基于TPACK框架的信息化教学实证研究

欧坤 陈玲

摘 要：随着社会的发展，信息技术的进步，教育信息化的进程稳步推进，然而高等院校传统单一的教学方式与当前信息社会学生多元获取知识的方式之间的矛盾日益突出。因此，改进高校单一的教学方式，是解决这一矛盾的当务之急。本例，依托信息技术手段，在TPACK框架的指导下，对《综合布线工程》课程深入分析、重新设计、实施和评价，取得了较好的教学效果。实证结果表明，优良的信息化教学是解决当前高校传统授课方式和学生学习方式之间矛盾的有效途径，是提升我国教育信息化的重要手段，是实现我国教育现代化的必经之路。

关键词：TPACK框架；信息化；教学；实证

中图分类号：G202 文献标志码：A 文章编号：1672-4437（2018）01-0027-04

教育信息化是教育与信息技术结合的产物。以信息技术为支撑，创新人才培养模式，改善人才培养机制，提高人才培养目标，是实现教育现代化的必经之路。信息化教学是高校高素质技能型人才培养的一种尝试和创新。

一、TPACK框架概述

TPACK框架，即整合技术的学科教学内容。早在1986年，舒尔曼（Shulman）教授在美国教育研究协会会刊《教育研究者》中发表了一份研究报告，首次提出PCK这一术语，并将其定义为“教师个人教学经验、教师学科内容知识和教育学的特殊整合”。 2005年美国学者科勒（Koehler）和米什拉（Mishra）在此基础之上构建了TPACK框架。

如图1所示，教学过程中，学科内容知识（CK）、教学法相关知识（PK）和运用技术的知识（TK）三个核心要素相互整合，动态得到四个相互作用的元素[3]——即运用教学法则的教学内容（PCK）、通过合理的信息技术呈现的教学内容（TCK）、与信息技术整合的教学法知识（教育技术）（TPK）和整合了技术、教学法的学科内容（TPACK），而TPACK正是处于交集的核心。

由TPACK框架的内涵可以看出其具有以下三方面的特征：

1.TPACK是教师根据教学方法，利用信息技术对学科的教学内容进行重新整合，二次开发的知识。

2.TPACK涉及学科内容、教学法和技术三个层面的相关知识，但并非这些知识的简单组合或叠加，而是要将技术应用到具体学科内容的教学法知识当中去。这就意味着，对TPACK框架的学习和应用，不能只是单纯地强调信息技术，而是应当更多地关注信息技术环境下的“教与学理论”及方法。

3.TPACK是整合了三种要素知识后形成的新知识，由于涉及的条件、因素较多，且彼此交互作用和影响，因此这种知识产生的前提是教师灵活掌握和运用这三种要素，并在实践中去寻找恰当的整合模式。

二、TPACK框架下综合布线工程课程的整体设计

信息化教学是在信息社会背景下，教师根据教与学的知识和规律，融合信息技术手段，对学科教学内容重新建构，是运用了现代教育技术理念的教学实践，同时也是整合了教学技术、教学法则和学科教学知识的教学实践，是TPACK框架的核心思想所在。笔者依据TPACK框架理念，重新整合学科内容，使用信息技术手段，开展综合布线工程课程信息化教学尝试，突破传统教学难题，取得了较好的教学效果。

综合布线工程课程要求学生了解综合布线工程技术的相关概念，掌握水平、垂直设备间、管理间等各子系统所涉及到的相关知识技能。这是一门技术性、实践性较强的课程，重点在于培养学生的操作技能，但由于课程内容较为抽象枯燥，直观呈现的难度大，对学习者来说挑战不小。

