TPACK结构下初中几何微课在课堂教学中的设计与应用

李嘉怡，代红兵，李惠芳，冯焕华

（云南大学 信息技术中心，云南 昆明650091）

TPACK结构下初中几何微课在课堂教学中的设计与应用

李嘉怡，代红兵，李惠芳，冯焕华

（云南大学 信息技术中心，云南 昆明650091）

整合技术的学科教学知识（TPACK）是信息时代对教师提出的全新要求。文章力求结合TPACK知识与微课的契合点，分析微课课堂教学的优势所在，设计出适合课堂教学的初中几何微课模式，并对其在课堂中的应用过程进行研究。

TPACK；微课；课堂教学

信息技术日新月异的变化已然演变成推动课堂教学改革的主力，探索普世化的教育规律已成为过去，而今创设情境化的教育场景以提高教学质量已成为教师的共识[1]。教师的TPACK能力要求教师对所教授学科内容知识（CK）的深度进行探索，广度进行拓展，要求教师将信息技术知识（TK）辅助教学的观念渗透于课堂教学中，要求教师结合学生的学习特征采用适当的教学法知识（PK）来提高课堂教学效率。微课对教学内容以组块进行划分，并根据学习者认知特点进行内容呈现，增强认知负荷正迁移，减小认知负荷负迁移，进而促进学习最大化。TPACK理论本身具有高综合性与高情境性，它要求教师能综合并协调好自身知识结构与科学知识体系之间的关系，设计出因“境”制宜的TPACK微课程[2]。

一、教师TPACK能力与微课的关系

TPACK是 2006年由美国密歇根州立大学的Mishra和Koehler在Shulman的PCK的基础上提出的。TPACK的核心在于技术（TK）、学科内容(CK)和教学法(PK)等各种知识的动态平衡，如若能将这种平衡应用于微课的设计与制作中，不仅可以调动教师参与课程设计的意识和热情，还可以提高教师在课堂中运用信息技术的水平。在教学中，教师与学生共同总结课堂教学效果，反思微课设计流程，更好平衡教师TPACK各要素之间的关系。

从目前的理论研究与实践探索来看，TPACK面临理论发展太快、实践操作步伐缓慢的不协调局面。教师可以通过设计微课来提高自身的 TPACK能力，而TPACK能力越综合、越出色的教师也越能设计出优秀的微课。微课是信息时代的产物，是信息技术与课程深度整合的具体表现与全新诠释，而TPACK是信息技术与课程整合发展的第三阶段[3]，TPACK与微课结合定会迸发出新的火花。

二、课堂微课教学的优势

1.微课形成课堂教学层次

课堂微课教学形成了一种“大课套小课”的课堂教学层次，一定程度上减小了教师的教学压力，教师有更多的时间与精力观察学生学习微课时的行为与反应、情感与态度，并能在此过程中对学生的反应给予形成性评价，以达到更好的教学效果。

2.课堂微课与线上微课的区别

线上微课的代表可汗学院的微课设计层次参考了“知识地图”的理论，以期使碎片化的知识点形成连续性与系统性[4]，而在课堂教学中，教师全程扮演引导者与监控者的角色，可以随时帮助学生掌控学习步骤。

3.微课教学与传统教学的比较

课堂微课不仅可以达到传统课堂知识教授与道德培养的双重教学效果，而且大大削弱了对学生学习自主性的要求。换个角度来讲，微课可以在课堂与课后教学中结合使用，由课堂至课下，不仅是教学的延伸，而且是教学资源的重复循环使用，是学生对所学知识的查缺补漏与知识理解的一种拓展。

三、TPACK结构下的微课设计

美国学者B.Joyce和M.Weil将教学模式概括为四种：信息加工教学模式、个性化教学模式、合作化教学模式、行为控制教学模式[5]。本研究在仔细分析其对各教学模式的定义后，提出了以课堂教学为前提、以教师TPACK能力为基础、个性化与合作化教学模式相结合的微课模式图，如图1所示。

