小学数学新教师TPACK现状——以天津市某区为例

杨宝忠，孟 晶



小学数学新教师TPACK现状——以天津市某区为例

杨宝忠1，孟 晶2

（1．天津师范大学 初等教育学院，天津 300387；2．南京永泰路小学，江苏 南京 211100）

以天津市某区小学数学新教师作为研究对象，对其TPACK的现状开展调查，发现新教师的技术知识水平整体较高，但课堂使用单一技术的频率较高；只会使用单一技术来展现数学教学内容之间的联系，不能够较好地灵活使用技术顺应数学教学内容的多样化；利用技术与教学法的整合方法过于单一，对于一些体现数学专业的工具使用较少；能运用PPT、投影仪等简单技术进行教学设计、创设教学情景，但没有运用技术进行课堂管理和教学评价．

小学数学新教师；TPACK；教学实践

1 问题提出

在21世纪，越来越多的技术被发明、被应用，深刻影响着人们观看世界和思考问题的方式、获取信息及表达观点的途径．整合技术的学科教学知识（TPACK）是信息化时代对教师专业知识构造的新界定，为技术整合与教师知识结构提供了新思路，是教师运用技术进行教学的基础[1]．

教育部在2013年10月启动了“中小学教师信息技术应用能力提升工程”[2]，该工程要求“教师应该自己主动提高应用信息技术进行课堂教学的能力”；在2014年制定了《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》，来具体落实中小学教师信息技术能力提升的要求．至此，中国教师教育信息化与教育技术能力的发展被提到历史高度．

在信息化时代，一个有效率的合格教师要敏于发现身边的新技术，还要善于将最新技术和自己的课堂教学整合在一起．整合技术的学科教学知识（TPACK）是时代对教师提出的新挑战，教师需要有全新的知识框架，需要在信息时代拥有自己独特的教学方式，需要在理解技术信息化的教学诉求中不断发展自己的知识，从而更有效地进行专业发展和课堂教学[3]，这是现代教师加强自我修炼的一个主要内容．

TPACK理论框架，是美国密西根州立大学Mishra和Koehler在2006年基于Shulman提出的PCK基础上发展而来的，用以说明包括技术要素在内的新型教师知识结构[4]．关于TPACK的众多研究成果，主要集中在关于TPACK概念及构成的研究、TPACK发展途径与模型的研究、教师TPACK构成的研究、具体某一学段教师TPACK的研究、某一学段某一学科教师TPACK的研究等方面．其中，科勒等人在2012年“我们是如何测量的？”的文章中提炼出141种测量方法，并分成了5种基本类型[5]，对TPACK测量方法进行了细化研究；Niess等人在2009年，通过对职前数学教师的TPACK知识与能力进行培训研究，提出了数学教师需要具备的TPACK知识标准，并且通过分析数学教师TPACK发展的实现进程，提出了用以促进数学教师的TPACK发展与提升的模式[6]，对某一学科教师的TPACK进行了深入研究．

总体而论，以往学界对于TPACK的研究，国外研究成果丰富、国内研究成果匮乏，重理论分析、轻实证探讨，泛泛而论多、深入细致少等现象并存．从国内学者不多的实证研究成果来看，更多倾向于运用问卷调查方法对教师的态度倾向进行研究，研究方法简单、内容单一．由此看来，教师课堂教学TPACK的行为倾向研究，期待更加细致、更加具体、紧密联系教学实践的研究成果，这是深化教师TPACK研究的急切需求．

研究聚焦于小学数学新教师的TPACK，深入研究特殊阶段、特殊人群的TPACK现状，以参加问卷调查的教师自我评价的大数据为背景来反映教师TPACK的普遍现状，运用案例分析和课堂观察、访谈、教案分析等他评的方法，整合定性和定量、自我评价和他评的方法，多方面、多角度反映小学新教师TPACK的现状．

