线上线下“设计学习”提升师范生TPACK的行动研究*

高 娟

（肇庆学院 教育科学学院，广东 肇庆 526061）

一、问题提出

随着信息技术与教育教学的深度融合进程不断加快，教学结构发生了颠覆性的变化，教材知识的传授和记忆不再是教学的主要目标，教师从以往课堂教学的主体和中心转变为指导者、辅助者，而学生则转变为教与学的中心、学习活动的主体——这些变化要求教师除了具有扎实的学科专业知识和功力，还要能顺应信息时代的教学潮流，具备良好的融合信息技术与教学的能力[2]。师范生是未来教师的预备力量，加强对师范生信息化教学能力的培养，使之满足教育信息化、教师专业发展、基础教育改革等要求具有重要的时代意义。然而研究发现，虽然师范生对在课堂中应用信息技术进行教学持积极的态度，但是他们在日后的实习实践中却无法把信息技术融合到教学中[3]。因为教学是一项高度复杂、动态发展、需要利用多种知识的活动，不可能将某一特定的技术或解决方案应用于所有的教师和教学过程中，高质量的教学需要细致入微地理解技术、教学法和内容知识之间的复杂关系。整合技术的学科教学法知识TPACK（Technological Pedagogical and Content Knowledge）作为理解技术、教学法和学科内容知识之间复杂关系的概念框架[4]，为师范生信息化教学能力的培养提供了全新的视角[5]。TPACK能力框架包括CK（学科内容知识）、PK（教学法知识）、TK（技术知识）、PCK（学科教学法知识）、TCK（整合技术的学科内容知识）、TPK（整合技术的教学法知识）和TPACK（整合技术的学科教学法知识）等七个维度，强调技术、教学法以及学科内容知识的有机融合是进行有效教学的根基，启发师范生积极思考教育技术应该如何促进学生学习。“设计学习”涉及到合作解决真实的问题，可以更深入地理解技术、教学法和内容之间的关系[6]。目前，“设计学习”方法已经成为促进师范生TPACK发展的重要且有效的方法，在研究与实践的过程中得到了广泛的关注[7-10]。

但是，“设计学习”是如何影响师范生TPACK的？尤其是随着“互联网+教育”的飞速发展和线上教育的逐渐普及，新时代下新的教学模式中“设计学习”是否还能促进师范生TPACK？这些问题在已有研究中都未能找到答案，但却是我们在教学实践的推广应用前必须要明晰的。基于此，本研究采用行动研究方法，通过“设计学习准备、设计任务实施、设计学习评价”这三个阶段的教学过程，来探究不同条件下“设计学习”对师范生TPACK的影响，验证设计学习是否具有普遍性、推广性，是否能够适用于不同的环境，有助于更加立体地检验“设计学习”对师范生TPACK的促进作用，从而优化促进师范生TPACK提升的有效路径，帮助我们更好地理解教师和学生可能面对的挑战，以及需要对“设计学习”做出的改变。

二、研究设计

（一）选择研究对象

本研究依据“设计学习”方法提升师范生TPACK开展了两轮行动研究，第一轮为线下教学，第二轮为线上教学。因研究需要，两轮行动研究中研究对象在年级、班级规模、课程性质等方面存在差异，但研究对象均来自笔者所任教的同一所学校的师范生，线上线下所有课程学习时间均为16周，全部师范生均没有教学实践经历。

（二）确定研究路径与方法

本研究采用行动研究方法，依据“计划—行动—观察—反思”四环节开展两轮教学实践，教学实践采用“设计学习”方法，以学生为中心，强调通过小组合作“做”来学习，通过学生协作完成任务来达到课程教学目标，具体步骤按照“设计学习准备、设计任务实施、设计学习评价”三阶段展开。

1.设计学习准备

在设计学习任务实施之前，教师首先向学生阐明实验意图和教学计划，分析学习目标与TPACK的具体含义，制定设计学习评价标准。教师为学生创设“设计学习”情境，分享与设计学习任务相关的微课学习资源及设计作品参照案例，布置设计学习任务，并且发放师范生TPACK自评前测问卷。

