课堂切片与诊断：基于TPACK“六边模型”的图谱分析新视角*

刘冬萍 张 海 崔宇路 王以宁

（1.东北师范大学 信息科学与技术学院；2.东北师范大学 传媒科学学院，吉林长春 130117）

一、前言

随着教育信息化的深入，课堂教学形式越来越丰富，教师面临着新的机遇与挑战，教师的专业发展显得尤为重要，它不仅与优质教师的培养有关，解决了优质教师短缺问题，同时也是教师成长的一条重要途径[1]。教师专业发展旨在提高教师的素质，提升学生的学习效果，并促进教育机构的发展[2]。中共中央、国务院发布的《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》，提出了教师短缺的问题和对卓越教师的需求，并要求各学校及教育管理部门着眼谋划教师队伍建设改革实施路径[3]。而课堂教学是学校教育的基本组织形式，是学校教学活动的中心环节，也是教师专业发展之所，可以说，一旦离开课堂教学，教师专业发展就失去了栖息之地。

可见，课堂教学研究对教师专业生活与专业成长具有重要价值，同时也是教师专业学习不可或缺的途径[4]。基于课堂教学环节的教学反思是教师发展的重要手段，教学切片与诊断是教师进行课堂教学反思的有效途径。在以往的研究中，研究者一般借助问卷调查法、访谈法等对教师的知识结构进行分析，虽然这些方法也可以表征教师知识水平，但是难以全面、精准地呈现教师知识的整合结构与交互特点。因此，本研究在帕克（Park S.）提出的PCK“五边模型”的基础上，整合技术要素，构建TPACK“六边模型”，提出并采用TPACK“六边模型”图谱分析的方法，来分析课堂教学中教师知识整合结构。

基于TPACK“六边模型”图谱分析的课堂切片与诊断，有两方面优势：一方面，它可以指导并促进教师专业化发展。TPACK“六边模型”图谱分析提供了一套标准化的分析过程，通过对课堂教学进行切片解构，能够相对精准地诊断并呈现出教师的TPACK整合结构，通过分析总结规律，制定教师TPACK 发展策略，提高教师反思能力。另一方面，它为课堂教学研究提供了新视角。TPACK“六边模型”图谱分析区别于LICC 等课堂切片诊断模式，它扩充和完善了课堂研究体系，为研究者提供了新的研究框架和视角。

二、课堂教学切片与诊断内涵

“切片”一词来源于生物学，指用特制的刀具把生物体的组织或矿物切成薄片。切片用来在显微镜下观察[5]。在教育学领域，国内学者魏宏聚、黄国权等对课堂切片诊断的概念进行了定义，将课堂作为一个整体，采用了课堂观察和录像观察的方法，将课堂教学分解成多个教学切片，并选取典型切片——优秀的教学切片和不足的教学切片进行诊断分析。“诊断”的基点为教学设计活动，并根据科学的课堂设计标准进行评价分析。

魏宏聚将课堂教学切片诊断的过程划分为“两环节、四步骤”，并采用定性分析方法，总结教学设计规律与标准[6]。黄国权将课堂教学切片与诊断分为：（1）选取教学切片；（2）对选取的教学切片进行定性；（3）分析教学片段的教学功能或效果；（4）归纳科学教学设计的操作方法。其目的也是探究教师教学设计效果与规律，提高教师教学设计能力与教研能力[7]。除此之外，使用上述提到的方法进行课堂教学切片与诊断的是听评课，学科教师是合作共同体，主要由听评课的教师分工进行课堂切片与诊断。

教学切片与诊断是将课堂教学进行解构，并对每一个具体环节进行深入探究的过程，对教师反思以及教师专业发展，具有重要的促进作用。目前，存在的课堂教学切片与诊断方法是以教学设计为基点，将教师的课堂教学划分为不同的教学设计活动片段，参照已有的教学设计标准对教师的教学设计能力进行评价。但这种方法忽略了教师的教学设计能力也受教师知识的影响，教师只有具备足够的学科知识、教学法相关知识和相关技术知识，才能完成一节优秀的课堂教学。同时，在教学实践中，影响教师教学效果和学生学习效果的，不仅是教师的教学设计能力，还包括对课堂突发状况的应对能力、教学决策能力以及教学评价能力等，这些因素都与教师的知识息息相关。因此，探究教师的内在知识结构，找出教师专业发展过程中缺失的知识环节，对于教师的教学设计能力、课堂教学效果、教学决策能力，都是至关重要的。

