基于TPACK框架的教学设计模式研究

李惠芳+代红兵+李嘉怡+冯焕华

摘 要：TPACK框架为“信息技术与课程整合”提供了新的思路，文章在分析TPACK框架的内容和教学设计模式构成的基础上，阐述了TPACK框架對教学设计的启示，构建了基于 TPACK框架的教学设计模式，并分析了此教学设计模式的各个组成部分。

关键词：TPACK；信息技术与课程整合；教学设计模式

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）04-0056-04

一、TPACK 框架的背景及内容

TPACK框架是“信息技术与课程整合”发展的第三阶段。以美国为代表，其整合途径与方法的研究大致可划分为三个发展阶段：第一阶段关注学生基于网络的自主学习和探究，第二阶段究关注如何运用技术来设计课程。这两个阶段都特别关注技术和学生，而没有认真关注整合过程中教师的知识所起到的重要作用。针对这类问题，美国学者科勒（Koehler）和米什拉（Mishra）于 2005 年在舒尔曼（Shulman）提出的学科教学知识（PCK）的基础上提出了整合技术的学科教学知识，即TPACK（Technological Pedagogical And Content Knowledge）[1]。

TPACK框架是学科内容（CK）、教学法（PK）和技术（TK）这三种知识要素之间的复杂互动，是它们整合后形成的一种新知识。 三种知识要素之间的互动关系如图 1 所示。

CK-学科内容知识是指实际被学生学习或教授的学科知识。包括两个维度：C1K-学科统领性内容（具体学科教学大纲、课程标准的知识）、C2K-学科内容知识（具体学科的思想、概念、方法、关系等知识以及具体学科与其他学科关系的知识）。该类知识专业性较强，学科不同，层次不同，所涵盖的内容也大不相同，因此，对具体学科的授课教师来说，深入理解其学科的基础知识显得尤为重要。

PK-教学法知识是一种通用的知识类型，包括两个维度：P1K-学生学习过程的知识（主要包括发展心理学和教育心理学知识）和P2K-支持教学的方法和策略类知识。这些知识通过课程设计、课堂管理、教学评估等教学环节体现出来。掌握教学法知识要求教师做到深入理解学生的学习过程，即能够理解学生获得知识、掌握技能和能力提升的过程，在此基础上，教师才能更好地理解教学过程，从而合理地运用策略和方法类知识来设计和开展教学活动。

TK-技术知识，这里的技术指的是运用到教育中的“教育技术”，包括传统技术和数字技术。技术知识包括三个维度：T1K-对具体技术教学功能的可供性和限制性的理解， T2K-教学工具操作方法的知识，T3K-有关学习新技术的方法的知识。随着时间推移，大多数传统的教育技术变得非常普遍，取得了感知透明性，教师能够熟练运用它们。然而，相对而言，数字技术却是千变万化、频繁更新的，因此我们要避免陷入“功能固着”，需要不断更新自身的技术知识，以发展的眼光看待技术的可供性和限制性，学会流畅地运用技术解决教学问题。

境脉是指教学班级中的信息化教学设施、学生情况、班风等因素相结合的具体环境以及他们之间的相互作用关系。不同班级有不同的境脉，同一班级的不同时期境脉也不同。其中任何一个因素的变化都会引起具体境脉的变化，教师作为课程的设计者，需要有敏锐的洞察力和分析能力，并且能够积极地调整教学方案来适应变化的境脉。

PCK-学科教学知识，指使用相应的教学方法、策略来组织特定教学内容的知识。该类知识的形成依赖于独特的学科内容、独一无二的教学经验和教育学知识的整合。

TCK-整合技术的学科知识，指使用相应的技术来表征特定教学内容的知识。该知识的掌握需要对技术和学科内容互相影响和限制方式有很好的理解。在一定程度上，因为技术的限制性，其表征类型也受到限制，不同的技术支持不同的内容表征。同样的，不同的学科内容也限制了采用的技术类型。

TPK-整合技术的教学法知识，指使用相应的信息技术来支持特定的教学方法的知识。整合的实质是教学方法的技术映射。TPK的重要部分是教师需要为具体的教学法目的重新配置技术，创造性和灵活性地使用已有的工具。

TPACK-整合技术的学科教学知识，指使用各种支持性的信息技术来开展某学科内容教学的知识。实质是对CK、PK、TK之间相互作用的理解。教师面对的每个“劣性问题”都是这三个要素的独特整合，不同的教师、教学境脉，整合出的教学方案也不同。教师需要对CK、PK、TK的每一个领域都有较高的认知流畅性和灵活性，更需要在它们的交叉中发展这种灵活性，达到对具体教学境脉的高度敏感性，这样才能设计出较优的教学整合方案。

