基于交互白板的教师TPACK发展模型构建研究

邓敏杰

摘要：笔者采用基于设计的研究方法，充分发挥交互白板的优势，针对在职教师展开设计、实践、评价和完善的三轮循环研究，在实践中对教育干预进行验证、修改和完善，最终完成包括TPACK准备、示范观摩、教学实施、TPACK革新四阶段的基于IWB的教师TPACK发展模型PDIR的构建，提升了教师的TPACK认识水平和应用能力，促进其专业化发展。

关键词：交互白板；TPACK；教师发展；设计研究

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2016）17-0101-05

● TPACK框架概述

1.TPACK内涵及现状

TPACK（整合技术的学科教学法知识）由技术（T）、教学法（P）、内容（C）三个核心元素相互交叉而形成，包括TK、CK、PK、TPK、TCK、PCK、TPACK七个元素。由于核心元素是不断变化的，所以当其中某个元素发生变化时，教师需要根据具体情境，利用技术手段维持并重建三者间的动态平衡。

TPACK在国外教师教育与教育技术学界受到广泛关注[1]，被认为是21世纪教师的知识框架，同时也为教师专业化发展提供了新的思路。近几年，很多学者也从不同角度促进了TPACK的发展。国内TPACK的研究相对较晚、成果较少，但现在也越来越受研究者的青睐，研究范围也在不断扩展。其中，教师教育领域的研究最多，尤其是师范生的教育，大致可分为概念研究、教师教育研究、实践应用研究三大类。也有学者构建了基于中小学科学教师的COIR模式，并进行了定性验证。但目前TPACK在在职教师教育中的应用还比较少。基于以上基础，笔者采用设计研究思想，对在职教师TPACK发展模式进行了构建，并运用定量与定性相结合的方式进行验证，以期能促进教师TPACK水平的提升。

2.TPACK与教师发展

教师TPACK是技术知识、内容知识、教学法知识和关于学习、情境构建知识的融合体，对当前我国教师教育技术能力的培养和教师专业化发展的研究具有重要意义。[2]教师专业化发展要求教师在教学、研究能力方面不断提升，这是一个持续、不断深化的过程。在信息化时代的学科教学中，TPK是教师运用软硬件技术进行教学设计的知识和能力，PCK是教师进行学科教学的知识和策略，TCK是应用学科的教学资源知识和能力；TPCK不仅包含教师教学相关的知识和能力的培养，也对教师信息化素养的培养、职业道德修养的提高和科学研究能力的提升有促进作用。因而，教师TPACK知识的不断提升，能促进教师的专业化持续发展，深化教育教学改革。

● 交互白板对TPACK发展的支持

1.交互白板技术

交互白板（IWB）作为计算机的一种输入输出设备，它融合了计算机技术、微电子技术和电子通信技术，并成为人机、人际和认知多重交互的智能型学习平台，为师生信息交流和情感交互搭建了可视化的教学环境。[3]相关研究表明，交互白板技术能够增强教学展示、提升学生的积极性和改善学习效果[4]，由于完善的多重交互、强大的教学功能、丰富的学科素材、高效的资源预设与生成、便利的协同可视化情境创设、及时反馈评价等优势，其在课堂教学中发挥出越来越重要的作用，同时为教师教研及专业化发展提供了便利。

2.运用IWB促进TPACK发展的优势

（1）集成交互技术，促进生成性教学

教师使用IWB进行课堂教学，需要熟练使用IWB的各项功能，这就从技术的角度对教师的操作技能和信息化教学技能提出了要求。另外，从TK角度看，也有助于促进教师TPACK的发展。交互白板教学是由师生不断交互、不断修改课堂预设的过程，可产生比常规教学更多的生成性资源。交互功能带来的生成性教学，从多个角度对教师TPACK的整体发展提供了极大的条件支持和提升空间。

（2）整合优质资源，丰富教学内容

由于教学工具的独特性，基于交互白板的课堂教学与传统课堂和多媒体课堂均有所不同，发挥交互白板独特的教学优势，有助于实现优质资源的共享和交流。动态化的学习内容、优质化的课堂资源、社会化的资源管理，使得教师对所教学科的内容知识及其应用有了较大的丰富和提升，也促进了教师TPACK的发展。交互白板的教学，有利于情境的创设、知识的建构，使得教学相长，有助于完善教师的知识结构，促进教师的专业化成长。