图1 TPACK框架下的初中几何课堂微课教学模式图

如图1所示，所谓TPACK框架下的初中几何课堂微课教学模式是指在微课教学的具体设计过程中，首先进行学情分析，然后根据TPACK理论中的TK(技术知识)、PK(教学法知识)、CK（学科内容知识）对微课各设计要素明确分类，再根据学生的课堂反应与反馈评价对微课设计中的PK与TK进行不断修改（CK涉及学科内容的广度与深度，与教师的学科专业素养有关，后期只能完善，很难修改），最终建构动态的、以学生为主体、教师为主导的微课教学资源。需要注意的是，此微课模式中CK、PK、TK三个模块的分析，并不是以线性方式进行，在实际操作过程中，教师可以结合自身情况灵活应用，使其发挥最大效益。

TPACK结构下的微课模式应用主体是学生，因此设计重点不在于教学设计，而在于学习设计。在这短暂的不到十分钟的时间里，教师将课堂的主动权与掌控权完全交给学生。下面笔者结合教师TPACK能力，就几何微课设计中的各要素进行一一分析。

1.学情分析

学习者特征分析：微课设计中的学习者特征分析应以学习目标为前提，分析学习者的最高认知水平与最低认知水平，确定适合大多数受众的认知目标。根据范·希尔思维水平理论，将学生几何思维水平设定为描述、分析水平，学生需用合适的文字语言描述各几何要素（如点、线、面）之间的关系，并通过动手实践对几何性质进行归纳[6]。通过课堂观察、课前测验等方式确定学生的认知结构、学习态度及学习动机。

学习环境分析（境脉因子）：微课设计中的学习环境包括微课开发环境（学校相关政策支持）、微课设计环境（学校使用信息技术辅助教学的氛围）、微课应用环境（学校硬件条件）达到高度统一，才能保证教学目标的实现，即知识与技能、情感与态度的良好迁移。

2.学科内容知识（CK）分析

学习内容划分：通过作业分析、教师的课堂观察及教学经验，根据学生的认知水平，选择适合大多数学生特征的粒度（层次）进行学习内容划分。

知识对象选择：对学习内容中的重难点部分进行微课设计。通过课前测验及教学评价找出学生理想知识基础与现实知识基础之间的差距，根据课程标准及考试大纲，选择适合用信息技术进行呈现的微课教学知识点。

内容信息加工：针对微课制作的知识对象，结合要达到的教学目标，将其置于整个初中几何知识框架中，进行以各科目知识为轴线的横向与数学知识为主的纵向教学信息加工，使知识对象变得饱满丰富。

3.教学法知识（PK）分析

内容组织方式：在教学内容以合适粒度划分的基础上，进行二度整合，寻求教学内容的最佳组织方式。如讲解平行四边形与长方形的性质时可以通过图表法列举其异同点，以利于学生理解。

信息传递策略：教学信息传递以视频演示为主，教师讲解为辅。利用学习者的行为参与强化学习者的记忆曲线。需要学生记忆的知识内容，应采用手写方式进行强化。知识的呈现方式应从大到小、从外到内、从头到尾依次展开。对知识点中晦涩难懂的部分，应适当添加一些个性化链接，以促进学习者的理解。

课堂教学梯度：课堂教学由于时间、空间等限制，很难做到个性化教学，而学生的学习基础与学习能力存在很大差异，因此需要我们对不同的学生提出不同的要求，即课堂教学目标梯度。接受能力较低的学生可以通过课下继续观看微课等方式，达到教学目标的纵向统一性，基础较好的学生则可以通过课外学习资源，拓展教学目标的横向梯度。

师生交互方式：加强微课设计与课堂教学之间的对话，在呈现微课之前，充分调动学生的情绪，使其积极参与到整个教学活动中；在微课教学之时，应注意观察学生的表情变化，并以眼神予以鼓励；在微课教学之后，通过师生、生生问答等环节来进行课堂交互。

4.技术知识（TK）分析

媒体组织策略：教学媒体组织应以能充分调动学生的多种信息器官进行学习为最终目标。需要注意的是，媒体传递信息的过程中，应避免过分形象化对学生思维培养的不利影响。

情境开发策略：在进行学习情境开发时，应联系生活实际，激发学生求知欲。学习情境要支持并使学习者产生认知冲突与情感冲突，使学生的注意力达到最大限度集中。例如设计几何概念区别性特征时，可在微课视频中加入文本框进行提示，用加粗、划线等方式进行重点强调，或者通过局部放大来激发学生的好奇心，通过箭头符号等的指引形成思维的连贯性。