在先前的教师知识实践研究中，本研究依据米什拉（Mishra P.）和科勒（Koehler M.）对TPACK 框架的界定，将课堂TPACK 行为事理图谱进行可视化呈现。但是，从总体来看，该领域更加注重对教师知识水平现状的研究，对于教师知识结构要素之间的联系与相互作用的研究相对较少[8]。故而，本研究认为，课堂作为一个系统，将教师在课堂教学环节中表现出的TPACK 知识整合片段作为切点，将一堂课分割成不同的教学切片，不划分优秀与不足，每一个切片都有其在课堂教学中存在的价值。因此，分析每堂课中出现的教学切片，诊断教师知识整合结构，可促进教师专业发展。

三、TPACK“六边模型”的图谱分析新框架

（一）PCK理论

1986年，舒尔曼（Shulman L.S.）首次提出学科教学法知识（Pedagogical Content Knowledge，PCK）[9]。1987年，舒尔曼对PCK的概念进行界定，它被认为是教学内容与教学方法的结合，以理解如何组织、表达特定的主题，并使之适应学习者的不同兴趣和能力，并将其用于教学[10]。此后，国内外学者对PCK 理论进行了大量研究，马格努松（Magnusson S.）在舒尔曼等人在PCK 理论的基础上构建了PCK 理论框架[11]。2008年，美国爱荷华大学（The University of lowa）副教授帕克等学者对PCK的概念内涵进行界定，还确定了PCK的五个构成要素，并将五个要素整合到PCK 五边模型中[12]。我国学者解书、马云鹏对五个知识要素进行了描述[13]，并认为它是可观察的PCK 要素的启发式设计和组织工具。继而，帕克等人于2010年提出：教师的学科教学法知识是PCK“五边模型”中两个或两个以上要素的融合[14]。因此，探究教师的知识结构，不仅要从知识整体发展水平出发，同时也要注意各要素内部之间的交互与联系。

（二）TPACK框架发展及存在的问题

帕克提出的PCK“五边模型”显然忽略了技术在课堂教学中的重要作用。如今，技术已经成为了课堂中的重要组成部分，有关技术使用的知识已成为影响教师课堂教学的不可忽视的因素，因此，探究教师的教师信息技术知识与能力，对推动教师专业发展、促进教育信息化具有重要意义[15]。目前，新兴技术的高速发展也令课堂发生了改变。“21世纪的教师需要具备专业的教师知识，这被称为整合技术的学科教学知识”（TPACK）[16]。2006年，米什拉和科勒在舒尔曼的“PCK”的基础上提出了“TPACK”的框架[17]，此后，国内外众多学者对TPACK的内涵、结构以及具体应用进行了相关探讨。吴焕庆等人总结了国外对TPACK的三种理解：第一，作为PCK的扩充；第二，是一种独立的知识体系；第三，某种情境下学科内容知识、教学法知识以及技术知识之间的相互作用和它们的交叉知识（复合元素）[18]。

与此同时，国内外学者也对TPACK的概念与框架等提出了若干质疑，如，安吉拉（Angeli C.）和瓦拉尼德斯（Valanides N.）认为，TPACK是一种由其他知识基础转化而成的特定或截然不同的知识形态，是可以培养和评价的，因此应关注TPACK 本身。他们明确批判了TPACK的知识“叠加观”，即某一核心要素知识的增加，必定会引发TPACK 知识的增加[19]。此外，科克斯（Cox S.）和格雷厄姆（Graham C.R.）则强调了舒尔曼的PCK 内涵中已经包含的技术要素，认为TPACK 知识是暂时的、有变动的框架[20]。继而，鲍尔斯（Bowers J.S.）和史蒂芬斯（Stephens B.）则认为，TPACK可以作为教师发展的一种视角，而不是一种完全固定的知识基础[21]。我国学者闫学明和李美凤也提出了TPACK 框架存在的一些问题，认为教师应该对技术知识有更加深刻的认识[22]。

