实践视域下教师TPACK 特征及其影响因素研究

随晓筱 何永红 张晋宇 刘太如 陆玉梅

（上海市闵行区教育学院 上海 200241）

一、 问题提出

在教育数字化转型背景下，数字技术创新和迭代速度明显加快，在提高教育生产力、优化教育资源配置的同时，也在驱动教学范式的变革。[1]教学范式的变革，同样也促进了数字技术赋能下的教师专业发展，注重基于数字化转型培养教师的教学胜任力。在过去的三十年，教师培训采取了各种方式帮助教师提升有关技术教学的知识能力[2]。近十年，各界对教师如何学习和使用技术的看法有了明显的转变，我国共实施了两轮全国性中小学教师信息技术应用能力提升工程，从鼓励教师在教学中应用技术，到助推技术与教学的有效融合，教师技术素养在近些年有了明显的提高。

为持续提高教师技术素养，各国颁布了相关政策。欧盟在2011 年实施数字素养项目，建立了数字素养框架。[3]美国国际教育技术协会（ISTE）在2017 年以技术创新教学为主导思想，发布了《教育者标准》。[4]我国在2014 年和2021 年分别颁布了《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》和《中小学教师信息化教育教学微能力诊断指引》。国家文件的颁布和相关政策的实施加快了技术与教学融合的进程，教师专业结构的更新和教学范式的创新在技术融合应用的趋势下相互促进。整合技术的学科教学知识（TPACK）作为技术与教学融合的实践性知识，为教师使用技术来帮助学生掌握关键概念和技能提供了支撑[5]，整合技术的学科教学知识契合教育数字化转型的大背景，指向教育教学创新，有助于提高教师技术素养。

自TPACK 提出以来，关于TPACK 的理论内涵、能力测量、培养路径的研究有很多，而将TPACK 作为一体的融合性实践知识，对影响教师TPACK 全要素的分析还不足。本研究旨在分析课堂实践下影响教师TPACK 的全要素，探索影响要素模型，为提升教师TPACK 提供理论支持。

二、 TPACK 的理论溯源

提到TPACK 必然会提到TPACK 的发源史。1986 年，舒尔曼（Shulman）提出学科教学法知识（Pedagogical Content Knowledge，简称PCK）[6]。随着信息技术的融入，2005 年，科勒（Koehler）和米什拉（Mishra）在PCK 的基础上加入技术知识（Technology Knowledge），建构了由TK、PK、CK 三者交叉形成的TPACK 理论框架[7]。

在TPACK 发展过程中，除了以科勒和米什拉为中心的TPACK 七因子说之外，还有以尼斯（Niess）为中心的四要素说，以及以卡米尼（Kamini）为中心的实践应用论。

（一） 七因子说

目前使用最广泛的TPACK 理论框架是科勒和米什拉的TPACK 理论框架，此框架将TPACK 拆分为TK、PK、CK、TPK、TCK、PCK、TPACK 七个独立部分，同时又交叉且共存于同一个境脉下，见图1。

图1 科勒和米什拉的TPACK 理论框架

然而，这个模式并没有把TPACK 当作独立的知识体系，而是额外强调了这三个知识体系之间复杂的相互作用。施密特（Schmidt）等人联合科勒、米什拉设计开发了一套教师TPACK问卷，很多研究把此框架和问卷作为测量教师TPACK 能力的基准，来测量教师的TPACK 能力。[8][9][10]

（二） 四要素说

格罗斯曼（Grossman）将PCK 解读为四个核心要素，分别是教学知识和信念、课程理解、课程知识、教学策略四方面[11]。尼斯在格罗斯曼提出的四要素下，将TPACK 也概括为四个核心要素，分别是技术与学科教学整合的统领性观念，技术与学科教学整合的教学策略和教学表征知识，学生用技术来理解、思考和学习学科主题的知识，技术与学科教学整合的课程和课程材料知识。[12]