资源管理策略：理论上来讲，学习资源库是一个庞大的数据库，包括纸质教材、教案、教辅、几何模型、教师博客、多媒体素材、有意义的新闻资源等。为了制作微课时更好利用这些资源，需要以几何知识点为模块进行分类管理，先搭建框架，再填充内容。例如先按三角形、四边形等进行一级分类，再按全等三角形、相似三角形等进行二级分类，依次类推。通过不断优化改进，构建树状资源管理库。

巷道底板拉底到位后，采用预应力全长锚固注浆锚索进行底板加固，防治底鼓。底板注浆锚索“五花”式布置，排距2 000 mm，间距2 000 mm。锚索直径22 mm，长度6 300 mm。为简化施工工艺，利用底板注浆孔预埋、安装锚索。具体工艺为：底板注浆孔打设完毕后，插入锚索，并一次灌入适量水泥浆，使锚索预锚固长度达到2 000 mm。7 d之后、待预埋锚索的锚固端(即孔底水泥浆)凝固以后，对钻孔进行带压注浆，注浆材料仍使用水泥浆。注浆完成8 h后，对锚索进行张拉预紧，预紧力不小于250 kN。一次施工完毕。

四、微课在课堂教学中的应用

微课在课堂教学中的应用流程见图2。

图2 微课在课堂中的应用流程

首先，教师应在课前布置学生通过教材及教辅材料完成相关预习任务，并记录在整个预习过程中所遇到的疑惑与问题。这个环节对学生的自主学习能力有一定要求，也是保证微课课堂教学成功的关键所在。

其次，教师必须在课前明确教学目标与评价规则，对最后的学习成果进行预先定义，建立达到学习成功的标志，并依据学习者特征（认知水平、学习能力、性格特征、性别）进行分组，学生需带着自己的问题与教师提出的教学目标一起学习微课。

再次，将依据TPACK理论设计制作的微课展示给学生，在学生学习过程中，教师要充分观察记录各小组的学习行为与反应，并能适时给予评价。

第四，要求学生以教师安排好的小组进行协作学习。小组讨论的目的在于补充教学纵向梯度造成的差异，通过群体智慧不仅可以完善和深化学习个体对知识的掌握与理解，还可以鼓励一些基础较为薄弱的学生重拾自信。

第五，由学生对所学内容提出问题，教师解答或者生生互答。将传统教学中的师生单向交流或双向交流变成师生、生生间的多向交流，有利于调动学生热情，形成人人参与的课堂氛围。

第六，教师根据学生的课堂表现结合自身专业知识素养提出问题，通过小组讨论、教师引导的方式解决，变“孤军奋战”为“群策群力”，更有利于培养学生的集体协作精神与积极态度。

第七，教师与学生共同进行评价与总结。教师运用形成性评价对整个教学过程进行监控指导，学生对微课的教学流程及教学效果等做出评价，以利于微课的完善与修改。

五、结束语

教师拥有的知识结构与科学知识体系存在很大的差异，后者系统性更强，逻辑性更严，客观性更足。TPACK知识的提出，帮助教师将自身知识更系统、更严谨地表达出来，充分发挥课堂教学的魅力。TPACK知识与微课设计应用的发展应是相辅相成的，缺少理论支撑的设计乏味单调，缺少实际应用的理论徒有其名。微课对教师而言是教学手段，对学生而言是学习工具，对教育专家而言是多种学科渗透的通道。所以，如果将微课运用在课堂教学中，无论对教师还是学生，都是大有裨益的。

[1]王慧霞.教师专业发展新视阈:基于教育现象学的生活体验研究[J].淮海工学院学报(社会科学版),2009(2): 127-130.

[2]蔡敬新,邓峰.“技术-教学-学科知识”(TPACK)研究:最新进展与趋向[J].现代远程教育研究,2015(3):9-18.

[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].中国电化教育,2012(6).

[4]张一川,钱扬义.国内外“微课”资源建设与应用进展[J].远程教育杂志,2013(6):26-33.

[5]Bruce J.,Weil W.,Calhoun E..教学模式[M].北京:中国轻工业出版社,2004.

[6][美]D.A.格劳斯编,陈昌平等译.数学教与学研究手册[M].上海:上海教育出版社，1999:483-498.

（编辑：鲁利瑞）

G434

：A

：1673-8454（2017）06-0057-03