中学物理教师整合技术的TPACK培训课程构建

林冰冰 郑健 柯晓露 林艳钦

摘   要 要切实提升学科教师在课堂教学中对信息技术的整合能力，需要将信息技术能力提升融入到具體学科教师教学培训中。本文通过审视当前中学物理教师整合技术的学科教学知识发展现状，从整合技术的学科教学知识（TPACK）结构出发，在“TPACK in action”的课程与技术整合的理论框架下，以深度融合信息技术为特点的教学范式为主线开展相关培训课程设计，构建促进中学物理教师整合技术的学科教学知识发展的培训课程，经过实践研究表明提出的发展策略是有效的。

关键词 物理教师 TPACK 发展策略 培训课程

2015年，教育部在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中指出：“要将信息技术应用能力提升与学科教学培训紧密结合，有针对性地开展以深度融合信息技术为特色的课例和教学法的培训”。2018年教育部印发的《普通高中物理课程方案和课程标准（2017年版）》中，也明确指出“通过多样的教学方式，利用现代信息技术，引导学生理解物理学的本质”。信息技术的教育应用的重要性已经得到公认，但切实提升学科教师在课堂教学中对信息技术的整合能力，还需要将信息技术能力提升融入到具体学科教师教学培训中。

一、中学物理教师TPACK发展现状

2007年，全美教师教育学院协会正式将TPCK更名为TPACK（Technological Pedagogical and Content Knowledge）。TPACK这一概念的核心要素包含了学科内容知识（CK）、教学法知识（PK）以及技术知识（TK）三个方面，是这三个元素的有机整合[1]。2011年，Niess指出应立足各学科自身的特点来整合学科、教法以及技术，强调了TPACK的发展应把深入学科作为前提。2016年，陈建参照Guerrero相关数学学科的TPACK结构模型提出物理教师TPACK结构，即整合技术的统领性观念、整合技术的物理教学策略、整合技术的物理课堂管理以及整合技术的物理教学内容[2]。

目前，发展教师TPACK研究较多集中在对师范生的提升培养上。例如，詹艺通过会话分析方法分析师范生教学设计中的关注点、用微型课程发展师范生TPACK水平[3]，袁志强通过给师范生开设TPACK课程来研究师范生TPACK的变化[4]。也有聚焦在教师TPACK现状调查上等，具体到学科教师上的相关研究也多数在信息技术、数学等学科，针对物理学科在职教师TPACK发展的研究甚少涉及。

二、中学物理教师TPACK发展培训课程的构建与实践

1.课程框架的构建

在培训课程的构建中，依据物理教师的TPACK结构从“整合信息技术的统领性观念、整合技术的物理教学策略、整合技术的物理课堂管理、整合技术的物理教学内容等”方面进行探索，在Harris等人提出“TPACK in action”[5]的课程与技术整合理论框架下以深度融合信息技术为特点的教学范式为主线展开相关培训，根据福建省高中物理学科骨干教师特点从三个维度开展中学物理教师TPACK发展，以超越单一的信息技术使用学习（见表1）。

2.培训课程的实践

（1）维度一：如何更好地认识和理解TPACK

教师整合技术的统领性观念决定着在运用信息技术时对教学策略的选择，这不仅是对技术的选择，更多的是如何用技术创设有助于实现教学目标的教学活动，因此概念引领必须放在模块课程最前面。

TPACK认知引领中，针对当前多数教师缺乏整合技术的统领性观念，训前提供给学员10篇相关TPACK的研究论文汇编，内容涵盖TPACK的溯源发展、发展现状等。在学员阅读论文基础上，训中开设“物理教师TPACK结构及其发展”等专家理论性讲座，同时设置了认知引领课“TPACK视角下的规律建立课”“TPACK视角下的规律应用课”“TPACK视角下的模型建立课型”，在这三种观摩课型中分别向参训学员展示如何用手机、VR、SolidWorks软件结合白板来解决高中物理教学中的教学难点[6]，促成教学目标实现。在认知引领观摩课后进一步组织学员进行深度研讨，通过对课例的分析、反思加深对TPACK概念的理解，通过间接经验反思他人与自己的浅层认知，学习正确的TPACK理念。

（2）维度二：如何在教学中更好地融合进“学科化”的信息技术知识

在概念认知引领的基础上，通过“问题式深度研讨”的方式[7]，依据Harris和Hofer提出的“TPACK in action”理论框架重视教学设计实践，融入“学科化”的教育技术，从而在整合技术的物理教学策略以及整合技术的物理教学内容方面对学员进行集中强化培训。

在训前调研中确定教学展示主题为“平抛运动”，并要求参训教师准备一份“平抛运动”教学设计。第一次研讨中，在确定教学目标后，重点讨论教学重难点，及自己日常教学中的处理方式，并初步确定用以突破重难点的技术工具。然后，一方面让学员带着问题和自己的技术设想观摩信息技术支持下的“平抛运动”示范课。示范课在交互式白板的基础上，通过手机投屏将演示实验直接投放到白板，让学生能够更好地进行实验观察，再通过放慢摄影帧数，解决传统拍摄中由于速度太快而造成的拖影现象，让学生可以从演示实验中清晰观察到小球运动轨迹的形成过程。另一方面，让学员带着技术设想进示范课堂，能够让学员在观摩中就产生“头脑风暴”，也会有强烈的对比认知，让受训教师在“任务驱动”过程中对TPACK进行潜移默化，在训后能有较为明显的成果体验。