二、基于TPACK框架的教学设计模式

1.教学设计模式简述

教学系统设计模式是系统地再现教学设计过程的一种理论化的简约形式。它是一套程序化的步骤，旨在告诉教学设计者按照什么步骤和方法进行教学系统的设计。由于教学系统的范围、层次以及设计人员的工作环境、专业背景等差异，使得他们对教学设计的理解不尽相同，因此产生了不同的教学设计模式。尽管这些模式各有不同，但它们都包含了相同的要素（学习者、目标、策略和评价）和相同的设计环节（教学目标、策略和评价的设计）。从理论基础来看，教学系统设计模式可分为三大类：

（1）以“教”为主的教学设计模式。该教学模式的优点是教师是课堂活动的中心，便于教师组织和监控教学过程，有利于师生的情感交流，具有传递知识高效、系统的特点。缺点是极易出现教师完全主宰课堂、忽视学生是学习主体的现象，不利于培养学生的创新思维和创新能力。

（2）以“学”为主的教学设计模式。该教学模式强调学生是知识的主动探索者和发现者，而非被动接受者，教师要为学生创设尽可能真实的“学习情景”，并且让学生通过“协作学习”来完成自身意义的建构。因此，此类教学模式有利于学生主动性的发挥，有利于学生创造性思维和能力的培养。当然，此教学模式也极易走向几个极端：忽视教师的指导作用，忽视师生的情感交流，因自由度过大偏离教学目标。

（3）以“教师为主导、学生为主体”的教学设计模式（“主导—主体”教学设计模式）。该模式是由何克抗教授提出的“中国化”的教学设计模式，它既体现了我国的教育实际，又充分吸收了以上两种教学模式的优点。其强调学教并重，即在教学过程中，教师的主导作用和学生的主体地位均要得到充分的重视。按照此模式形成的教学活动中，教师是教学过程的组织者和指导者，学生是知识的意义建构者，教材不再用于教师向学生灌输知识，而是作为学生主动建构知识意义的对象，教学媒体既可用于辅助教师演示教学内容，又可用来创设学习情境，协作学习。

2.TPACK框架对教学设计的启示

TPACK框架是作为教师的知识结构提出来的，它的应用研究主要集中在培养教师的TPACK方面，但是研究教师知识的最终落脚点不只是知道如何完善教师的TPACK，而是需要教师理解如何运用自身的TPACK来设计和改善教学。TPACK框架是教师的知识框架，教师能够很好地运用TPACK来指导教学设计才能真正地体现TPACK的价值。因此将TPACK框架和教学设计模式结合起来研究是很有必要的。

通过对以上三种教学设计模式的分析可知，“主导—主体”教学设计模式和TPACK框架的思想存在一致性：教师要在充分理解学生学习过程的基础上，流畅地运用技术来表征学习内容、设计教与学的方法，促进学生对知识的意义建构。因此，笔者将TPACK框架和“主导—主体”教学设计模式相结合，对“基于TPACK框架的教学设计模式”进行研究。

3.基于TPACK框架的教学设计模式

该教学设计模式可划分为四个大阶段和十二个小阶段：前期分析阶段由学习者分析、学科统领性内容分析、教学环境分析和（TPACK）-前期启示分析四个小阶段组成；中期分析阶段由教学内容分析、教学方法设计、教学资源设计三个小阶段组成；第三个大阶段就只包括TPACK-整合方案设计阶段；最后实施和评价阶段由TPACK-整合方案实施、学习效果形成性评价、修改教学、总结性评价四个小阶段组成。该教学设计模式的结构如图2所示。

接下来将对每个模块的内容进行介绍，由于第四大阶段中的方案实施阶段和评价阶段联系比较紧密，因此第四大阶段就将这三个小阶段整合起来说明，不再分小阶段介绍。

（1）学科统领性内容分析

该阶段的目标是分析具体学科的统领性思想、教学大纲和课程标准，并总结出它们对教学内容的要求。该阶段，教师主要运用到CK中第一维度的知识：C1K-学科统领性内容的知识，因此笔者将此阶段分析得到的知识记做（C1K）-学科统领性内容的要求。

（2）学习者分析

该阶段的目标是深入、全面地分析学生的智力因素和非智力因素，并总结出这些特点。非智力因素包括：目标学习者的学校、年级和班级，学习者在学习该学科内容时的认知特点，学习者共同的生理和心理特征等。智力因素包括学习者已经具备的该学科的知识基础、操作技能和生活经验等。

