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基于TPASK的创客教师培养模型构建研究

2022-09-02金洲戴坚徐刘杰通讯作者浙江工业大学教育科学与技术学院

中国信息技术教育 2022年17期
关键词:科学知识创客教学法

金洲 戴坚 徐刘杰(通讯作者) 浙江工业大学教育科学与技术学院

● 引言

2016年,我国教育部门相继颁发了一系列政策,鼓励基层教育人员为国家发展培养更多具有创新性的高精尖技术型人才,为国家快速发展做准备。但现实情况存在很多问题,如创客教师的专业发展与教育体制之间的矛盾、创客教育师资区域分布不均衡、创客教师对技术的掌握程度不够等,究其原因是,目前尚未形成一套完整可行、切实可用的创客教师培养模式,且各地区创客教师培养模式多种多样,培训效果参差不齐。

因此,笔者结合TPASK概念和“4+2”教师培养新模式,提出了“6+4+2+1”创客教师培养模型。

● 文献综述

1.TPACK

“整合技术的学科教学法知识(Technological Pedagogical Content Knowledge, TPACK)”以舒尔曼(Shulman)提出的学科教学知识PCK为基础,于2006年首次提出。此后,教育技术学研究领域的多个学者对其进行了持续性研究。

TPACK框架包含学科内容知识(CK)、教学法知识(PK)、技术知识(TK)三个核心要素和学科教学知识(PCK)、整合技术的学科内容知识(TCK)、整合技术的教学法知识(TPK)、整合技术的学科教学知识(TPACK)四个复合要素,如图1所示。

图1 Koehler和Mishra的TPACK结构

2.TPASK

科学教育研究者在TPACK的基础上提出的“整合技术的科学教学法知识(Technological Pedagogical Science Knowledge,TPASK)”这一概念,从理论与实践两方面对其进行了深入探讨,发现TPASK对提高教师掌握和运用信息技术的能力有显著帮助。

TPASK与TPACK类似,包括三种核心元素——科学知识(Science Knowledge)、教学法知识(Pedagogical Knowledge)和技术知识(Technological Knowledge),以及三种复合元素——科学教学法知识(PSK)、整合技术的科学知识(TSK)、整合技术的教学法知识(TPK),如图2所示。

图2 整合技术的科学教学法知识(TPASK)及其构成

与TPACK相比,TPASK并非局限于将“学科”转化为“科学”,而是通过“科学”与多学科融合的STEAM教育相互关联。两者结合所构建的教师培养模型可以从共同的“科学”入手,培养教师的科学知识和科学素养,并引导教师逐步掌握STEAM教育内的各学科知识,学习TPASK模型中各方面的教学知识与能力。

3.“4+2”教师教育人才培养模式

“4+2”模式是在学生四年本科学习期间内,结合教育类课程和教育技术类课程,按照学生原有选择的专业培养模式进行锻炼;等本科学习结束后,合理筛选志愿从事教师工作的学生,进入到教育学院攻读两年教育学硕士学位,进行通识教育课程、教育类课程、学科专业课程三部分训练。

“4+2”模式取消了师范生和非师范生的划分,反映了我国教师教育体制改革和高等师范院校改革的基本趋势,适应了我国教师培养模式改革的需要和教师教育课程改革的需要,并且为教师职业发展奠定了坚实的基础。

● “6+4+2+1”创客教师培养模型

“6+4+2+1”创客教师培养模型,指教学内容贯彻科学知识(SK)、教学法知识(PK)、技术知识(TK)、科学教学法知识(PSK)、整合技术的科学知识(TSK)、整合技术的教学法知识(TPK)六方面的内容(如图3);教学时间为四年本科教学加上两年研究生教学,共六年,考虑到大学生在本科阶段和研究生阶段不一样的知识与能力基础,其认知分析能力、学习态度和学习动机有所变化,因此在本科阶段的学习为前三个核心要素/基础要素,在研究生阶段的学习为后三种复合要素;面向课程仅限于创客教育这一种课程类别。

图3 “6+4+2+1”创客教师培养模型

TPASK理论与开设的具体课程关系如下页表1所示。

表1 TPASK理论与具体课程关系

1.本科阶段(4年)