学生根据教师的引导理解设计学习任务，组建学习小组，明确小组协作要达到的学习目标与要求，自学微课学习资源并参与交流讨论，参照案例对教师提供的任务进行观摩评价，并且完成TPACK自评前测问卷。

2.设计任务实施

这个阶段以学生小组协作完成设计任务为主，并且需要做好具体分工说明、小组讨论记录、积极参与讨论，以此作为课程考核指标。教师提供必要的知识讲解和相应的微课资源，不直接参与学生设计任务的具体实践。但是为保证教学活动有序推进，教师作为管理者和指导者，需要把控阶段性时间节点和方向、及时了解并督促学生学习活动进程、对学生进行必要的知识指导和提供修改建议。

在设计任务实施过程中，通常需要反复修改，在反思和迭代的过程中获得知识。学生以小组为单位进行协作交流，确定设计主题，通过合作探究完成主题设计方案。在主题设计方案确定之后，各小组进行方案展示分享，组间开展交流评价，教师进行点评总结，提出修改建议。各小组依据教师和其他小组提出的建议进行讨论交流，对设计方案进行再设计，并且对修改后的方案进行互评，直至设计方案修改完善。之后，各小组根据主题设计方案进行作品制作，并且再次进行小组作品展示分享，师生共同对各小组作品中的问题提出修改建议，各小组根据建议改进作品并进行互评，直至作品完善。当各小组作品全部制作修改完成之后，教师组织学生进行作品展示及交流反思，分享作品设计与制作过程中的心路历程与经验教训。

3.设计学习评价

对设计学习的评价，既包括对设计学习过程的形成性评价，也包括对设计学习效果的总结性评价。形成性评价贯穿于整个“设计学习”过程，评价内容包括小组分工和小组会议记录体现出的合作学习能力、人际交往能力和问题解决能力，学生在课堂教学和展示交流中的参与度与阶段性成果，学生对小组作品展示交流过程中的评价与建议。总结性评价主要是对学生最终的主题设计方案和作品的整体性评价，包括组内自评、组间互评和教师分析评价。最后，“设计学习”效果评价还包括学生TPACK问卷自评，学生在课程结束后需要完成TPACK自评后测问卷。

（三）改编测量工具

目前已经有比较成熟的TPACK测量量表，本研究参照国外比较常用的Schmidt、Pamuk、Khine、Chai、Koh等人的量表[11-16]，综合对比国内已有量表[17][18][19]，最终改编成师范生TPACK调查问卷，问卷依然保留了TPACK的七个维度。

为保证改编问卷的合理性和科学性，在正式测量前进行了小范围的预测，并且根据预测数据分析的结果，对题项做了适当的调整，形成正式问卷。经SPSS 23统计分析，TPACK各维度信度均大于0.8，且问卷的整体信度Cronbach’s Alpha值达到0.939，表明该问卷具有良好的可信度且具有很好的内部一致性。KMO和Bartlett’s检 验 的KMO值 达 到0.899，显著性为0，表示适合做因子分析。由于本问卷维度已知，所以直接通过AMOS做拟合检测，通过验证因子分析发现，拟合度相关数据均在可接受范围内，表明问卷具有良好的结构效度。

问卷共有35个题项，采用李克特五级量表，即“非常不符合”“不符合”“一般”“符合”和“非常符合”，对应的分数分别为1分、2分、3分、4分、5分。其中，技术知识TK维度有7个题项，学科知识CK维度有3个题项，教学法知识PK维度有7个题项，学科教学法知识PCK维度有4个题项，整合技术的学科内容知识TCK维度有4个题项，整合技术的教学法知识TPK维度有5个题项，整合技术的学科教学法知识TPACK维度有5个题项。