尼斯提出的TPACK 四要素说综合考虑了教师观念、教学、学习和资源保障四方面使用技术的核心知识。四要素说强调TPACK 的整体性知识，与七因子说对比，七因子是将各个部分进行割裂再进行组合。有研究者认为，对各成分进行分开分析违背了TPACK 的整体性，从而更倾向于尼斯的四要素[13]。安吉利（Angeli）等人也建议把TPACK 作为一个整体[14]。

（三） 实践应用论

不论是七因子说还是四要素说，都为TPACK的研究提供了理论基础框架，但是并没有说明理论框架在实践中如何应用。为了弥补这一缺失，有研究者提出了TPACK 的实践应用理论。

卡米尼提出为了给教师提供发展TPACK 能力的机会，有必要确定在课堂教学实践中哪些教师行为是技术知识的组成部分。为了阐明教师在实践中的TPACK，卡米尼开发了TPACK 实践应用论（TPACK-in-Practice）[15]。该理论为教师提供了与内容相关的学习需求和教学模式的各种活动类型，从而促进了教师在教育技术教学方面的专业知识发展。[16]

TPACK-in-Practice 包括三部分，即TPCKin-Practice、TCK-in-Practice、TPK-in-Practice。这个模型描述了教师如何在课堂上体现TPACK实践应用。TPACK 实践应用论组成部分及其特征见表1。

表1 TPACK 实践应用论组成部分及其特征

TPACK 的实践应用论是从教学实践中衍生出来的，有助于培养教师在教学中融合和应用技术的能力，同时为技术与教学整合的教学设计提供了实践指导。

TPACK 的七因子说、四要素说以及实践应用论分别从不同的视角进行研究和分析，侧重点不同，各具特色。本研究认为实践应用论更契合当前数字化转型背景下的教育发展需求，即强调技术在教学中的实践指导和应用，让其从助推走向融合创新，让教学改革从量变走向质变。

三、 TPACK 的实践应用

TPACK 三大理论流派对我国TPACK 的研究具有非常重要的启示作用，我国对TPACK 的研究是从2010 年开始的，为了研究我国对TPACK的研究情况，本研究使用CiteSpace 6.1.R4 软件对TPACK 研究进行分析。CiteSpace 是现阶段流行的科学知识图谱绘制工具之一，知识图谱绘制的科学性根源于数据基础，关键在于如何精准全面地检索到所研究主题的全部文献。[17]

（一） TPACK 研究三阶段：从教师到教学

本研究的数据来源于中国知网的中文期刊，以“TPACK”为主题，搜索TPACK 相关文献，通过筛选并去掉无关文献后，最后选出850篇文献。绘制关键词聚类图谱，选出最具有代表性的前15 个关键词聚类进行分析，分别是#0 信息技术、#1 教学设计、#2 职前教师、#3 翻转课堂、#4 现状、#5 教师、#6 教学能力、#7 教师知识、#8 微课、#9 教育技术、#10 高职教师、#11 人工智能、#12 信息素养、#13 农村教师、#14 智慧课堂，之后在关键词聚类图谱的基础上，绘制时间线图（见图2）。时间线图侧重于勾画聚类之间的关系和TPACK 聚类中文献的历史跨度，用于分析聚类主题演化路径和过程。

图2 TPACK 研究的演进路径图

为了探究研究热点传承与演化关系，还要结合关键词的中介中心性和突现强度来判断前沿和转向。[18]中介中心性可以衡量节点权力的大小，反映了该点在网络中的重要性。突变词指在较短时间内出现较多或使用频率较高的词，根据突变词的词汇变化可以判断研究领域的前沿与趋势[19]。表2 梳理了TPACK 研究的关键词实现信息。

表2 TPACK 研究的关键词突现信息表

结合TPACK 研究的演进路径图和关键词突现信息表，将TPACK 研究划分为三部分，分别是2010 至2015 年研究初始期，2016 至2019 年研究发展期，2020 至2022 年研究深入期。