2 研究设计

以天津市某区小学数学新教师作为研究对象，通过问卷收集小学数学新教师TPACK数据，选择TPACK高的3个学校的3个新教师进行课堂观察、教案分析的案例研究．

问卷设计在保持国内外学者TPACK研究大框架不变的基础上，根据研究的重点和对象的特点，将TPACK七维度综合为TK、TCK、TPK、TPACK四维度，对二级、三级指标进行适当本土化改良，增加二级指标的维度，变五点量表为六点量表和多选题．问卷共59道题，包含两对测谎题和反向计分题．

作为调查法的补充，课堂观察法对研究有着重要的作用，是对教师TPACK自我评价的一个补充和另一角度的行为测量，其目的是为了排除主观观念和其他不可控因素的干扰，保证对教师TPACK评价资料的真实性和可靠性，这种直接参与的观察能观察到真实的课堂，获得课堂教学原始资料[7]．课堂观察的重点主要是分析课堂中教师与学生互动的类型，为了和调查法中的问卷相一致，课堂观察采用和问卷一样的观察表．

3 研究结果与分析

3.1 基本信息统计

采用随机抽样的方式，使用“问卷星”对天津市某区160名小学数学新教师进行问卷调查，回收问卷158份，根据测谎题等删选有效问卷145份，被调查者的基本情况如表1．

表1 调查对象基本情况

3.2 新教师TPACK问卷信效度分析

根据前测调查的结果，对量表进行了部分调整，在正式问卷中将第八题修改并增加一道题目，换掉了第六题，调整了测谎题的位置．因此在正式问卷实施之后还需对正式调查后的数据进行信效度分析．

首先，采用探索性因素分析对量表进行结构效度分析，以检查各题目测量理论结构和特质的程度．量表各部分及整体的值均大于0.6且达到显著性水平（＜0.005），表明变量之间具有共同因素，因此适合做因素分析，运用主成分分析来抽取因素，用最大转轴法来转轴，共萃取4个因素，4个因素均可合理命名，且与该研究根据已有理论探索建构的4个维度相一致，4个因素的累积解释量为66.537%，达到60%以上，说明萃取后保留的因素相当理想[8]．整体来看问卷的结构效度良好．

其次，采用双变量相关分析对其进行内容效度分析，分别对量表各部分中各题项的所得分数与总分的相关系数与显著性水平进行计算，以检查各题目与所属维度所要检测的内容一致性．除了第五题，各题项得分与所属维度总分的相关系数均大于0.4且均达到显著水平（＜0.005），所以删除第五题后，量表各部分的题项均能很好地表达该部分所要检测的内容，具有较好的内容效度．

最后，采用可靠性分析对其进行内在信度分析，以检查整份量表和量表各部分的可靠性和稳定程度．4个构成部分和总量表的Cronbach’s Alpha值分布均大于0.70，表明量表各部分的内部一致性较好．

3.3 小学数学新教师TPACK发展现状分析

3.3.1 总体水平分析

为分析小学数学新教师TPACK的发展现状，首先对问卷4个维度的总体情况进行描述性分析，结果如表2．

表2 整体上TK TCK TPK TPACK上的描述性统计量

注：=145，下同

由于在问卷编制过程中规定3.5分以下说明小学数学新教师TPACK水平不高，3.5分以上说明小学数学新教师TPACK水平高，且得分越高说明此教师的TPACK水平越高，由表2可知，小学数学新教师的整体TPACK以及在各个维度上的得分均在3.5分以上，说明小学数学新教师TPACK水平高，其中在TK上得分最高，在TPACK上得分最低．

3.3.2 具体维度水平分析

技术知识（TK）的现状．从整体上看TK的平均数是4.336，标准差是0.663，说明小学数学新教师学习技术、掌握新技术、解决技术问题的能力较高．新教师群体TK也呈现群内差异，如表3、表4所示，入职一年的数学新教师的技术知识明显高于入职3年及以上的数学新教师．这说明，随着互联网的发展和大学相关课程的开设与改革，初入职教师在技术层面上受到现代信息技术更多的熏陶，初步具备了有关技术的基本理论知识，相对先期入职的教师而言，他们学习新技术、掌握新技术的速度更快，解决技术问题的能力更强，具有将技术知识整合学科知识和学科教学知识运用于课堂教学的初步基础．