三、行动研究

澳大利亚学者凯米斯将行动研究视作一个螺旋式加深的发展过程，每一个螺旋发展圈都包括四个相互联系、相互依赖的环节：计划，行动，观察，反思[20]。本行动研究将根据这四个环节开展教学实践，并且对“计划与行动”“观察与反思”两两进行阐述。

（一）第一轮行动研究

1.计划与行动

第一轮行动研究采用线下面对面的方式，研究对象来自大三年级的两个师范生班级，分别为以“技术知识”教学为主的公共课A和以“学科内容知识”教学为主的专业课B。其中，公共课A有70名师范生，来自非计算机相关专业，已有的技术水平普遍比较低；专业课B有42名师范生，都属于教育技术学专业，普遍具有一定的技术基础。

依据行动方案中具体阐述的“设计学习”三阶段开展教学，关键在于通过不同的班级规模（70人/42人）、不同的课程性质（公共 课/专业课）和不同的课程内容（以“技术知识”教学为主/以“学科内容知识”教学为主）教学探究“设计学习”是如何影响师范生TPACK的。

公共课A旨在帮助学生通过实际的教学设计与开发过程掌握软件技术的操作，在课程教学中要求师范生使用限定的“技术”，对不限定的“学科内容知识”进行教学设计与开发，学习活动主要包括：小组讨论确定设计主题，针对主题完成信息化教学设计，根据设计方案应用本课程所学的软件完成对应PPT课件的制作、主题海报展示和相关视频制作，设计作品分两次在课堂上进行展示汇报，并且修改后在网络平台共享，参与自评和互评。

专业课B旨在帮助学生通过真正设计并开发远程教育课程的过程来掌握远程教育的学科理论知识，在课程教学中要求师范生对限定的“学科内容知识”，使用不限定的“技术”进行教学设计与开发，学习活动主要包括：学生对学习资料的通读自学，并且每周反馈阅读进度及学习体会。学生以小组为单位，选定一个教学模块，根据教师提供的远程教育课程设计案例，进行远程教育课程方案设计，并且自主搜索更新配套的教学资源。课程设计了三次课堂交流：第一次为远程教育课程设计方案汇报，要求其他小组提问并评分，教师提出修改意见并进行课堂测试。第二次为公司见习后，学生根据实践中远程教育课程设计与开发的具体应用，交流见习感受以及修改设计方案。第三次为各小组作品汇报，特别注意各组间远程教育课程设计兼容及细节处理，各小组作品整合及网络上架建议。

2.观察与反思

在第一轮行动研究过程中，笔者发现无论是公共课A还是专业课B，相对于往年传统讲授教学，学生都表现出更大的学习热情与学习成就感，充分体现了学生的自主学习能力与合作学习能力，即“设计学习”明显提升了学习的积极性、班级凝聚力和学习氛围。但是，通过对学生访谈发现，在针对具体学科内容选择教学方法时，他们普遍感到不知所措。

第一轮课程实施结束后，笔者采用SPSS 23对这两门课程中回收的前后测有效问卷进行了分析。数据分析发现，公共课A师范生对其TPACK的自我评估前后测总平均值由2.84提高到3.83，标准差由0.48降低到0.34；专业课B前后测总均值由2.67提高到3.70，标准差由0.49降低到0.29。两门课程的前后测总均值及各因子均值配对样本检验显著性均为0，证明“设计学习”能够显著提升师范生TPACK，并且缩小师范生之间的差距。

进一步对两门课程的前后测均值进行对比，发现专业课B比公共课A的师范生TPACK前后测总均值差更大，分别为1.03和0.99，如表1所示。以“技术知识”教学为主的公共课A前后测均值差变化最大的是TK，得分提高了1.07分，其次是CK、TPACK、TCK、TPK，变化最小的是PCK，得分提高0.84分；以“学科内容知识”教学为主的专业课B中前后测均值差变化最大的是CK，得分提高了1.11分，其次是TPK、PK、TK、TCK，变化最小的也是PCK，得分提高0.88分。