（三）TPACK“六边模型”的构建

为了解决米什拉和科勒的TPACK 框架中存在的问题，本研究根据强调各知识要素之间的融合关系的PCK“五边模型”，将技术要素融入PCK 五边结构中，形成教师TPACK 知识，并构建教师TPACK“六边模型”（见图1）。

本研究认为，TPACK是指教师在特定的教学情境中，基于对学生、学科内容和技术使用的整体理解，选择教学策略、技术辅助手段，为将学科相关知识转化为学生理解的知识过程中而使用的知识。在TPACK“六边模型”框架中，本研究将六种要素进行了清晰的界定，重点强调各要素之间的联系；同时，也将技术使用的知识作为一项独立要素，以改善科勒和米什拉提出TPACK 框架中存在的问题。

相较而言，本研究所提出的TPACK “六边模型”，更注重各个要素之间的相互影响，关注教师的全面发展，这将有助于呈现出科学合理和最优化的课堂教学。该模型包含为六个要素：学科教学定位知识（OR）、课程知识（KC）、有 关学生理解的知识（KSU）、评价学习的知识（KA）、教学策略知识（KIR）和有关技术使用的知识（KTU）。其中KTU是在帕克五边模型的基础上增加的重要维度，是指在课堂教学中有关技术媒体的选择与使用的知识，具体包括：技术媒体的操作规范、使用原则以及与其他维度知识的适配性。TPACK 要素之间流畅的整合是教师通过对行动过程反思和行动后反思，不断调整内在知识来实现的。TPACK“六边模型”中知识要素的具体含义，如表1所示。

总之，TPACK“六边模型”强调，决定有效教学的TPACK是以高度复杂的方式整合在教师知识的各个方面。因此，在教师个体专业发展的TPACK 中，各要素之间缺乏联结将成为教师需要解决的主要问题，并且对单一构成要素的更多了解，不足以实现教师知识在实践中的增长。为此，TPACK“六边模型”强调了各知识要素之间的联系、协同及相互作用对教师TPACK 知识的重要性，同时也关注了技术要素在教师课堂中的作用与影响。

此外，本研究在帕克教师PCK 结构分析方法（PCKMap）的基础上，提出TPACK“六边模型” 图谱分析方法，旨在诊断教师课堂教学的TPACK整合结构，以捕捉教师在课堂教学中TPACK 要素的整合与交互方式。

四、TPACK“六边模型”图谱的诊断范式与程序

范式通常包括三个核心要素：共同体、问题域和解题方式[23]。目前，课堂研究存在四种范式：叙事/描述范式、话语/解释范式、观察/评论范式和技术/分析范式。崔允漷对这四种范式从共同体、问题域和解题方法三个方面进行了解读[24]。基于TPACK“六边模型”图谱的诊断范式是技术/分析课堂研究范式的发展与改进，它通过对课堂教学视频进行观察，对教师行为进行分析，并通过相关教学材料进行验证与补充，对课堂中的教学现象从多个方面的不同维度进行观察、深入分析，从教学现象剖析教学规律及其本质。基于此，本研究将从合作体、问题域和解题方式，对TPACK“六边模型”图谱的诊断范式进行分析。

表1 TPACK“六边模型”中知识要素含义

（一）教师、专家课堂研究合作体

上述四种范式明确了主体层面的“共同体”包括教师个体或共同体、专家个体或共同体，但却忽略了第三种研究主体的存在，即教师、专家的课堂研究合作体。事实上，基于TPACK“六边模型”图谱的诊断范式，明确了专家对课堂教学视频录像的分析，并通过访谈对视频分析进行验证与补充。这是因为：对教学环节的设计体现了教师的TPACK 知识，但由于课堂是个受多种因素影响的复杂教学过程与教学环境，一些突发状况的出现，往往使得教师并不能完全按照预先设计的环节开展教学，从而教师教学行为中蕴含的教师TPACK 知识也难以体现。因此，需要再度对教师进行访谈，以探寻教师内在的TPACK整合结构。这就决定了该范式的合作体是专家（个体/共同体）和教师（个体/共同体）。

（二）问题域:如何进行课堂教学切片

教学切片是课堂教学切片与诊断的首要环节，课堂作为一个整体，依据不同观测点的多种解构方式，可以划分为不同的教学切片。其中，帕克在测量教师PCK整合结构的研究中，将出现两个或两个以上的PCK 要素的教学片段定义为一个PCK 教学切片[25]。我国学者郑长龙以课堂教与学的行为为观测点，构建了化学课堂的CPUP模型，将一节化学课堂解构为多个基元系统[26]。