科学知识是指与所学专业相关的知识与技能。综合性大学的培养模式一般是将科学知识融合到实际的课程中。根据不同的内容,课程可分为普通教育课程、学科专业课程两类。据此,一般的科学知识课程分为了普通教育课程、学科专业必修课和学科专业选修课、教育类课程三类。在此种模式下:

①科学知识的学习需要循序渐进。学生在进入大学前两年内有足够的时间夯实好自己专业所需的基础知识,为后续学科专业课的学习打下良好的实践基础。

②科学知识的学习需要满足个性化需求。学生在前两年熟悉了所学专业后,可以在后两年安排的专业选修课中自由选择所需的课程,满足个性化学习的需要,同时进一步确认自己的发展方向。

③科学知识的学习需要广泛涉猎。科学知识的学习不能够局限于本专业本学科,还应该包含与本专业有关的其他课程,在扩展学生知识面的同时,思考不同课程之间的联系,培养多学科融合的能力。

教学法知识是指与教育有关的基础知识,一般是教师道德与法律法规、教育学导论、教师技能培养、现代教育技术、教育实习(见习)等,以从事教师职业所应具备的教育理论与技能为主。根据大学本科阶段的安排,可采用布鲁姆的认知目标分类理论。大学本科阶段教学法知识学习进度如表2所示。

表2 大学本科阶段教学法知识学习进度

作为创客教师,需要熟练掌握不同的创客教育技术知识,并运用到现实的教学环节中。因此,在本科教育阶段需要合理培养学生的动手能力和思考能力,开设技术操作类课程。技术知识包括但不限于以下几类:

①基础通用技术:如3D打印机、VR眼镜、电子显微镜等。

②专业专用技术:指所修专业所需学习的专业技术,依据所修专业的不同有所不同,如艺术类专业所必修的PR、AE等工具以及建筑类专业所必修的建筑制图等。只有熟练掌握了专业技术,才能够在实际教学过程中合理运用并发挥显著的作用。

③其他技术:指教室投影仪的使用、教学课件的制作、教学短视频的录制等实际教学过程中所需要的技术,熟练掌握此类技术能够提高教师的讲课效率和学生的学习效率。

在本科四年学习阶段,学校可以根据学生的实际需求,合理安排技术实践课课时,可以结合参观科技博物馆、教育技术中心等,提高学生对不同种类技术的掌握程度和熟悉程度,提高具体的实务水平,展现新时代教师的风采。

2.研究生阶段(2年)

研究生阶段面向TPASK理论的复合要素,开设通识教育类、教育类、学科专业类、教育技术类四个类别课程。

科学教学法知识是指教师具有的用于特定科学教学的教学法知识。其课程以通识教育课程(包含法律法规、外语课等)和课程教育类课程(细分为教育基础课程、教育实践课程、教育文化类课程)为主,包含教学策略与技术、科学概念的呈现与表述、学生认识论等课程。

将教育方法融入到科学课程中,“怎么将科学知识融入到创客教育中”“如何吸引学生的学习兴趣”是所有创客教师都应该思考的问题,尝试不同的教学方法(如项目式教学法、翻转课堂等),使用先行组织者等不同的教学策略,运用并掌握学习模式、五步教学模式等模式,将教育学内容运用到创客教育中。

将科学知识融入到教育学中。在研究生两年的学习过程中,学生将在本科阶段已经学到的教学法的基础上,融入更深层次的教育学、心理学的相关课程和进行大量的教学实践,将教育放在科学之上,探究教育的科学意义和科学价值。

整合技术的科学知识是指描述科学知识如何通过技术手段应用转换成教师的自身知识并教授给学生。开设学科专业课程,包含学科教学论、学科教学案例等课程。例如,科学技术的本质挑战,用于解决科学问题的新方法与工具,如新的建模方法、概念图技术等。

在研究生两年的学习中,学生尝试将本科阶段学到的技术运用到科学教学中,开发新型的课程教具,使科学的发现形式清晰化、呈现形式多样化、原理讲解逻辑化,从实际的生活中发现科学,在良好的研究环境中探究科学,在未来的日常生活中运用科学。这不仅能够有效解决目前创客教育真实性不够的问题,还能够开发学生的创造力。例如,学习人教版八年级上册《科学》“风和降水”这一内容时,可以使用传感器(如紫外线传感器、pH值传感器、风力传感器等)来进行实际的雨水探测和风力检测,并依据检测后的数据学习这一节的有关知识。再如,将可拆卸式人体骨架、液晶电子地球仪等运用到实际的科学之中,将科学原理可视化呈现。