表1 线下两门课程前后测数据结果

师范生TPACK前后测均值对比数据表明，从整体上来说，人数较少的42人专业课B比人数较多的70人公共课A对师范生TPACK提升效果更好，即在面对面的线下教学中，班级规模或者课程性质均有可能影响教学效果。从各因子变化差异来看，通过以“技术知识”教学为主的学习，师范生的技术知识，以及与技术相关的“整合技术的学科教学法知识”和“整合技术的学科内容知识”等都得到了提升；通过以“学科内容知识”教学为主的学习，师范生“学科内容知识”收获最大，而与技术相关的TPACK、TCK、TK提升则相对较小，这充分体现了“设计学习”提升师范生TPACK落实到具体课程中会产生与课程目标相符的效果，即不同的课程内容会影响师范生TPACK各具体因子的提升。以“技术知识”教学为主的课程会更大程度地提升与技术相关的TPACK因子水平，而以“学科内容知识”教学为主的课程则更大程度上提升与学科内容知识相关的TPACK因子水平。但是值得注意的是，在这两门课程中，前后测均值差最小的都是PCK，即在第一轮行动研究中“设计学习”提升师范生学科内容教学法知识的效果有待改善。

（二）第二轮行动研究

1.计划与行动

通过观察第一轮行动研究过程和分析结果数据发现，“设计学习”确实能显著提升师范生TPACK和缩小师范生个体差异，并且班级规模、课程性质和课程内容都是影响师范生TPACK提升的可能因素。但是研究过程和结果又引起了新的思考：第一，在第一轮行动研究中选择的两门课程均为线下面对面的课程，而目前线上教学日益兴起，“设计学习”是否也同样适用？第二，第一轮行动研究中选择的两门课程师范生均为大三年级，具有一定的TPACK基础，“设计学习”是否对TPACK基础更差的师范生能力提升也适用？第三，第一轮行动研究中两门课程的师范生PCK提升效果都最差，“设计学习”是否能够通过改善设计来提升师范生TPACK中的PCK？针对第一轮行动研究中发现的问题，笔者在第二轮线上教学课程实施中进行了相应的调整。

第二轮课程实施为第一轮课程实施结束后的第二学年，同样依据行动方案中的“设计学习”三阶段开展教学，实施过程和学习活动设计与第一轮课程实施基本一致。除了教学方式改为线上，教学对象的选择上也做了相应调整。教学对象除了作为对比的大三年级两个班的公共课A，还选择了刚入学的大一年级两个班的专业课C，且为了避免因为课程内容不同带来的师范生TPACK各因子提升差异，保证选取的专业课C与公共课A课程教学内容基本一致。此外，在两门课程中都增加了“教学法知识”相关内容的学习，并且在设计任务中增加了个人教学微课制作，要求每位师范生都参与模拟教学实践。

2.观察与反思

在第二轮行动研究过程中，因为学生过去并没有接受线上教学的经历，部分学生出现了不适应的现象，不同的班级学习氛围差别比较大，但整体上学生的参与度还是较高。笔者发现，虽然教师没有面对面地指导，同学之间也没有面对面地交流，但是他们会通过文件协作编辑、网上小组讨论、视频会议等方式开展合作交流，共同解决完成作品过程中的问题。通过课后访谈了解到，学生认为线上线下教学各有优劣。对于偏理论的学科内容知识，可能由于缺乏教师的当面指导，学生在理解上很容易产生歧义，学习效果可能不如面对面的线下教学好。但是很大一部分学生反馈，线上教学给他们提供了视频回放的机会，对技术操作不明白的地方可以反复观看。

第二轮课程实施结束之后，笔者采用SPSS 23对这两门课程中回收的前后测有效问卷进行了分析。公共课A大三师范生对其TPACK的自我评估前后测总平均值由2.99提高到3.79，标准差由0.68降低到0.56；专业课C大一师范生前后测总均值由2.65提高到3.77，标准差由0.55降低到0.37。这两门课程的师范生TPACK前后测均值提高，标准差降低，且呈现显著差异，表明在线上教学中，“设计学习”同样能够显著提升师范生TPACK，缩小师范生之间的差距。

