生物科学专业师范生TPACK能力现状分析及提升策略

赖 颖，李俐俐，唐跃辉，王红星，刘中华，胡春红

(周口师范学院 生命科学与农学学院， 河南 周口 466001)

2022年6月15日，教育部在《新时代基础教育强师计划》提出，创新教师教育模式，进一步提升教师队伍素质能力；加强教师队伍的管理制度改革，进一步提高教师队伍管理层次；聚焦不发达区域，优化教师资源配置；进一步促进教育信息技术的推广，提升教师队伍建设的质量和效率。

新的时代，各种信息技术涌入校园，对学校教学模式是一种冲击，加强教育信息化进程，在满足学生个性化、独特化学习的同时，对教师教育信息技术的应用水平和知识层次提出新的要求[1]。TPACK整合技术理论为职前师范生的培养模式提供了新的参考方向，使得高校师范生能够胜任未来的更优秀的教师职位[1]。所以，充分了解职前师范生 TPACK整合技术 的总体层次，既可以提高未来教师队伍的职业水平和教师素质，也能够促进高校师范类专业的发展。

1 问题的提出

提高TPACK整合技术水平的方式有很多，Harrison Hao Yang指出，促进整合技术的发展可以结合线上线下混合式学习和 Web Quest 发展方式，此理念依托于美国高校计算机应用专业的研究，通过教师进行自我反省、自我评价、学生导向多层次多角度开展各种学习活动来提升教师知识能力水平。徐鹏指出，对于TPACK的研究可以用量化方法，利用结构方程模型验证TPACK的优秀教师知识和能力结构模型的是否存在合理性，并进行回归分析，对提出的假设模型中各个因子之间的相互关系进行优化并分析各因子的影响强度[2]。目前，高校师范生的学科教学知识(TPACK)已经成为教育信息化环境下教师的必须具备的知识，研究学科教学知识(TPACK)可以提高教师信息技术应用水平[3]。本文以周口师范学院生物科学师范专业为例，通过对师范生学科教学知识(TPACK)的现状分析，了解当下师范生信息技术水平，分析目前存在的问题并提出改进建议。

2 项目设计过程

2.1 样本的收集

本研究选取周口师范学院生物科学(师范)专业的学生作为研究对象，以问卷的方式发放给学生，并收集和数据分析。问卷调查时间为 2022年4月20日—2022年4月27日完成。发放问卷共450份，共收回问卷423份，去掉非师范专业、错误填写、未回答完成23份，获取的有效问卷共400份，问卷有效回收率为94.56%，如表1。样本年级为大一、大二、大三、大四。

表1 学生基本信息描述结果统计

2.2 研究工具

通过分析 Schmidt等人设计开发的 《职前教师教学和技术知识调查表》，主要借鉴了张健(2021)的《师范生整合技术的学科教学知识提升策略研究》和陆霞(2021)《学前教育师范生 TPACK：影响因素及培养策略》文章中的研究情况以及问卷内容[4]，结合周口师范学院师范生的实际情况，对原有的问卷中相关学科内容的 CK (学科内容)、PCK(学科教学内容)、 TCK (整合技术的学科内容知识)和 TPACK (整合技术的学科教学知识)等部分内容进行了修改和完善，形成了周口师范学院生物师范生的调查问卷。

问卷内容包括两个项目内容，第一个项目内容是校内生物科学师范生的个人资料信息，主要内容为：性别、年级和专业等；第二个项目内容是填写TPACK 调查量表，主要内容包括：包含TK(技术知识，共5道题)、CK( 学科内容知识，共5道题)、PK(教学法知识，共5道题)、PCK(学科教学知识，共5道题)、TCK(整合技术的学科内容知识，共5道题)、TPK(整合技术的教学法知识，共5道题)、TPCK(整合技术的学科教学法知识，共5道题)。计算分数的方法采用的是 Likert 五点式计算分数：1-完全不符合、2-不符合、3-不确定、4-符合、5-非常符合[5]。

本文数据分析采用的是 SPSS 23.0软件进行，量表的效度分析如表2所示，依据分析出的KMO 值以及巴特利特球形检验值。由表2可知，KMO 的值为 0.978，模型适合做因子分析，同时，巴特利特球形检验的结果显示，显著性 P 值为 0.0001，所以拒绝原假设，可以做因素分析。