笔者通过信息化教学设计，对课程涉及的学科知识（CK）、信息技术相关知识（TK）、结合教学法和教学规律的知识（PK）进行重新分析、研究与整合，对授课情境重新设计，对授课内容的呈现方式加以改进，使得教与学的活动进一步优化，在TPACK框架的指导下对涉及到的教学过程中的方法、技术、资源和活动进一步提炼、整合、优化，促使教师在TPACK框架下教，学生在TPACK框架下学，实现教与学的进一步融合，体现了“做中教、做中学”的教学理念。

（一）TPK—PCK的设计

综合布线工程课程主要针对高职计算机专业大学二年级学生，依据现今综合布线工程师的岗位要求，培养学生弱电设计、部署、测试和验收技能。高职计算机专业大学二年级学生已经掌握了计算机硬件基础知识、网络基本知识和弱电相关知识，能熟练使用计算机、手机和平板电脑，喜欢在操作实践中学习。传统的教学策略和示教方式很难吸引他们，因此，本例将当前流行的虚拟VR体验技术、AR实景演示、网络在线直播技术和弹幕，在适当的教学环节中引入，更好地激发学生的学习兴趣，提高学生主动参与学习的意愿。通过借助VR体验系统，指导学生体验综合布线系统中难以观察和触摸的细节，直接感知技术的实现过程。如采用VR 技术，虚拟体验水平子系统中对RJ-45接头的压接力度，利用AR实景演示系统，虚实结合锻炼技术操作的细节，高清直播演示和弹幕实现水平子系统安装的可视化，示教过程实时分享给每位学生，引导学生掌握重点，突破难點。

（二）TCK—PCK的设计（如图2所示）

1.通过对学科教学内容进行整理和分析，将学科的教学知识分解为：综合布线系统的认识；工作区子系统的布线、施工；管理设备间子系统的布线、施工、测试；水平、垂直子系统的布线、施工、测试；建筑群布线系统的设计施工等五大模块。

2.通过对信息技术重新分析、选择，将所用到的信息化平台和技术分为网络学习平台、虚拟仿真实训系统、VR虚拟体验系统、VR实景演示和在线同程直播系统等多个对教学有帮助的技术和手段。

3.充分考虑TCK各元素间的相互作用，在TPACK框架指导下对TCK重新设计整合，映射得出三大学习情境，分别是整合了VR体验和微视频的布线系统、建筑群布线认识知识；整合了AR实景演示、高清同程直播的各种线缆的端接、配线架、模块安装、测试的知识和整合了虚拟仿真实训系统和学习游戏的综合布线技能的训练、测试知识等。

TCK的整合设计并非将信息技术简单叠加，也不是学科教学内容粗放切割，而是在充分考虑各种信息技术的优势和学科内容呈现以及示教的特点后进行的优势组合，弥补了传统学科内容和示教的缺憾，合理的将学科教学内容设计在不同的学习情境中，可以指导学生快乐学习、自主探究。

三、TPACK框架下的教学实施和考核

综合布线工程是操作性较强的课程，重在培养学生的实操动手能力。教学中将基于TPACK整合的相关内容知识，分布在不同的教学情境中进行传授，让教与学均在TPACK框架下进行，其特点主要包括以下三点：

（一）分阶段教学，知识技能阶梯递进。以建构主义学习理论为指导，引导学生自主建构预学知识技能，分阶段逐步完成学习任务，逐步掌握知识，锻炼技能，提升职业能力。根据信息化教学设计的内涵要求，将教学实施过程分为课前导学、课中做学和课后用学三个阶段。

课前导学阶段，学生合理分组，通过网络学习，在网络课程平台中了解每个教学情境的学习目标，把握学习进度，在线领取学习任务，开展协作和自主探究学习，初识课程的相关内容和技能，利用讨论区相互讨论探究，并参加在线测试，初步完成相关基础知识的储备。同时教师在网络课程平台发布教学任务和资源，在讨论区答疑解惑，查看在线测试结果，初步掌握学情，作为因材施教的依据。

课中做学，通过VR技术的虚拟体验、AR实景演示、实践操作、观摩高清直播示范、弹幕实时交流等方式，虚实结合、理实对照实操演练，逐步练习和掌握技能，突破重点，攻克难点。