对线上数据进行分析发现，在前测中，大三公共课A师范生TPACK总均值和各因子均值全都高于大一专业课C，且存在显著差异，但是在后测中两者差异不显著，如表2所示。前后测数据对比表明，在线上教学中，就“设计学习”提升师范生TPACK效果而言，大一专业课C显著优于大三公共课A。进一步对大一专业课C中的两个班级前后测数据进行分析，发现在95人的班级和52人的班级之间，无论是TPACK总均值还是各因子均值，前后测都无显著差异，即人数差异未带来学习效果显著差异。分析以上结果发现，“设计学习”不但适用于有一定TPACK基础的大三年级，也能够提升TPACK基础更差的大一师范生TPACK，并且能够缩小师范生TPACK差距。在线上教学中，班级规模并不会影响“设计学习”教学效果，但是“设计学习”在线上教学中对师范生自主性要求更高，由于师范生相对更加重视专业课，学习自主性更强，因此专业课学习效果比公共课要好。

表2 线上两门课程前后测数据结果

为了进一步了解线上线下“设计学习”的教学效果差异，笔者对线上和线下两门大三公共课A进行对比，结果如表3所示。将线上课程的两个班分别称作1班和2班，为了选择与线下课程师范生能力更接近的班级，分别对线上1班和2班与线下课程（简称为3班）的前测进行独立样本T检验，发现1班和3班存在显著差异，2班和3班无显著差异，表示线上课程2班与线下课程3班的初始水平更接近，因此线上线下对比对象分别选择2班和3班。

表3 线上线下前后测数据结果

数据显示，前测线上线下TPACK总均值和各因子均值均无显著差异，后测线上线下TPACK总均值无显著差异，但线上线下TK均值存在显著差异，且线上比线下得分高，即线上技术知识提升更显著。另外，值得注意的是，在前后测各因子提升分值中，线上线下差异最明显的是CK和PCK。其中线上CK由前测2.91分到后测3.83分，共提升0.92分；线下由2.71分到3.76分，共提升1.05分，线下比线上CK提升多0.13分，是线上线下差异最大且差异唯一超过0.10分的因子。差异值位居第二的是PCK，前测PCK得分线上为2.89分，线下为2.96分，线上比线下低，而后测中PCK得分线上为3.83分，线下为3.80分，线上比线下高。以上数据表明，相对线下，线上“设计学习”对师范生技术知识的掌握有更显著的促进作用。对于学科内容知识CK的理解，面对面的线下教学效果比线上教学更好，而增加“教学法知识”相关内容和参与模拟教学实践有助于提高师范生的PCK能力。

四、研究结论与建议

（一）研究结论

研究发现，目前师范生TPACK普遍较低，个体差异较大。发展教师教育，提高师范生信息化教学能力，有待进一步提升师范生TPACK。两轮行动研究表明，无论是面对面的线下教学，还是远程线上教学，无论是有一定TPACK基础的高年级学生，还是TPACK基础相对较差的低年级学生，“设计学习”都能显著提升师范生TPACK和有效缩小师范生TPACK个体差异。

在面对面的线下教学中，“设计学习”教学效果会受班级规模的影响，而在远程线上教学中则不会，但是对师范生自主性要求更高。两轮行动研究结果都表明，在专业课背景下，“设计学习”提升师范生TPACK的效果比公共课更好，即课程性质能够影响师范生TPACK提升效果。

以“技术知识”教学为主的学习，技术知识以及技术相关的复杂知识提升更加显著；以“学科内容知识”教学为主的学习，学科内容知识以及学科内容相关的复杂知识提升更加明显，即课程目标是影响师范生TPACK提升的重要因素。

对于同一门课程，线上和线下“设计学习”对师范生TPACK提升的整体效果差异不明显，即教学方式并不会显著影响师范生TPACK整体水平，但是对TPACK个别因子影响显著。线上“设计学习”教学的技术知识提升更加显著，线下“设计学习”教学的学科内容知识提升更加明显，即对于“设计学习”提升师范生TPACK而言，有些课程内容更加适合线上教学，有些内容则采用线下教学效果更好。