表3 不同入职时间在TK上的描述性统计量

表4 不同入职时间在TK差异比较的方差分析摘要

在教学过程中使用技术方面如表5、表6所示，最常用的是投影设备、文字处理软件、搜索技术，最不常用的是概念图、思维导图软件、数学数值计算工具、绘图工具等．从使用技术的频率情况来看，在课堂上使用最多的是播放讲义PPT，且达到每节课都使用，用的最少的是运用几何画板软件这种体现数学专业的软件进行课堂演示．表明数学新教师对一些需要太多时间去课前准备或熟练学习的软件不太喜欢，即使是专业所需的软件，对技术有一定的依赖性，习惯了用哪个软件就会一直使用．也说明新教师对技术种类的认知仍停留在初级水平，喜欢将过去熟悉的技术应用到教学中，并没有根据教学内容、对象、设备、环境等条件创造性地运用新技术．

在使用技术的目的方面如表7、表8所示，小学数学新教师使用技术的目的是为了丰富教学内容的呈现方式，更好地突破教学重点和难点，有效地帮助学生理解小学数学内容．而不是立意于借助新技术开发课程资源，向学生提供丰富的学习资源；更不是为了利用新技术创设师生或者生生交流和讨论的平台，建设新型课堂生态，创造开展合作、探究的学习氛围和条件．说明小学数学新教师对技术知识有较强的课程需要和教学目的性，体现了小学数学新教师教学内容本位和课堂功利性的思想，缺乏“一切技术、课堂媒体的使用都应基于为学生发展而服务”的理念．

表5 “您在教学过程中使用过哪些技术”的描述统计

表6 “您在上课时使用计算机的情况如何”的频率统计

表7 “您认为小学数学教学中使用技术是为了”的描述统计

表8 “您认为小学数学教学中，技术的作用体现在”的描述统计

上述情形，在新教师访谈中得到印证．被调查的小学数学新教师在回答“你是否有意识地将某些新技术应用到课堂？哪些因素影响您使用技术和软件进行课堂教学？”时，有98%教师意识到应该将技术应用到课堂教学中，不能够充分应用的原因，可以归结以下4个方面：第一，学校信息技术环境不良．“台式电脑太旧，系统跟不上”“学校的网络太慢”“学校平台经常出现机器故障等客观问题，软件版本不高”“有时候开机等待时间较长，时间紧迫的时候一般会不选择开电脑”．第二，对新技术不熟悉．“能力不够，在运用过程中不能得心应手”“高难度技术如几何画板，自己不会，也没有专业人士指导”“教师的工作量比较繁重，使用软件做教学设计需要大量时间学习和制作，时间和精力不够”．第三，小学生特点的限制．“学段较低很少用到”“学生接受程度和差异性会影响使用技术和软件”“学生目前年纪难以接受，软件是否真的能为课堂提供便利？”第四，对技术应用于课堂认识存在误区．“技术只是辅助教学的一种方法，与其把太多精力花费在PPT的精美制作上，不如精心设计课堂的各个教学环节．同时，太过精致、完美的PPT也会限制教师上课的思路”“一些简单技术就够课堂应用了，电子白板，方便简单，还能让学生参与学习”“有些技术比较耗时”“计算机模拟技术制约了我，我理想中的信息技术和数学的整合，更应该侧重于空间立体图形的演示”．

整合技术的学科知识（TCK）的现状．整体上，小学数学新教师TCK的平均数是4.136，标准差是0.717，较之TK低．说明小学数学新教师虽然熟悉技术，对最新的技术具有一定的敏锐性，但是将新技术与数学学科知识有机结合，新教师就已经力不能及了．他们不能将熟悉的技术结合小学数学学科知识运用到课堂教学中去，对小学数学学科内容知识和技术之间的关系，认识模糊，理解片面，对两者深度融合一知半解，对小学数学课堂如何有效操作更是茫然．