在2010 至2015 年，随着TPACK 理念的引入，我国进入TPACK 的研究初始期。在此阶段，在演进路径图和关键词突现信息表中可以发现，对应的关键词主要有教师教育、教师知识、师范生、信息技术、现状、课程整合、教学设计、教学模式、发展策略、专业发展、教学能力等。在研究初期，主要以七因子说为主要研究基础，开展对师范生、教师教育的TPACK 发展研究。2014 年，我国颁布《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》，旨在提高教师信息技术融合教学的能力，TPACK 的研究加入信息技术融合的内容，开展了课程整合下的教师TPACK 现状和教师TPACK 培养路径研究。

在2016 至2019 年，随着技术进步和持续的研究，TPACK 进入研究发展期。在此阶段，相应的关键词主要有教学模式、教学实践、发展趋势、整合技术、培养模式、教学学科、课堂教学等。TPACK 的研究更加多元，初始期主要面向数学教师和英语教师的TPACK 研究，在发展期由单一学科到体育、地理、科学、程序设计、高职等多个学科和学段的研究，更加重视教师课堂教学实践能力的培养策略。

在2020 至2022 年，TPACK 研究进入深入期。在此阶段，与之关联的关键词主要有卓越教师、核心素养、计算思维、慕课教学等。在核心素养和智慧教育的背景下，偏向于本土化的深入研究，结合国家政策、教师专业发展经典理论模型以及实证研究，研究教师TPACK 的课堂教学能力框架。

综上所述，不论是在理论发源期、发展期还是在研究深入期，TPACK 一直紧紧围绕课堂教学，目前国内TPACK 的研究趋势、TPACK 的研究重点以及国际上TPACK 的实践应用论，都以教学实践为中心，所以TPACK 是融合技术的教学实践性知识，其中，课堂表现应是关键因素。

（二） TPACK 研究新趋势：教学实践场域的表征

TPACK 是一种融合、创新的实践性知识，其实践属性是关键特征。随着教育数字化转型的提出和发展，其在教学实践场域的表征逐渐被作为重点研究方向。教师TPACK 影响因素的分析将最终落实在教学中，课堂教学表征是教师TPACK 发展研究的关键。

ADDIE 模型作为典型的教学设计理论，可以为TPACK 影响因素研究提供理论支撑，ADDIE 模型构成要素包括分析、设计、开发、实施和评价[20]。基于ADDIE 模型，本研究提出TPACK 的课堂教学表征模型，根据教学前、中、后的时序，贯穿教学设计、教学实施、教学评价，三者相互影响并形成良性循环。本研究将TPACK 课堂教学表征构建成循环三角形的要素模型，见图3。

图3 TPACK 的课堂教学表征要素模型

在教学设计层，有研究者发现教学策略在很大程度上影响教师真实情境下的技术整合。[21]教学目标、情境创设、教学评价的有效设计对学生深度学习有很大帮助。[22]另外，《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》和《中小学教师信息化教育教学微能力诊断指引》将资源管理和运用作为教学准备的重要方面。结合文件和文献的梳理以及对教学设计的科学分析，本研究把目标设计、内容设计、方式设计、评价设计、资源准备作为教学设计层的重要内容。

在教学实施层，已有研究提出，课堂教学的TPACK 包括内容表征、技术应用和教学改进三种教学推理[23]。《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》《中小学教师信息化教育教学微能力诊断指引》分别将教学实施层概括为组织与管理、学法指导，综合多个现有的研究结果，本研究将教学实施层解剖为课堂组织与管理、课堂内容表征、教学过程和方法。

在教学评价层，TPACK 发展的实施模式最终应落实到评价上[24]。过程性评价和结果性评价的综合使用是科学有效的教学评价策略，教学评价应包括过程性评价和结果性评价。

立足课堂教学内部，教学的前、中、后是三个非常重要的研究视角，但影响教师课堂教学表征的因素是多样和复杂的，为探究课堂教学内部及其影响因素之间的关系，本研究基于课堂教学表征的要素模型，探究教师TPACK 影响因素的模型。