课后用学，此阶段是技能规范化提升的关键阶段，通过实训室实操初级练习，基本掌握了各个教学情境中的技能，然后走进施工现场，在企业导师的带领下，按照企业的规范和标准实际锤炼课中所学，提升职业技术能力。

三个阶段目标不同，技能要求不等，环环相扣，层层锻炼，实现课前初识技能、课中演练技能和课后锤炼技能的学习目标，如图3所示。

（二）尝试为学生构建三维学习区。学生利用课余时间，在校园、宿舍等具有校园无线网络接入的区域实现课前预习、讨论、探究和测试，课中在综合布线专业实训室动手练习及课后去企业生产现场实施工程项目。让学生树立“在现场”的观念，即校园其他区域（非教学区）、综合布线实训室、企业生产现场均是学习操练的场所，引导学生在现场学、现场练、现场测、现场赛和现场用，以此实现地域三位一体、时域线上线下分时互动、空域双导师实时引导的三维学习区，逐步指导学生实现对知识技能的启化、内化和转化（如图4所示）。

（三）阶段过程发展考核，全方位监控学生的学习。本课程的考核采取分阶段发展考核形式，课前导学考核用以考察学生感知知识的程度，完成课前知识储备，占比30%，是课堂分类示教的依据；课中做学考核重在操作技能，考核学生在学校导师指导下对技能掌握的熟练程度，占比40%，是学生在企业生产中进行课程实习点拨提升的依据；课后用学考核用以检验学生在企业导师的指导下应用技能技术的能力，占比30%，是锤炼技能、实现职业能力提升的重要阶段。三个阶段的考核范围相异、侧重不同，对技术技能要求逐步提升。通过三个阶段的过程发展考核，达到全方位监控、引导和指导学生由锻炼技能到职业能力提升的目标。

四、TPACK框架下的信息化教学效果分析

（一）参与课程学习时学生态度积极。在实施信息化的教学过程中，利用教学情境的优化设计，恰当的引入学科教学内容，运用合理信息技术等手段的适时呈现，充分激发了学生的学习热情，增强了学生的学习兴趣。

（二）学生自主参与学习的广度扩大。网络课程平台对学生参与活动的雷达图显示，学生在整个课程教学中，参与度和有效完成活动内容的情况较以前传统的课程教学有明显的提升。

（三）学生对学科知识技能掌握的深度延伸。通过设置课程实训和课程实习两个维度，学生在实习后，从学生参加技能大赛获奖情况和企业录取弱电工程师的人数可以看出，通过信息化实训教学，学生的职业技能较之以前有大幅提升。

综上所述，通过综合布线工程课程的实证研究，在TPACK框架指导下重新整合学科知识技能，分析教学过程中涉及到的各种动态关系，对TCK、TPK、PCK和TPACK各个核心元素深入研究，对课程的教学策略、教学内容、教学实施和考核进行重新设计。实践中，将课程内容融入教学的基本法则，编排教学情境，通过合适的信息化手段呈现，在建构主义学习理论的指导下，开展信息化教学实施、评价，能够取得较好的教學效果。

参考文献：

[1] 金鑫，疏国会.论TPACK视阈下的信息化教学设计——以企业网站建设与维护课程为例[J].科教导刊， 2015（6x）：121-123.

[2] 赵子云，基于TPACK的《现代教育技术》实验课教学设计与实现[D].武汉：华中师范大学，2014.

[3]齐灿，张宏.TPACK框架下高校青年教师信息化教学能力的培养[J].中国成人教育，2013（7）：137-139.

[4]封旭，尹东明.高职网络综合布线课程信息化教学设计的具体应用[J].时代教育，2013（11）：59-61.

[5]魏逸娜，基于TPACK框架的师范生信息化教学能力调查[J].中国教育信息化，2017（10）：73-77.