（3）适应多种教学模式，实现多样化教学

在传统课堂或一般多媒体课堂中，教师主要采取以传授为主的教学模式，教学方法相对单一，学生缺乏兴趣和主动性。而21世纪的课堂越来越倾向于提高教师的教育技术应用能力。[5]IWB作为一种现代教育技术手段，可以创设激发学生兴趣和求知欲的活动场景，适应多种教学模式和方法，教师在教学过程中可及时调整教学策略，通过板书、互动等行为，使学生有效参与教学，实现传统媒体教学的本质，促进传统教学与创新教学的有效结合。因此，TK的应用也极大促进了教师PCK应用能力的提升，实现了教师TPACK持续发展，促进了教学的多样化、信息化。

● 提升教师TPACK的PDIR模型

1.第一轮设计研究

设计（第1周）：笔者访谈和课堂观察不同学科的多位教师，对在职教师的教学、科研情况进行了解。在巩固TPACK理论和强化交互白板技术的基础上，设计了教育干预（PDIR），其由TPACK准备（Preparation）、示范观摩（Demonstration）、教学实施（Implementation）、TPACK革新（Reformation）四个阶段组成。

实施（第2～4周）：选取所在学校的十位物理教师进行实践探索，实践地点是在一个拥有交互白板整套设备和一台高性能计算机的多媒体研讨室。为了保证研究的科学性，笔者邀请了一位物理课程论和交互白板应用研究的专家，进行基于交互白板的教学示范展示。按照模型，首先，由一位教师介绍交互白板的功能、TPACK等；其次，由专家进行IWB课堂教学示范展示；再次，每位教师选择一个主题单元，在完成课堂教学设计后进行真正课堂中的实践教学，并录制视频；最后，教师利用IWB视频回放功能，对录制的课堂视频进行评价、反思总结。

评价（第5周）：为每位成员建立电子学档，主要记录反思、IWB功能的使用情况等，选择的主题内容有单元及其教学策略设计、教学方案的设计及录制的视频等。基于电子学档的评价，实质上是一种过程性评价和真实性评价。[6]另外，设计了用于测量教师TPACK的前后测试问卷。不同阶段问卷的题型类似、难易程度相当。采用教师自评估形式，即教师根据自身情况，对照题干并做出“完全不同意”（1分）到“完全同意”（5分）的5级程度的选择，并在此基础上进行编码、计算、统计，题目具有较高的可信度。问卷的问题涉及TPACK的七个元素，每个元素2题，共70分。在实施前完成前测，在此阶段完成一测，并汇总结果。

完善（第6周）：虽然取得了一定的实践效果，但仍存在一些问题。例如，教师在实践中呈现一定的盲目性、目的不明确，这主要是由于实践过程划分不详细、可操作性有待加强、主题内容不突出、缺乏一定的互动交流等。笔者提出了细化操作流程、突出内容单元、加强交流反馈等完善措施。

2.第二轮设计研究

设计（第7周）：针对第一轮存在问题和完善措施，笔者对初始干预措施进行了修改优化（如图1），对初始模型中的四个阶段进行细化，增强可操作性。在强化主题内容和IWB技术的同时，加入反思记录、交流与评价环节等。在实践中，交互白板对整个模型的顺利实施及实施效果起着至关重要的作用，强化了IWB技术的支持。另外，PDIR是一个迭代循环的过程，前一轮的TPACK革新，也是新一轮TPACK准备的基础。

实施（第8～10周）：为减少其他因素的干扰，本轮研究对象、实施环境等仍保持一致。首先，对参与的教师进行TPACK理论介绍，并让教师进行思考、交流与讨论，在此基础上，确定教学主题单元、进行交互白板技术的强化练习，这些内容通常在传统教学中是难以实施的。其次，小组成员观看有经验教师的示范教学，并针对存在问题或发展建议，进行交流评论。再次，录制教师教学。在实施前，教师应先针对主题教学单元，选择合适的教学策略与方法，进行教学方案的设计与预设，准备教学相关的素材。最后，小组成员对回放视频实施评价、反思总结，提出改进建议。在该轮实践中，教师对TPACK有了更深入的了解，基本能熟练使用交互白板，这对提升TPACK起到了极大的促进作用。

评价（第11周）：此次评价仍采用电子学档与量表相结合的方式。但不同的是，在原有的基础上，强化了教师的反思记录和整体性评价。在模型的每个实施环节结束时，笔者都会在电子学档中记录教师的反思情况。完成二测后，汇总测试结果。

完善（第12周）：经过此轮前期环节的实践，教师的TPACK得到了明显提升。教师实践的目的明确、主题突出、针对性强，但个别地方仍有待完善，如互动交流环节中教师的主动性不高、教学实施的效率低等。研究者发现影响教师实施教学效率较低的原因是其利用信息技术搜索资源、进行信息化教学设计的能力较为欠缺，因此提出利用讲座的形式来提升他们的主动性、积极性和教学实施效率的完善措施。

