本的46%，有64人。后又对125位使用过计算机教学技术的教师的教龄和计算机教学技术的选用进行分析，得出教龄和计算机技术的选用无关。每一个教龄段的教师都有偏向于选用PPT这种教学技术。数据显示：教龄在5年以下的32人，占总人数的25.6%；教龄在6～15年的有59人，占总人数的47.2%；教龄在16～25年的有24人，占总人数的19.2%；教龄大于26的有10人，占总人数的8%。而这些教龄段的教师选用PPT 技术的有107人，占总人数的85.6%；选用多媒体的有9人，占总人数的7.2%；选用电子白板的有8人，占总人数的6.4%；选用网络平台的仅有1人，占总人数的0.8%。

表5 教龄与计算机教学技术的选用无关

(三)TJB中学科学教师TPACK的差异分析

此部分主要是对教师的TPACK进行分析，分析是否使用过计算机科技教学、性别、教龄、学科以及四所学校教师的TPACK是否存在的差异。Leanna Archambault, Kent Crippen(2009)已经做过这方面的研究，研究显示“不同背景教师的信息技术应用行为存在差异” 。[16]

1.是否使用计算机科技教学的TPACK分析

相关研究表明，使用电子白板教师的TPACK高于不使用的电子白板的教师。[17]电子白板作为计算机科技教学的技术之一，能整合教师的学科内容知识和教学法知识，并生成新的知识。课题组对教师是否使用计算机科技教学的TPACK进行了分析，结果显示使用计算机科技教学的教师的TPACK高于不使用计算机科技教学的教师，并在TK和TPCKCx上差异显著。

表6 是否使用计算机科技教学的TPACK分析表

表7 是否使用计算机科技教学的t检验表

* p<.05 ** p<.01 * * * p<.001

为了进一步验证使用电子白板会影响到教师的TPACK的观点。(Holmes, 2009; Jang, 2010)[18][19]课题组又对是否使用计算机科技教学的TK和TPCKCx维度上的各个题目进行了t检验，结果显示使用计算机科技教学的教师和没有使用计算机科技教学的教师在15，17，18，21，22，23，25，26，27，28，29，30上都存在差异，其中18，27，29是相当显著的，而16为边缘显著。这些题目都体现了教师的TK和TPCKCx，例如，15. “我了解计算机科技的特性与功能”。主要调查的就是教师的TK。29.“我能针对不同单元，运用计算机科技及教学方法，使学生易于理解”。调查的是教师的TPCKCx。由此可知，使用计算机科技教学能提高教师的TPACK，使其得到发展。

2.性别差异的TPACK分析

性别作为研究的一个变量，在现状调查中男女比例均衡，并且男女在选择最常使用的计算机科技教学技术上也并无差异，都偏向于选择PPT教学技术。为了进一步检验性别在TPACK上的差异，课题组又对性别做了一个t检验。检验结果显示，性别在TPACK各维度上没有差异。这与已有的研究相符合，TPACK在性别不存在差异。[17]但也有研究认为男、女教师在信息技术的价值认同、应用意愿、应用的行为(应用频度、应用阶段)上都存在非常显著的差异。[20]基于此，黄冬明，高莉娜，王海燕通过对高中教师TPACK的现状调查得出，男教师的TPACK水平明显高于女教师。[21]但本研究的结论却是无差异，通过对文献的阅读，发现男女教师的TPACK有差异的研究在选取样本的时候没有限定于某一个学科，或者是某一类性质的学科，而男女教师的TPACK没有差异的研究则只选用理科教师为样本。由此得出，文理科性质的不同会影响教师TPACK的发展。

表8 性别差异的TPACK分析表

3.教龄差异的TPACK分析

教龄作为研究的一个变量，体现样本群的整体教育年限，并且教师的教育年限和教师对计算机科技教学技术的选用没有影响，从5年以下的教师到26年以上的教师都偏向于选用PPT，这与性别的选择偏向一致。为了进一步验证教龄与TPACK之间的关系，课题组对数据进行了方差分析。分析结果为，不同年龄段教师在PCKCx上存在差异，在TK维度上为边缘显著，但在TPACK的其他维度上并无差异。在PCKCx这个维度上，教龄在26年以上的教师的平均数最高，其次是教龄在16～25年之间的教师，再次是教龄在6～15年教师，最后是教龄在5年以下的教师。教师之间之所以在这个维度上存在差异，是因为教师知识的养成是一个实践化的过程。在不断的实践过程中，教师习得并内化一些知识，因此教师的教学法知识也会随之增长。而教师的CK、TK、TPCKCx、TPACK上无差异与教师的教龄与对技术的选择无差异一致。

表9 教龄差异的TPACK分析

注： *p<.05, * *p<.01(TK为.054边缘显著)

4. TJB中学的TPACK差异分析

研究中样本的选择都是选取TJB项目资助下的四所学校，四所学校位于S省的中东部，四个地区的经济状况都大致一样，四所学校的师资建设都在同一层级上，并且在样本选择时都选取四所学校中不同教龄、不同性别的教师为样本，而样本数四所学校也大致相等。通过对四所学校分组后进行方差分析，得出四所学校在CK和PCKCx上无显著差异，在TK、TACKCx、TPACK上存在差异，其中在TACKCx上差异极其显著。学校的层级与学校的师资力量是相匹配的，同一层级的学校拥有大致相同的师资力量，因此，教师的学科知识和教学法知识都没有差异。但是LTI的样本中有12位教师从未使用过计算机科技教学技术；XY中有2位教师从未使用过。而使用计算机科技教学的教师的TPACK高于不使用的教师，因此四所学校在TK、TACKCx、TPACK上存在差异。

表10 TJB中学的TPACK差异分析表

四、结论与启示

(一)研究结论

(1)四所TJB中学的教师大多都使用过计算机科技教学，并且使用过和没有使用过教师的TPACK上存在差异。

(2)在计算机教学技术的选用上，107位教师选择使用PPT，这与技术本身的简单、易于操作的属性有关。

(3)教师对教学技术的选择与性别无关，教师的TPACK也与性别无关，且男教师和女教师都偏向于选择使用PPT这种技术。

(4)教师的教龄在对技术的选用上不存在差异，且不同教龄段的教师都偏向于选用PPT。但教师的教龄在TPACK上存在差异，差异主要体现在PCKCx这个维度上。这是与教师知识的养成有关。

(5)四所学校在TK、TACKCx、TPACK上存在差异。这与样本选取中，教师是否使用过计算机科技教学有关。使用过计算机科技教学的教师的TPACK高于没有使用过的。

(二)研究启示

(1)通过TK的提高，来提高教师的TPACK。因为TK是TPACK个维度中最灵活的元素，能促成知识之间的转化和融合。在教育教学实践中，应鼓励教师多使用计算机辅助教学，这样既能转变教师的教学方式，也能改变学生学习的方式。而对计算机科技教学的使用会提高教师的TPACK。

(2)鼓励不同性别的教师学习计算机辅助教学软件，提高教师的TPACK。性别作为研究的一个变量，在研究中存在不同的价值，因此样本中对性别的选取应该有所针对。并且教师在职前和职后的学习中，也应有针对性地选择适合自己的计算机教学技术，应多鼓励男女教师去学习计算机教学技术，提高自身的TPACK。

(3)鼓励不同教龄段的教师学习其他的教学技术，提高教师对不同技术的适用性。研究中不同教龄的教师都偏向于选择PPT这种技术，这与技术本身的属性有关，但是不同的技术都有自身的优势和劣势，都能为教育教学实践提供帮助，因此要鼓励教师多去学习和使用其他的技术。

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