表9 小学数学新教师整合技术的学科知识具体题项的 描述性统计

由表9可知，小学数学新教师用技术展现数学教学内容之间联系的能力最高，其次是利用技术展现数学教学内容的形成过程的能力，最后是利用技术促进学生对数学知识的获得，最差的是根据不同的教学设计方案选用不同技术的能力，特别是对于诸如几何画板等一些充分体现数学教学内容的技术了解不深．说明新教师有一定的整合技术的学科教学能力，但是只会使用如PPT或者熟悉的网络资源等单一技术，不能根据数学学科特点而灵活使用技术来适应课堂教学多样性现实．

通过对3位新教师的课堂观察，印证了研究者的判断．课堂观察一：教学内容是“平行四边形的面积”．教师A在复习旧知引入新课的环节，教师使用PPT动态演示了平行四边形如何一步步剪切、翻转、拼凑，最终转化成长方形的过程，动态展示了长方形面积公式的推导过程，展现了小学数学新旧知识之间的联系，使学生更好地理解理解长方形长和宽的含义，为下一步平行四边形面积的推导铺垫．课堂观察二：教学内容是“角的度量（一）”．教师B在某学生提出用数小角即单位角测量角的方法时，先是让学生上台用模具展示利用数小角来测量角的过程，接着及时用PPT动态展示测量角的过程，充分展现了知识的形成过程；探究角的度量单位让学生感知一度的大小，将PPT充分扩大动态演示一个圆分割成360分的过程，让学生充分感受极限思想．课堂观察三：教学内容是“什么是周长”．教师C在讲授新知的过程中，通过PPT中蚂蚁运动的4条不同的轨迹来让学生体会树叶周长的含义，生动形象、具体地展示了周长这个知识概念，给小学生一种生动、直观、可视化的感觉．可以看出，教师A利用技术侧重于建立新旧知识之间的联系；教师B利用技术侧重于积累学生的数学活动经验，激发学生的兴趣，促进知识的理解与获得；教师C利用技术侧重于新概念的理解和新知识的获得．说明小学数学新教师善于选择合适的表征技术来呈现本节课教学内容，建立旧知识的联系，丰富学生的数学活动经验，让学生更好的理解知识的形成过程，但是使用技术过于单一，机械地运用技术手段，技术与数学内容的整合有待深入．

整合技术的教学法知识（TPK）现状．小学数学新教师TPK的平均数是4.317，标准差是0.643，较之TK低，说明小学数学新教师虽然技术知识过硬，但是对技术进行有针对性地加工和改造、融合学科知识的能力欠缺．具体现状如表10所示：数学新教师在利用技术提升教学法的功效方面的能力欠佳；其次在技术与小学数学教学法知识深度融合、反思利用技术以实现教学法设计意图的能力有待提升．

表10 小学数学新教师整合技术的教学法知识具体题项的描述性统计

通过3位新教师的课堂观察，教师A运用的是讲授法，PPT技术和教学法进行了较好的整合，只是学生学习主体性没有得到充分发挥，课堂气氛显得相对单调、沉闷；教师B采用了探究教学法，创设游戏情境导入新课，尝试利用PPT、投影仪等技术来支持学生进行探究性学习，让学生上台操作PPT进行大炮射击，学生动起来了，课堂显得异常热闹，但探究活动浅尝即止；教师C采用了演示教学方法，利用PPT技术直观生动呈现了新知识，从小学生直观形象思维的特点出发，利用技术手段达到对概念的理解，上升到理性高度，但教学没有从学生真实生活世界出发，有舍近求远、唯技术而技术之嫌．3位新教师教学的技术性问题，表现为技术手段单一、课后没有对使用技术的有效性进行反思，更深层次的问题是技术选择的恰当性、技术手段使用适时性、使用频率的合理性，为了技术而技术只会导致教师牵着学生走，同一性的教学活动使丰富多样的思维活动失去光芒．