3.第三轮设计研究

设计（第13周）：针对提出的完善措施，笔者对教学实施环节进行了强化。在示范教学环节实施时，进行一些信息化资源获取与教学设计方面知识的补充，完成了促进教师TPACK发展的PDIR模型的构建。

实施（第14～16周）：邀请一位教育技术专家进行专题讲座，介绍信息化资源获取与处理方法及信息化教学设计的实施，为第三环节教学实施的策略设计、素材准备等夯实基础。

评价（第17周）：发现教师教学积极性和实施教学的效率有了提升，他们提出的问题也从原来的某一个因素，逐渐向“如何高效地整合技术、教学法、内容知识”靠拢。教师的反思记录中出现TPK、TCK、PCK、TPCK元素的频率有所提高，TPACK意识和素养有了提升，完成记录和三测并汇总。

完善（第18周）：通过对量表和电子学档情况进行汇总分析，基本构建了PDIR模型，可在此境脉大规模使用或者向类似境脉中进行推广。

● 研究分析及讨论

1.量表分析

量表测试结果汇总如上表，为便于比较各个元素在三轮研究中的提升情况，笔者绘制了折线图（如图2）。

由图2可知，每个阶段的测试结果相比之前均有一定的提升，且不同阶段各元素提升幅度有所不同。一测中提升最明显的元素是TPCK和TK。一方面，由于IWB技术的练习使用，促进了教师技术的提升，但此时技术仍未融入到教师课堂教学中，暂未与教学法、内容知识达到有效的结合；另一方面，对TPACK理论的了解和认识，教师TPCK有了较大提升。在第二轮中，研究者细化了操作流程、突出了内容单元，使二测时TCK、TPCK、PK有了较大提升。针对第二轮中存在问题及提出的完善措施，信息技术搜索资源和信息化教学设计的能力提升了，并使第三轮中TCK、PCK、TPCK的水平再次提升。四个阶段中提升均相对明显的是TPCK，但其值也是同比之下最低的，究其原因是教师之前缺乏TPACK相关理论知识，当补充了相关的知识并进行实践操作之后，教师TPACK整体水平有了明显提升。

此外，TPACK反映了教师的整体水平，在每一轮实施后均有大幅度提升，一方面说明每一轮的完善措施都是影响教师TPACK提升的因素，另一方面也说明教师的TPACK水平还有很大的挖掘价值和提升空间。

2.电子学档分析

从电子学档的记录内容来看，教师使用IWB不仅作为教学工具来分享他们的主题内容知识，增强了学生的理解，同时也作为交流工具来完善人机、人际的交互。大多数教师认为IWB可以有助于他们完成在传统课堂中难以实施的抽象内容和教学策略，促进了TPACK的整合。在实践过程中，由于交互白板能进行形象化、情境化和有效化展示[7]，师生的教与学激情也得到了提升。有教师在教学之余，针对交互白板进行了物理课堂及实验教学的研究，促进了教研能力和水平的提升。

3.研究结果及讨论

从分析可以看出，整合IWB的PDIR模型能够提升教师TPACK的能力和水平，夯实教师的技术、教学法、内容知识，增强专业化发展意识，真正促进了在职教师TPACK的发展。通过实践也可以得出，IWB对教师的TPACK发展具有一定的推动作用。但构建教师TPACK发展模型，在更大范围内及新的类似境脉中使用情况如何，仍需进一步实践。

本研究通过三轮设计研究构建了基于IWB的教师TPACK发展模型，能够有效提升TPACK水平，为在职教师的TPACK发展提供了一个实践案例。但由于在职教师在实践过程中会受到先前教学经历和经验的影响，而且工作繁重、闲暇时间少，很难全身心投入实践等问题，所以本研究仍存在一些不足之处。但随着交互白板在教育教学中的广泛使用，其势必会成为促进教师TPACK发展的一个利器。

参考文献：

[1]Mishra P，Koehler M.TPCK-Technological Pedagogical Content Knowledge[EB/OL].http：//www.tpck.org.2009-11-9/2014-11-5.

[2]陈静.整合技术的学科教学法知识视阈下教师的教育技术能力培养[J].电化教育研究，2009（6）：29-32.

[3]丁兴富.交互白板及其在我国中小学课堂教学中的应用研究[J].中国电化教育，2005（3）：43-46.

[4]Syh-Jong Jang.Integrating the interactive whiteboard and peer coaching to develop the TPACK of secondary science teachers[J]. Computers & Education，2010（55）：1744-1751.

[5]Syh-Jong Jang，Meng-Fang Tsai.Exploring the TPACK of Taiwanese elementary mathematics and science teachers with respect to use of interactive whiteboards[J].Computers & Education，2012（59）：327-338.

[6]南国农.信息化教育概论（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2011：349.

基金项目：河南省社科联项目（SKL-2016-2447）。