在评课议课环节，引导学员围绕学科内容，利用信息技术有针对性地进行教学重难点的突破，而并非“为技术而技术”。信息技术与课程的整合，重在如何利用信息技术创设情境、引导思考，从而解决教学问题，达成教学目标。之后才是引导学员进行示范课中的技术学习，做到“先学科后技术”。

（3）维度三：如何将信息技术在教学中用得更好

在前面两个维度之后，不让培训停留在“听和看”的层面上，更重要的是引领学员如何将信息技术在教学中用得更好。为了让学员在小组集体备课中更好地进行自我衡量判断，课题组引进Ruben R.Puentedura的SAMR模型[8]，根据培训需求调整制作TPACK发展自评观察量表，帮助学员对教学设计中在技术的选择应用上进行自我评价与修正。具体设计的自评观察量表见表2。

在教学实践中，我们采用同课异构方式进行，选定主题为“机械能守恒定律”。物理实验定律的验证方法可以多种多样，就“机械能守恒定律”而言，可以通过自由落体、单摆、斜面运动等方法进行验证。在分组进行集体备课中，确定在教学设计中融入DIS技术，以寻求更为直观简便的方法。之后组织参训教师进行相关技术学习，为学员讲解DIS软件基本功能及使用，以及常见DIS传感器在高中物理教学中的应用，并在后续的教学实践准备自己选定的“机械能守恒定律”验证实验。在教学实践后及时组织参训教师对本组教学设计进行反思深化。

在集訓中进行TPACK发展自评观察量表使用指导后，培训第二阶段的在岗研修中依旧沿用此自评观测量表进行自我发展。在岗研修阶段，培训团队选取部分学员进行地区教学成果展示点评等。

三、中学物理教师TPACK发展培训实践反思与建议

1.重注在物理实验资源整合中融合信息技术

在学科教学中融合信息技术，如何利用信息技术突出解决教学重难点是重中之重，其中不乏在物理（演示）实验中融合进信息技术。在很多羞涩难懂的概念规律课中，演示实验就能得到很好的课堂实效。例如，在“牛顿第三定律”中，可以借助力传感器，在“牛顿第二定律”中将打点计时器换成光电门，在分析物体运动中利用Tracker软件进行运动相对误差的分析，在磁场分布中利用solidworks来构建磁场模型，在演示实验中可以用手机摄像头同屏推送以解决后排侧边位置学生看不清的问题。

2.关注专家名师的间接经验，反思他人与自己的浅层认知

在高中物理骨干教师培训教学实践模块中，培训者通过具体课例载体，邀请省内外名师专家对相关教学内容进行具体的教学策略探析，并通过示范课引领或者同课异构方式进行深度比较研究，让参训教师对自身在具体课例中教学方式方法进行反思。在学科教学中融合信息技术，最大的困难并非在信息技术的获取，而在于教师能否有意识地进行信息技术融合，因此有针对性地进行认知引领并学习他人经验是发展TPACK的一条捷径。例如在“平抛运动”课例中，我们将普通拍摄改成运动模式进行拍摄，从而解决拖影问题，类似的应用还可以放在斜抛、圆周运动、机械能守恒等课例中。

3.利用网络学习平台以及自评观测量表，进行自主研修与评价

以“任务驱动”形式在训中搭建学习共同体，将培训任务细致化到各项活动中，促进参训教师主动重组自己原有知识结构，在潜移默化中接受TPACK，实现学员间的协作成长。但是训后学员在相关方面的自主研修积极性不高，主要源于繁重的教学任务，并且整合技术的教学需要花费较多的时间精力去认真设计打磨，因此“训中激动，训后不动”的现象居多。为了培训效果能够在训后的教学活动中得到延续，学习共同体的建设是必要的。在训后依托省市名师培养工作室，基于网络平台及自评观测量表，定期在平台中共享新的相关文献、开展主题式讨论、新技术使用、相关教学研讨等活动，实现研训一体化，促进学员自我发展。

参考文献

[1] Koehler，M.J.，&Mishra，P.What is technological pedagogical content knowledge？[J].Journal of Education， 2009， 193（01）.

[2] 陈建.物理教师的TPACK结构及其发展[J].教育探索，2016（03）.

[3] 詹艺.培养师范生“整合技术的学科教学知识”（TPACK）的研究[D].上海：华东师范大学， 2011.

[4] 袁志强.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，2011.

[5] Harris，Judith B.;Hofer，Mark J. Technological Pedagogical Content Knowledge （TPACK）in Action：A Descriptive Study of Secondary Teachers' Curriculum-Based，Technology-Related Instructional Planning[J].Journal of Research on Technology in Education，2011，43（3）.

[6] 邱晓峰，林冰冰.整合信息技术的高中物理课堂体验式教学实践[J].物理教学探讨，2017，35（07）.

[7] 林冰冰，柯晓露.“问题式深度研讨”教师培训实践性课程的构建[J].教学与管理，2017（18）.

[8] Puentedura， R.R.As We May Teach： Educational Technology，From Theory into Practice （2009）[EB/OL].[2013-05-20].http：//tinyurl.com/aswemayteach.

[作者：林冰冰（1987-），女，福建福清人，福建教育学院理科研修部讲师，硕士;郑健（1981-），男，福建福州人，福州格致中学鼓山校区一级教师;柯晓露（1982-），女，福建安溪人，福建教育学院理科研修部讲师，硕士;林艳钦（1971-），女，福建福州人，福建教育学院理科研修部讲师，硕士。]

【责任编辑   郭振玲】