整合技术的教学法知识涉及技术在与学科无关的教育中应用的理解。开设技术操作课程,包含多媒体案例、教育游戏制作等,旨在全方位提升研究生的创客思维能力和教育能力。与教育技术学类似的是,其关注点在于如何将教育运用到实际的教学环节中以发挥更大的作用,其研究范围包括但不限于技术如何选定特定的教学策略或者目标的知识。另外,它包括在给定的教学情境中合适地选择技术工具与创造性地应用技术工具的能力。

相比于一般的教学知识,它更加关注利用技术性知识提升教师的课堂效率。例如,利用大数据实时分析学生的学习进度,制订符合学生发展趋势的学习规划;分析学生浏览记录、学习记录和做题记录,个性化推荐适宜的学习内容,在弥补知识点薄弱的同时强化所掌握的知识;利用情感识别、人脸识别等了解学生的上课状态,进行善意的提醒等。

创客教师不仅需要在实际的上课环节中学习使用这些新兴技术,还应当利用所学到的APP开发技术、人工智能技术尝试去开发设计有利于提高课堂效率的、符合自己课堂风格的个性化教学系统,以满足实际教学需求。

● “6+4+2+1”创客教师培养模型特点

1.多样化

“6+4+2+1”创客教师培养模型在本科阶段所学内容以原专业为主,以师范类专业为辅。学生可以在最大程度上学习各个专业的理论知识,通过普通教育类课程的尝试,最终在研究生阶段将本科所学的专业理论知识有机地融入到实际的创客教育中,扩宽创客教育的覆盖面,构建创客教育多样化教学体系。

与此同时,培养模型鼓励学生发散思维,以普通类课程为基础、专业必修课为主体、专业选修课为方向、普通教育类课程为依靠、技术操作类课程为工具,围绕创客教育进行新型教师培养。学生依据自身所需学习其他专业类课程,并将其运用到实际的教学环节中,提升多学科融合的能力。

2.层级化

“6+4+2+1”创客教师培养模型依据学生的认知水平和身心发展水平变化,有针对性地开设不同类别的课程和培养不同方面的知识能力,在实现个性化培养的同时,层层递进,满足学生的个性化发展需要。在此基础上,学生能够在创客教育教学研究中具备教育理论基础扎实、教学技能熟练、教学方法新颖、教学科研能力强等特点,从而受到广泛欢迎。

其中,学科专业知识、普通教育课程/通识教育课程的学习为教育学课程的学习及应用打下良好的理论基础。面对教育学课程实践过程中出现的问题,通过教育技术学课程设计开发相应的教育技术类工具来解决。通过使用新型的教育技术工具反馈学科专业课程,可以充实学科专业知识,推进学科专业不断进步和发展。

3.全面化

除了理论知识的学习,培养模型还增加了实践课程课时,尽最大可能提供给学生最多的课程实践机会。例如,在教学实践活动中,通过观摩教师讲课、参加学生教学活动、讨论分析教学情况等活动,来提高学生的教学理论指导实践能力;在动手实践活动中,通过参观创客工厂、参加学生创客大赛、讨论分析解决实际问题等措施,来提高学生的动手实践能力和逻辑思维能力。

全面化的课程设计、实践经验和培养计划通过TPASK模型的六个方面,使学生在掌握基础理论知识的同时,夯实了教育学方面的理论基础,提高了多媒体技术、学生管理等方面的工作能力,从而全面提升了学生的综合素质,减少不会动手操作和只会做不会教的现象出现。

● 结语

“6+4+2+1”创客教师培养模型以构建新型创客教师培养体系为目标,以掌握实现“整合技术的科学教学法知识(TPASK)”为媒介,创新“4+2”创客教师培养模式,打破传统大学的“4+3”培养体系,多专业多学科多角度培养学生的教学能力、创造能力、实践能力等能力,使创客教师成为有知识、有能力、可写板书、可做实验的新型创客人才。

当然,此模型目前实行还存在一定的困难,如缺乏各高等院校的支持、需要学校各专业各部门的协力配合、部分地区院校对创客教育的重视程度不够等。

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