表2 KMO值和巴特利特球形检验

3 生物科学专业师范生TPACK 的影响因素

3.1 生物科学专业师范生 TPACK 的现状分析

从表3可以看出，职前生物师范生TPACK各维度的平均值处于偏上水平，维度数值如表 3 所示。各维度的平均值由高到低的顺序为：PCK> TPCK>TCK>TK> CK>PK>TPK。其中 PCK平均值最高，原因是在师范院校中，高校教师对于学科的理解比较深入，教学质量高，高教教师能够把自己的学科知识传授给师范生，而师范生学习认真刻苦，能够通过自己的努力把学科知识转化成自己理解范围内的知识。TPK平均值最低，由于学生教学经验有限，未能做到熟练运用各种技术知识于生物教学过程中，同时，对于教学活动的设计也不成熟，职前师范生需要进一步提高自己的信息技术知识，积累教学经验，掌握各种信息技术，并能熟练运用于课堂教学过程。

表3 TPACK 各维度数据分析

3.2 生物科学专业师范生TPACK 的差异性分析

本文从生物师范生性别、信息技术课程的学习情况、教育实习情况三个方面进行了TPACK 的差异性分析。

3.2.1 师范生性别差异性分析

从表4中可以得出，在TK(技术知识)、PK(教学法知识)、TCK(整合技术的学科内容知识)三个维度，男生的平均值比女生高，说明男生在教学过程中使用的教学技术的能力、运用多种教学方法和教学策略展现专业学科知识的能力以及课堂教学组织、教学管理以及教学评价的运用能力高于女生；在CK、PCK、TPK、TPACK四个维度，女生的平均值比男生高，说明女生在理解和掌握所学的学科知识并运用学科知识和学科思维的能力、使用多种教学方法和教学策略来进行教学活动的能力以及使用多种教学方法提高课堂教学效果的能力高于男生，这些都和男生与女生的性格特点和思维方式有关系。综上所述，不同性别的师范生 TPACK 存在一定差异，在 TPCK维度上存在显著差异(P<0.05)，其余各维度均不显著，男生和女生平均值的差异并不是特别明显，在学校教学计划统一的状况下，性别影响并不明显。

表4 不同性别的生物师范生 TPACK 差异性分析

3.2.2 信息技术课程学习情况的差异性分析

本文根据生物师范生参加过信息技术相关课程学习与否进行差异性分析，具体结果如表 5 所示。由表5可知，在TK、CK、PK、TCK、PCK、TPK、TPCK七个维度，参加过信息技术相关课程学习的学生平均值比未参加过信息技术相关课程学习的学生差异不显著(P>0.05)，说明学生学习信息技术课程有助于提高师范生在教学过程组织管理能力、使用多种教学方法和教学策略教授专业学科知识的能力以及运用专业思维学科知识的能力，有助于提高师范生进行学科知识整合的能力，促进了生物师范生TPACK 能力的发展。

表5 信息技术课程学习的差异性分析

3.2.3 教育实习经历的差异性分析

师范生的教育实践活动包含见习和实习两种形式。一般见习实践经历用时短，为 1 - 2 d，主要活动就是听课，感受教学环境；实习实践活动用时较长，主要活动有听评课、教学活动、参与教研室集体活动比如阅卷、整理教学档案、书写教案、完善教学资料等，学生能够更全面了解教学过程，体验沉浸式教学。师范专业的实习活动通常在大四的时候进行，参加过教育实习的均为大四学生共95人，剩余学生均未参加过教育实习活动。本文研究的是实习实践活动对于TPACK 的影响，结果如表 6 所示。

由表6可知，在TK、CK、PK、TCK、PCK、TPK、TPCK七个维度，参加过教育实习实践活动的学生平均值远高于未参加过教育实习实践活动的学生，均值基本高出0.4左右，方差分析具有显著性。有过教育教学实习经历的学生，能够灵活运用信息技术、教学手段和教学方法，能够深入掌握学科知识和理解学科思维，同时对 TK、CK、PK、TCK、PCK、TPK、TPCK七个维度的知识产生正面的影响，提升了生物师范生TPACK 能力。