整合技术的学科教学知识（TPACK）现状．小学数学新教师TPK的平均数是4.128，标准差是0.631．从表11的数据比较可以看出，新教师能认识到数学学科内容、技术、数学教学法的同等重要性，能有意识地运用一些技术支持设计教学、创设教学情景．在运用现代技术进行课堂管理、进行教学评价方面的能力偏低．这种情况与小学教学现状相一致，随着教育现代化工程的推进，信息技术在教学实践中得到广泛应用，基于技术的课堂教学在小学已经基本实现，但是恰当运用技术进行课堂管理和教学评价的情况还不普遍．

表11 小学数学新教师整合技术的学科教学知识具体题项的描述性统计

通过访谈得知60%的小学数学新教师没有思考过技术、数学内容和教学法之间的关系，认为技术只是顺其自然的事情，设计教案尚且力不从心，更无力再将一个新元素加入原本复杂多变、无法掌控的课堂教学．也没有想过还要根据不同的数学内容选用不同的技术，无论什么样的教学内容、教学方法都是选用最常规的PPT和投影技术，这种现象，在观察3位小学数学新教师课堂教学中也得到了证实．

4 结论与建议

综合以上研究，天津市某区小学数学新教师的TPACK现状不容乐观，其主要表现为：

第一，技术知识水平整体较高，单一技术使用频率高．小学数学新教师的技术知识水平整体较高，在TPACK的各个维度中得分最高；对技术种类多样化认知、学习技术、掌握新技术、解决技术问题的能力都很高；课堂使用诸如PPT、投影仪等单一技术频率较高；对技术在课堂教学的和目的有着清醒的认知，认为课堂教学使用技术的作用在于丰富小学数学知识与问题的呈现方式，有利于突破教学的重点和难点，而不是利用技术创设师生或者生生交流和讨论的平台．

第二，教学初级技术熟练，新技术与数学学科知识的融合能力欠缺．小学数学新教师在课堂教学中频繁使用PPT技术，以此来建立数学教学内容之间的联系，展现数学教学内容的形成过程，促进学生对数学知识的获得；只热衷利于技术“加深学生的感官体验”，不能灵活使用技术来适应数学教学内容的多样化．

第三，体现数学专业的工具使用较少，技术与教学知识的整合流于形式．小学数学新教师对能体现数学专业的数学数值计算工具、绘图工具、几何画板等，在课堂教学中几乎没涉及；在利于PPT、投影仪、网络资源技术与教学法的整合方式单一，技术使用的目的、时机、频率欠妥、流于形式，有唯技术化的倾向．

第四，对整合技术的学科教学知识认识肤浅，不能实现运用技术进行课堂管理和教学评价．小学数学新教师能认识到数学学科内容、技术、数学教学法同等重要，但只有30%的小学数学新教师思考过技术、数学内容和教学法之间的关系；能运用PPT、投影仪等简单技术进行教学设计、创设教学情景，但无法运用技术进行课堂管理和教学评价，缺乏课后反思使用技术有效的自觉．

针对上述研究结论，提出以下3条建议．

第一，协同教师教育各方主体，构建促进教师专业发展新机制．在新世纪第二个十年，中国教师教育持续改革迎来新的格局，制度层面继续巩固教师培养由三级向一级过度的成果，国家倡导教师培养要政府、大学、用人单位（小学）协同．只是这一制度设计的落实尚需时日，目前3者协同还未实现，更多的是大学与用人单位（小学）的局部浅层次互动，3者处于分割状态．教师专业发展更多成为用人单位（小学）的责任，而用人单位（小学）对教师的培养着眼于工作胜任力方面，操作层面的训练较多．这种教师培养，大学责任缺失而导致逆向功能显性化，不利于新型教师的培养．政府通过制定新型教师培养标准，发挥政策直接推动力与拉动功能，引导大学深化教师教育改革，推动用人单位（小学）积极参与培养工作，形成教师教育新合力．