此外，让学生参与到合作设计确实能够提升师范生TPACK整体水平。但是如果缺乏真正的模拟教学实践，就难以提升师范生的PCK能力，而增加“教学法知识”相关内容和参与模拟教学实践有助于提高师范生的PCK能力。

本次行动研究中的研究对象都来自笔者所任教的同一所学校的师范生，样本选择上有一定的局限性，所以本研究结论中提到师范生TPACK普遍较低的情况不一定适用于其他学校，但是本研究充分考虑到线上教学和线下教学、公共课和专业课、大班规模和小班规模、高年级学生和低年级学生、授课内容的性质差异以及不同教学方法的应用等，比较全面地探究了不同条件下“设计学习”对师范生TPACK的影响。研究结论表明，“设计学习”提升师范生TPACK和有效缩小师范生TPACK个体差异能够适用于不同的环境，具有一定的普遍性，可供进一步的推广应用。

（二）建议

根据本次行动研究结果，笔者针对师范生TPACK提升提出以下建议：

1.强化高校教师TPACK意识，重视对师范生TPACK的培养

以上研究发现，“设计学习”以学生为中心，充分发挥学生的自主学习能力与合作学习能力，调动学生的学习积极性与热情，增强班级凝聚力和营造良好的氛围，能够显著提升师范生的TPACK和降低学生个体差异，但是目前部分高校教师依然采用以“理论知识灌输”为典型特征的传统培养模式，导致目前师范生TPACK普遍较低，个体差异较大。高校教师是师范生TPACK提升的主要推动者，因此首先应该强化高校教师的TPACK意识，帮助他们对TPACK框架形成清晰的认识，充分认识到师范生TPACK的重要性，把师范生TPACK培养落实到具体的学科教学实践中。

2.构建师范生TPACK课程群，促进师范生综合能力的培养

TPACK是师范生必备知识结构的概念框架，要求师范生必须具备学科内容知识、教学法知识、技术知识，以及这些知识相互交叉融合的复杂知识。强调单一知识教学的课程并不能提升学生复杂知识的储备。因此，应该充分考虑师范生作为学生和未来教师的双重角色，结合具体的教学情境，构建集学科内容知识（CK）、教学法知识（PK）、技术知识（TK）、学科教学法知识（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法知识（TPACK）为一体的课程群，将这些知识渗透在课程学习、课程实践和教育实习当中，开设有利于培养师范生综合能力的TPACK课程群。

3.增加师范生教学实践的机会，促进师范生信息化教学能力的提高

目前对于师范生来说，他们更多的是观摩教师教学，并没有机会真正地参与教学实践。本研究的数据分析发现，缺乏真正的模拟教学实践难以提升师范生的PCK能力，而参与模拟教学实践有助于提高师范生的PCK能力。所以，为提高师范生TPACK，有必要为他们提供更多教学方法指导和增加教学实践的机会，通过模拟教学或者教育实习，使他们有更多机会在真实情境中把信息技术融入到教学中，真正提高师范生的信息化教学能力，帮助他们做好在未来课堂上运用技术进行教学的准备。

4.采用“设计学习”开展混合式教学，充分利用线上线下教学优势

由于线上教学可以提供更加直观的屏幕分享操作和微课视频资源等功能，能够自定步调、反复观看，对技术知识及技术相关的复杂知识提升有更加显著的效果。相对的，由于缺乏面对面的沟通交流，学生无法得到教师的直接指导，线上教学中师范生对学科内容知识的理解能力也会相应减弱。因此，就“设计学习”提升师范生TPACK而言，线上线下相结合的混合学习是一个不错的选择。对于适合线下面对面教学的学科内容知识，可以更多地采用线下教学，而对于需要反复练习操作类的技术知识，则可以采用微课资源或直播的线上教学。