参考上述研究，本研究旨在探究教师TPACK整合结构，因此，参考帕克确定PCK 切片的方法，观察每一个教学活动中是否出现两个或两个以上TPACK要素知识，以此为依据，进行课堂教学切片的划分。如果初步划分的教学切片中只包含一个TPACK 要素，那么，需将该教学片段与前一个教学片段整合成为一个教学切片。具体提取教学切片有以下三个步骤：（1）选取观测点，由于课堂教学是由一系列教学活动组成的，因此，可选取不同的教学活动作为观测点，例如，教师提问、学生回答环节，小组讨论活动等；（2）初步划分教学切片，根据课堂教学中不同的教学活动来初步划分教学切片；（3）确定教学切片。

（三）解题方式:基于教学切片与诊断的教师TPACK整合结构探究程序

基于教学切片与诊断的教师TPACK整合结构的探究程序为：首先将一堂课划分为多个教学切片，然后分析每个教学切片中所蕴含的教师TPACK 知识，最后探究教师TPACK 知识的整合结构。具体如图2所示，教师TPACK整合结构的探究程序分为三步：（1）首先使用深度分析法确定教学切片；（2）然后使用穷举法初步构建TPACK“六边模型”图谱；（3）最后使用持续比较法，完成构建TPACK“六边模型”图谱。

使用深度分析法确定教学切片，主要包括确定教学切片以及诊断出教师内在TPACK 知识的两方面内容，这需从以下三个方面进行分析：（1）教师的教学行为是什么？（2）教学行为中体现了教师的TPACK 知识中的哪个要素？ （3）教学行为产生的原因是什么？

使用穷举法初步构建TPACK“六边模型”图谱，是指将特定教师教学切片中TPACK 知识要素，以及要素之间的连接在TPACK“六边模型”中表示出来，并在连线上标注连接出现的频次，从而初步完成TPACK“六边模型”图谱的绘制。这里有两点值得注意：（1）如果已经确定了教师在教学切片中出现了TPACK 知识，那么，在每两个确定的TPACK 知识之间至少连接频次至少为1；（2）教师TPACK 知识整合不区分重要程度，每一个知识的整合都同等重要[27]。例如，在图3中，如果一个教学切片中出现了KC、KTU 和KA 三种知识，就将三种知识两两连接起来，并将频率记为1。在其他的教学切片中如果出现相同的连接，连接频率则依次叠加。

持续比较法是扎根理论的方法之一，本研究采用现有的课堂视频和访谈资料，分析教师的TPACK整合结构；并将持续比较的结果与初步构建的TPACK“六边模型”图谱进行比较，最终与深度分析和穷举法形成三角互证，以完成图谱构建。从而实现对TPACK“六边模型”图谱的深入分析。

五、TPACK“六边模型”图谱在课堂诊断中的应用剖析

（一）确定课堂教学切片

本研究以“一次函数之行程问题”课堂教学活动片段为观测点，同时要求每一个教学活动中出现两个或两个以上TPACK 要素知识，以此为依据进行课堂教学切片的划分，并将教学切片做具体信息记录。

为了研究编码的信效度，成立了由三名专家组成的团队。其中，一位成员是数学教育课程和教学理论专家；另一位是具有20年以上教学经验的高级教师；最后一位是在读博士研究生。首先，三位专家分别对“一次函数之行程问题”的课堂教学视频进行切片划分，并对划分的教学切片中蕴含的TPACK 知识进行编码，将教学切片中蕴含的TPACK 知识在表中计为1，没有体现的知识要素计为0。然后，编码结束计算Kendall的一致性系数（W），以衡量三个编码者之间的一致性[28]。经统计得出W=0.836，p=0.001，这表明专家之间的编码具有显著的一致性，如果编码不一致，专家对此需再进行讨论。由此，最终确定14个教学切片并完成教学切片的TPACK 要素编码。最后，由研究者对授课教师进行访谈，验证和补充分析结果，并探究教学行为产生的原因，并将教学切片具体信息记录如表2所示。