根据该阶段的目标，教师主要运用到PK中第一维度的知识：P1K-有关学习者分析的知识，同理，此阶段分析得到的知识记做作（P1K）-目标学习者特征的知识。

（3）教学环境分析

该阶段的目标是对特定教学环境中的技术进行分析，并总结出技术的教学功能可供性和限制性。这里的技术是狭隘的技术，专指可用于教学的技术，包括传统技术（例如粉笔、教科书）和数字技术（例如交互式电子白板、多媒体计算机）。传统技术的教学功能相对比较透明，教师需要着重分析数字技术，首先应分析教学环境技术的配备情况，接着分析它们的特点，最后根据特点判断它们教学的可供性和限制性。

该阶段，教师主要运用到TK中第一维度的知识：T1K-对具体技术教学功能的可供性和限制性的理解，同理，此阶段分析得到的知识记作（T1K）-具体教学环境的技术教学功能的可供性和限制性的知识。

（4）（TPACK）-前期启示分析

分析前三個阶段得到了三种知识：（C1K）-学科统领性内容的要求、（P1K）-目标学习者特征的知识、（T1K）-具体教学环境的技术教学功能的可供性和限制性的知识。这三种知识的整合将会对教学内容、教学方法和信息技术的选择产生影响，由于还未涉及深入的教学内容分析，因此这三种知识都比较宏观，它们再次整合得到的知识也比较宏观，即启示类知识。 （C1K）和 （P1K）整合得到（P1C1K） -学习者特征对教学内容选择的启示，（C1K）和（T1K）整合得到（T1C1K）-教学技术特征对教学内容表征的启示，（P1K）和（T1K）整合得到（T1P1K）-学习者特征对教学技术选择的启示。除此以外，（C1K）和C2K-学科内容知识整合得到（C2C1K）-学科统领性内容对教学内容选择的启示，（C1K）和P2K-支持教学的方法和策略类知识整合得到（P2C1K）-学科统领性内容对教学方法设计的启示，（P1K）和P2K-支持教学的方法和策略类知识整合得到（P2P1K）-学习者特征对教学方法选择的启示，（T1K）和P2K整合得到（T1P2K）-教学技术特征对教学方法设计的启示。

通过以上分析可知，学习者、教学环境和学科统领性内容均对教学内容、教学方法和信息技术的选择产生了很多启示，按照启示的对象可将其划分为三大类：①（CK）-对教学内容选择的启示，包括 （C2C1K）、（P1C1K），简写为（CK）-启示；②（PK）-对教学方法选择的启示，包括（P2C1K）、（P2P1K）、（T1P2K），简写为（PK）-启示；③（TK）-对技术选择的启示，包括（T1C1K）、（T1P1K），简写为（TK）-启示。为了与后面分析教材得到的教材启示区别开来，又能体现这是教学设计前期分析的结果，这里把（CK）-启示、（PK）-启示、（TK）-启示重新表示为（CK）-前期启示、（PK）-前期启示、（TK）-前期启示，将这些启示整合得到总的启示，记为（TPACK）-前期启示。

（5）教学内容分析

该阶段的目标是对学生要学习的知识进行深入分析，确定教学内容，包括教学主题、知识点和教学目标。该阶段可分两步执行，初分析阶段和再分析阶段。根据初步分析阶段的目标学科统领性内容的要求对相关教材内容进行分析，总结出教材内容对教学的启示。教材是教学设计的重要参考资料，它的权威性毋庸置疑，但是也存在不足，尤其在信息时代，纸质化教材表征功能欠缺、缺乏情境性、无法及时更新等不足就更加凸显了。因此，深入地分析教材内容是很有必要的。初分析阶段，要求教师深入地分析教材的编排结构，相关知识点的内容、结构、类型和教学活动、教学评价等内容，并且对它们的有效性进行评价。教材内容在不同程度上涉及到教学过程的各个方面，因此教师对其分析时需要运用到TPACK的各类知识，也将得到教材内容对教学的启示，记为（TPACK）-教材启示。教材分析透彻后，教师应将（TPACK）-前期启示和（TPACK）-教材启示相结合，分析得到总的启示，记为（TPACK）-总启示即对教材内容取舍和完善的启示，该知识的三个核心要素是：对教学内容选择的总启示，记为（CK）-总启示；对教学方法选择的总启示，记为（PK）-总启示；对技术选择的总启示，记为（TK）-总启示，（TK）-总启示又可分为（TK）-教学表征设计总启示和（TK）-教学方法设计总启示。