第二，聚焦教师知识结构核心，关注新教师专业发展关键方面．随着中国教育现代化工作的推进，新技术在教学中广泛应用将成为教学改革发展的新趋势，对教师的知识结构提出了新的挑战[9]．“整合技术的学科教学知识”成为新型教师知识结构的核心内容，这是改善课堂生态、构建新型课堂文化的教育实践需求，是关注生命、促进学生健康成长的社会现实需求，是提高教育质量、建设人力资源强国的国家政治需求．大学以“整合技术的学科教学知识”为导向，积极进行教师教育教学改革，把“整合”这个“关键”文章做足；教师专业发展在教学实践中实现，依赖于教学实践是其独特性之所在，用人单位（小学）深度融入教师培养过程，把“教学实践”这个“独特性”工作做实．

第三，着眼教师专业发展根本，呼唤教师专业发展主体的回归．长期以来，对教师专业发展的认识，人们习惯性地认为是政府、学校的责任，在这种外延式发展思路的指导下更多采取“补充式”培训模式，其收效甚微．教师专业发展是作为“人”的教师自我发展，是教师自主精神的成长，教师自己是其发展的责任人和主体．无论是大学的“准教师”培养，还是用人单位（小学）的“再培养”，没有教师积极主动的参与，培养方案设计的再周详，行动执行力再强大，预期目标都将无法实现，因而要改变以往教师专业发展管理模式．只是教师专业发展是一个过程，在短时期难以显现成效，管理者要坚定信心，只要教师真正参与其中，可以静待教师专业发展之树的生长与花开．

[1] 袁智强．整合技术的学科教学知识研究综述[J]．数学教育学报，2015，24（6）：13．

[2] 中华人民共和国教育部．教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程的意见[DB/OL]. （2013-10-25）[2018-04-10]．http://www.edu.cn/zong_he_778/20131107/t20131107_1037002.shtml.

[3] 左敬亮，方勤华．美国“数学教师TPACK标准和发展模型”——数学教师有效使用技术的新焦点[J]．数学教育学报，2016，25（2）：44．

[4] MISHRA P, KOEHLER M J. Technological pedagogical content knowledge: a framework for teacher knowledge [J]. Teachers College Record, 2006 (6): 108.

[5] 李雨珊．不同地区在职初中教师现状调查分析与对比研究——以孝感市和滨州市为例[D]．武汉：华中师范大学，2014：6-7．

[6] NIESS M L, RONAU R N, SHAFER K J, et al. Mathematics teacher TPACK standards and development model [J]. Contemporary Issues in Technology and Teacher Education, 2009, 9 (1): 4-24.

[7] 程德胜，武晨．数学教学内容知识（MPCK）实证研究综述与启示[J]．数学教育学报，2017，26（3）：66．

[8] 吴明隆．问卷统计分析实务——SPSS操作与应用[M]．重庆：重庆大学出版社，2010：23．

[9] 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.

TPACK Status of New Primary School Mathematics Teachers——Taking the District of Tianjin for Instance

YANG Bao-zhong1, MENG Jing2

(1. Primary Education College, Tianjin Normal University, Tianjin 300387, China;2. Nanjing Yongtailu Primary School, Jiangsu Nanjing 211100, China)

Taking the new mathematics teachers in the district of Tianjin as the research object to survey the current situation of TPACK reveals, we found that the new teachers had higher overall technical knowledge. But the frequency of using a single technology in the classroom was higher. Only a single technique could be used to show the connection between mathematics teaching content and it was not possible to use technology flexibly to adapt to the diversification of mathematics teaching content. The integration method of using technology and teaching method was too single and some mathematical professional tools was less used. They could use simple technology such as PPT and projector to teaching design or creating teaching scenarios but no technology was used for classroom management and teaching evaluation.

primary school new mathematics teachers; TPACK; teaching practices

[责任编校：周学智]

2018–04–10

天津市教育科学规划重点课题——天津市小学初任教师入职适应的社会支持研究（BE1019）

杨宝忠（1962—），男，山西芮城人，教授，博士，主要从事教师教育和基础教育改革研究．

G622

A

1004–9894（2018）04–0053–05

杨宝忠，孟晶．小学数学新教师TPACK现状——以天津市某区为例[J]．数学教育学报，2018，27（4）：53-57．