表2 “一次函数之行程问题”的课堂教学切片分析示例

（二）绘制TPACK“六边模型”图谱

研究成员统计所有教学切片中出现的TPACK要素频次（见表3），以此为依据，完成教师课堂教学的TPACK“六边模型”图谱的绘制，并对该教师课堂教学的TPACK 知识要素整合情况进行可视化处理。如图4所示，以KC 知识要素为例，要素上方的计数“9”为KC 与其他五个知识要素发生联结的总频次，“7”“2”“9”“7”“5” 分别代表KC 与KTU、KA、KIR、KSU、OR 发生联结的频次，并依据发生的联结频次，将联结情况用不同的线型进行表示。

表3 “一次函数之行程问题”课堂教学的TPACK 要素频次统计

（三）课堂教师TPACK整合结构的诊断分析

其一，该教师的TPACK整合结构为机械整合型。参考解书、马云鹏以整合方式将教师PCK整合结构所做的四类划分：自主整合型、机械整合型、松散缺失型、低效缺失型[29]，该教师的TPACK整合结构为机械整合型，如图4所示。具体表现为：整合结构基本完整，较为了解学生的学习情况，能够根据课程知识和学生特点采用适当的教学策略，教学媒体使用比较合理，但是课堂教学评价较少，评价方式不够多元。因此，该教师应该根据课程知识和学生知识，选择恰当的教学策略评价学生，给予学生及时反馈，进而促进教学。

其二，该教师KSU 和KIR 在课堂教师知识整合中处于中心位置。据图4所示，KSU 与其他知识要素的整合频率为12次，KIR 与其他知识要素的整合频率为14次。这表明与该教师KSU、KIR 与其他知识要素的整合程度最高。此外，KSU 和KIR之间的整合频率为12次，在TPACK整合结构中连接最强，这也表明该教师的KSU 和KIR 联系最为紧密。由于教师对学生知识的理解和相应的教学策略指导，需要结合其他要素，从而形成特定主题的TPACK整合图谱。因此，该教师已经了解了学生的先验知识、迷思概念以及他们在学习特定主题时可能遇到的困难等，并在此基础上采用合适的教学策略。可以说，该教师KSU 和KIR 之间的紧密联系在课堂教学中普遍存在，这也影响了该教师KTU 以及KA 要素在课堂教学中的表现形式。

其三，该教师KTU 与其他知识要素联系较为紧密。据图4所示，KTU 与其他知识要素的整合频率为11次，其中与KIR 和KSU 联系最为紧密，分别为10次和11次，与KA 联系最弱，整合频率为2次。这表明了在课堂中该教师能够根据学生学习情况和教学策略需要，选择适当的技术媒体，并在课堂教学过程中发挥重要作用。例如，在教学切片E11 中，该教师将学生作的函数图像通过Pad 进行拍照并上传到屏幕上，展示图像并做解答，该教学行为旨在对学生的掌握情况进行评价，以便及时发现学生的学习困难。在这个过程中技术媒体发挥了不可替代的作用，其更直观和方便地展示学生的作业情况，这有助于学生发现并解决问题。

其四，该教师KA 与其他知识联系不紧密。据图4所示，KA 在该教师的课堂教学TPACK整合结构中，与其他知识要素联系频率各为3次，且都发生在教学切片E9、E10 与E11 中。其中，教学切片E9 为小组讨论，教师针对讨论结果给出评价；教学切片E10为教师提出问题，让学生在习题本上作函数图像，教师对个别学生进行评价与指导；教学切片E11 为用Pad 将学生作答情况进行拍照、展示与讲解，教师对学生作答情况进行评价。这三个教学切片都集中在后半节课堂教学中，并且评价方式不够多元。但从整体来看，提高教师评价学习的知识有助于该教师由机械整合型TPACK，发展为自主整合型TPACK。

该课堂教学案例分析是一节习题课。在这节课中，学生运用学过的知识解决实际问题，教师与学生互动频繁。这充分地体现出教师TPACK整合结构中各知识要素之间的联系较为紧密，教师TPACK整合结构相对完整，教学策略与技术媒体选择适当。值得注意的是，在未来教师专业发展中，该教师应该注重采用多元的评价方法对学生的学习进行评价，进而更及时地获取教学反馈，以提高学生的学习积极性。