再分析阶段，要求教师综合考虑前三个阶段和初分析阶段的结论，确定教学内容，记为（CK）-教学，包括教学的重难点、各知识点的教学目标。

（6）教学方法设计

该阶段的目标是确定具体教学内容使用的教学方法并对教学方法进行选择和信息化设计。本阶段主要设计具体知识点的教学方法， TPACK整合阶段再对教学流程进行设计。教学方法设计包括两个层次：①教学方法的选择。此阶段教师需要考虑：教学内容各知识点的类型，学生在学习新知识点时可能会遇到的困难，什么教学方法可以既让学生学到知识又能够培养学生合作、探究和创新的能力；②教学方法的信息化设计。此阶段教师需要考虑：信息化的教学方法有什么优势，哪些信息技术可以用于教学方法的设计以及怎样设计。第①阶段，教师整合（CK）-教学、（PK）-总启示和PK得到PCK-学科教学知识，并且运用该知识选择合适的教学方法。第②阶段，教师整合PK-学科教学方法知识（前一阶段得到的PCK中的教学方法知识）、（TK）-教学方法设计总启示和TK得到TPK-整合技术的教学法知识，并且运用该知识设计出信息化的教学方法。

（7）教学资源设计

该阶段的目标是确定具体教学内容的表征方式，并对教学资源进行初步设计。这里的教学资源不包括教学评价的资源。该阶段，教师需要考虑：教学内容各知识点的类型，学生在学习新知识点时可能会遇到的困难，如何设计资源可以让教学内容既生动、形象又能更好地支持教学活动。本阶段要求教师整合（CK）-教学、（TK）-教学表征设计总启示和TK得到TCK-整合技术的教学内容知识，并且运用该类知识设计出支持教学的媒体素材、网络课件等资源。

（8）TPACK整合方案设计

该阶段的目标是在一定的境脉下，确定具体教学内容的表征方式和教学方法并设计整合方案。该阶段，教师整合PCK、TCK和TPK三种知识得到TPACK-整合技术的教学内容知识，并且运用该类知识和PK中教学流程设计的知识，补充和完善前面阶段的整合方案。教师在前面的阶段对整合方案进行了部分设计，但由于整合程度不够，还需要在该阶段再次整合然后对其补充和完善。以教学设计方案为例，教师还应该对教学的流程进行设计，整合得到具备一定操作性的设计方案。整合方案包括完整的教学设计方案、多媒体教学课件、学习参考资料、教学评价量表等支持教学的资源。当然，教学境脉是变化发展的，整合方案也是变化发展的，教师需要根据具体的境脉对整合方案做出调整以便更好地支持教学。

（9）实施和评价阶段

该阶段要实施第五阶段得到的TPACK方案，在实施的过程中，要求教师特别关注对学生的学习效果进行形成性评价和总结性评价，并根据形成性评价的结论及时调整和改進教学工作。实际上，TPACK方案的实施已经包括评价环节的实施，这里单独把评价环节列出来是为了强调它是实施阶段的重要环节，是整合方案趋向于完善的调控环节，教师应给予充分的重视。在“教学方法设计”阶段，“设计评价方法”是其重要的环节。信息时代，教师应合理地运用信息技术来支持评价方案的设计，使得教学诊断更全面、更准确，更好地为改进教学提供参考，例如在线问卷调查系统、电子档案袋系统、试题库系统以及电子评估系统的设计。

三、结束语

TPACK框架是一个描述教师知识结构的概念性框架，它指出了教师应该具备的知识体系，但没有告诉教师如何将其与教学设计相结合。笔者通过大量的文献研究，分析得到了TPACK框架对教学设计的启示，构建了基于 TPACK框架的教学设计模式并对其组成部分进行了分析，旨在为广大教师提供一种新的教学设计的思考方式和设计模式。本研究的下一阶段将以“基于TPACK框架的教学设计模式”为基础，结合具体学科的教学内容进行基于TPACK框架的教学案例设计。

参考文献：

[1]袁智强.数学师范生整合技术的学科教学知识（TPACK）发展研究[D].上海：华东师范大学，2012.

[2]何克抗.TPACK——美国“信息技术与课程整合”途径与方法研究的新发展（上）[J].电化教育研究，2012（5）：5-10.

[3]何克抗.TPACK——美国“信息技术与课程整合”途径与方法研究的新发展（下）[J].电化教育研究，2012（6）：47-56.

[4]詹艺，任友群.整合技术的学科教学法知识的内涵及其研究现状简述[J].远程教育杂志，2010（4）：78-87.

[5]余胜泉，吴娟.信息技术与课程整合[M].上海：上海教育出版社，2004：17-112.

[6]何克抗，李文光.教育技术学[M].北京：北京师范大学出版社，2002：143-188.

（编辑：鲁利瑞）