表6 实习活动的差异性分析

4 生物科学专业师范生 TPACK 的提升策略研究

本文借鉴Schmidt等人的量表，通过与TPACK 框架结合，调研周口师范学院师范类院校生物科学专业师范生 400 人，采用 SPSS 23.0对所有的调研数据进行比较分析，结论如下：第一，周口师范学院生物科学师范生的TPACK 框架中的TK、CK、PK、TCK、PCK、TPK、TPCK七个维度均处于中上水平，该师范生群体整体 TPACK较好。TPK平均值最低，说明学生教学经验有限，未能做到熟练运用各种技术知识于生物教学过程中，同时，可能学校的教学活动的没有对TPK知识提升的课程。第二，参加过信息技术相关课程学习的学生平均值比未参加过信息技术相关课程学习的学生要高，说明未参加学习信息技术课程的学生，在教学过程组织管理能力、使用多种教学方法和教学策略教授专业学科知识的能力以及运用专业思维学科知识的能力均较弱。第三，参加过教育实习实践活动的学生平均值远高于未参加过教育实习实践活动的学生，有过教育教学实习经历的学生，运用信息技术、教学手段和教学方法的能力远高于未参加过教育实习实践活动的学生，学科思维能力也较强。综上所述，现提出提升策略。

4.1 加强信息技术相关课程的培养力度

通过对生物科学专业师范生 TPACK 的现状分析可知，各维度的平均值由高到低的顺序为：PCK> TPAKC>TCK>TK> CK>PK>TPK。PK和TPK平均值排在后面，PK指的是与课堂教学过程有关的教学组织、教学管理以及教学评价的策略与方法的知识，TPK指的是能够使用多种教学方法提高课堂教学效果的知识，作为培养生物师资主体的师范类院校，在PCK、TPCK、TCK、TK、CK维度的课程资源比较丰富，但对PK和TPK的不够重视，不仅相关课程较少而且没有系统化，信息技术与教学手段、专业知识的融合度不高。

因此，在教学设计中进行学习，让师范生使用各种技术进行教学设计，通过运用各种教学方法，能够深化生物师范生对信息技术、教学方法和教学手段的理解和运用，从而促进师范生TPACK 的发展。学校还要进一步优化教育信息化环境，提高学生使用技术的频率，例如，增加师范生对微格教室、智慧教室这些信息化教学场所的使用次数，保证优质的教学资源被学生反复利用，促进师范生 TPACK 的发展。学校还应该增强不同学院之间的交流合作，让更多的师范生有机会学习和使用新的教育技术，提升职前师范生的思维框架与眼界水平，提高师范生信息化教学能力。

4.2 重视师范生复合知识水平的培养

第一，要增加交叉融合课程的数量。在目前教学水平基础上，应该加强TK 、PK和CK知识的融合，建立培养复合型教师的课程体系，更新教学内容、教学方法和教学手段。第二，师范生的教育实习活动能够促进TPACK水平的发展，教育实习活动过程也是学生查看教学过程中使用的场所、系统书写教学设计过程、体验真实教学过程的机会。所以，学校要重视师范生的实习机会，增加实习次数的同时，提高教育实习的质量。

4.3 提高师范生信息技术水平

技术对新生代的影响是当今社会文化氛围中的热门话题，大学受社会技术进步的影响，也需要教育信息技术，教师是教育信息技术的使用者，需要对其进行教学设计技术和课程开发技术能力的培养，可是即使新入职的教师处于技术丰富的大环境下，也很少有充足的机会运用最新的信息技术进行各种教学活动。除了因为师范生的TPACK水平不够，最大的原因是生物科学专业师范生的信息技术熟练程度不够。因此，可以制定如下策略提高师范生信息技术知识的水平：第一，学校要强化TK 学习的课程体系的建设。在培养生物科学专业师资过程中，应该增加信息技术相关的基础专业课程、拓展课程的数量和优化此类课程的质量，改善教师和学生的信息技术学习的环境，贴近时代信息走向。第二，深化生物科学专业师范生对信息化教学的体验感，比如可以通过开展翻转课堂、线上 / 线下混合式教学模式和学习模式，以小组为单位分析一些优秀的信息化教学实例等。

本文以周口师范学院的生物科学师范生为例，通过TK(技术知识，共5道题)、CK(学科内容知识，共5道题)、PK(教学法知识，共5道题)、PCK(学科教学知识，共5道题)、TCK(整合技术的学科内容知识，共5道题)、TPK(整合技术的教学法知识，共5道题)、TPCK(整合技术的学科教学法知识，共5道题)进行问卷调查，对目前生物师范生TPACK能力现状进行分析，并提出提升策略。本文的研究范围仅限于周口师范学院生物科学师范生，研究内容考虑的因素是在TPACK 理论的框架下进行的，但是对于职前生物教师TPACK水平影响的因素可能还包括学校的整体水平、办学理念、校园文化、组织结构等，本文的研究结论是否对其他学院和师范类学校适用，还需要进一步的研究。