六、TPACK“六边模型”图谱的应用场域

（一）对照教师个人TPACK 结构，促进教师自身知识认知与发展

TPACK“六边模型”图谱分析方法，旨在对课堂教学中教师TPACK整合结构进行识别与定位。根据本研究的理论假设，理论上存在57种TPACK整合结构（C62+C63+C64+C65+C66），本研究的案例分析结果为其中一种。教师是教师专业发展的核心对象，教师TPACK“六边模型”图谱，可视化呈现了教师在课堂教学过程中的教师知识整合结构，能够促进教师对自身知识深度的认知和评价。具体来说，第一，教师可以借助TPACK“六边模型”图谱，进行知识整合结构的自我诊断和评估。TPACK“六边模型”图谱作为一种工具，能够帮助教师更加深层次的准确识别和定位教师知识整合结构，辅助教师进行自我反思，使教师在反思时能够做到有据可依。第二，教师借助知识图谱可以规划自己的知识学习路径，教师参照卓越教师的TPACK 结构，对比自身知识结构，了解自身的优势与薄弱之处，以便制定知识水平提高计划与路径，并有针对的提高知识水平，增加自我效能感，促进教师专业发展。第三，教师根据TPACK“六边模型”图谱，可以提高自身知识水平，优化课堂教学效果，促进学生学习。

（二）整合教师群体TPACK 结构，探寻教师发展情况以加强管理决策

当采集与分析的课堂教学视频的样本量足够大时，研究者可以根据TPACK“六边模型”图谱分析的课堂诊断方法，整合教师群体的TPACK 结构，呈现教师知识的整体发展水平，使教育决策者可以有依据的制定教师培训计划和政策。首先，教师教育和教师队伍建设日益受到重视，基于教师TPACK“六边模型”图谱的方法，教育决策者可以对一定范围内的优秀教师队伍的知识结构进行研究，抽取优秀教师的知识结构特点，形成优秀教师的知识结构库，带动新手、熟手教师的发展。在教师培训中，教育研究者、教育培训者可以有意识的对教师知识的薄弱之处进行重点培训，吸收优秀教师群体的教学经验，对症下药，实现全体教师的协同发展。其次，从教师队伍培训计划的制定来看，可以更加全面地了解教师整体的知识发展情况，并将教师知识进行可视化呈现，避免了教师培训计划制定的不准确、不全面等问题。基于教师知识的整体发展图谱，也使教师培训计划从“用经验说话”转向“用数据决策”。

（三）搭载教师课堂行为模式，实现理论与实践层面的教师精准发展

2017年，柯斯根（Korthagen F.）提出了教师专业发展经历的三个阶段：关注理论学习的1.0 阶段、关注工作场所的学习及实践的2.0 阶段和目前正在经历的强调教师的主体位置及关注理论与实践结合的3.0时代[30]。教师知识属于教师专业发展的理论层面，教师的课堂教学行为代表了教师的课堂实践，采用大数据分析技术分析课堂教学视频，探究教师课堂行为模式，是理论与实践的紧密结合。教师知识图谱和课堂行为模式的相互匹配，能够有效地实现教师的精准发展，用理论指导实践，并反作用于理论，促进理论的学习。教师在课堂教学实践中遇到的问题，可以根据教师的TPACK“六边模型”图谱，准确定位教师知识在哪一个环节比较薄弱，以便更有针对性地提高自身知识水平，提升教学技能，实现教师专业的精准发展。

七、结语

本研究在崔允漷提出的技术/分析范式基础上加以改进，并将TPACK“六边模型”图谱分析方法归类于该范式，从共同体、问题域和解题方式三个方面对该范式进行解读。TPACK“六边模型”图谱分析方法，区别于传统课堂教学教师知识的研究，通过对课堂教学活动进行切片，诊断教师的TPACK整合结构。这凸显了TPACK 各知识要素之间的联系与作用，而不是单一要素的发展现状，诊断主体为研究者和一线教师，是科学性与实用性兼备的研究方法。它从不同角度丰富了课堂教学研究体系并为教师专业发展提供依据，是理论与实践的有效结合。在未来的研究中，研究者还可以选择不同教师、不同主题的课堂教学进行比较分析，探究不同的TPACK整合结构，帮助教师进行更精准的定位，从而为教师专业发展提供科学依据。