四、 TPACK 的影响因素

TPACK 作为技术与教学融合的实践性知识可以有效提升教师胜任力，尤其是在教育数字化转型下提升教师的数字胜任力。梅德里克（Maderick）等把教师数字胜任力定义为教师在课堂教学实践中，具有熟练使用相关软硬件技术的知识、技能和理念。[25]有研究者认为，数字胜任力是教师胜任未来教育工作的关键能力，教师数字胜任力的构成要素包括技术能力、教学能力、发展创新、价值追求和人格特质。[26]在数字胜任力的理念指引和目标导向下，分析教师TPACK 的课堂教学影响因素并搭建模型，反映了教育数字转型下的价值导向。

课堂教学表征作为TPACK 能力的关键和核心，其影响因素对教师发展至关重要。课堂教学的有效实施离不开教师的内在认知和外部环境的推动，本研究将影响TPACK 课堂教学表征的因素概括为内部因素和外部因素。

（一） 内部因素

课堂教学表征与教师内部因素有很大关系，教师内部因素是教师TPACK 发展的基础，本研究从基本属性层、教学意识层、知识能力层分析教师内部的影响因素。

1. 基本属性层

已有研究发现，性别、年龄、教龄、学历都对教师TPACK 发展有显著影响。[27][28]本研究结合已有研究以及教师的基本信息要素分析，认为教师内部因素的基本属性层应包括性别、年龄、教龄、学历、职称、学段和学科。

2. 教学意识层

有研究者发现，教学信念对技术整合教学起到价值导向、观念地图的作用，在帮助教师整合各方面知识的同时，直接影响其教学的决策及行为。[29]还有研究者认为，影响教学能力的内部因素是教学意识，包括自我效能感、教学态度和数据安全意识。[30]教师信念和态度体现在对TPACK 的重要性认识上，应用意识是课堂教学设计的基础，自我效能感有助于技术融合的感知和改进。此外，数据大爆炸时代安全意识也是必须要关注的内容。所以，教师内部因素的教学意识层应包括重要性认识、应用意识、自我效能感和安全意识。

3. 知识能力层

佩吉（Peggy）等把影响教师技术使用的内部因素分成教师的知识、技能等内容。[31]欧盟数字素养框架指出，信息域、交流域、内容创建域、安全意识域、问题解决域是数字素养的重要内容[32]，这些能力都基于教师个人已有的基础能力。本研究将技术元认知、评价与反思作为影响教师知识能力的重要内容。

作为影响TPACK 课堂教学表征的基础，教师内部因素包括基本属性层、教学意识层、知识能力层。这三个影响层相辅相成、相互影响。

（二） 外部因素

课堂教学表征的另外一个重要影响因素是外部环境，外部环境因素是教师TPACK 发展的助力，具体可以将其归类为技术环境层、人文环境层和教育环境层。

1. 技术环境层

技术环境是指教师在进行课堂教学时所处的涉及技术应用的物理环境。有研究者认为，影响TPACK 发展的外部因素是与整合技术相关联的物理技术环境。[33]也有研究者提出，搭建资源环境、创设智能教育空间、构建智能教育境脉是影响教师TPACK 素养与能力的重要方面。[34][35]基于课堂教学的具体实施环境，本研究认为，技术环境层应包括技术设备、资源储备和空间环境。

2. 人文环境层

人文环境是指教师所处的社会人文氛围，上至国家下至同伴，都会对个人的理念和行动产生影响。有研究者指出，人才政策倾向、单位激励机制、学生综合水平等客观因素是影响教师TPACK素养与能力的重要方面。[36][37]本研究认为，人文环境层应包括国家、地区、学校、同伴环境。

3. 教育环境层

教育环境主要是指教育实践和教师培训，有研究者发现，教育实践、选修计算机课程与TPACK 结构的生成和发展紧密相关。[38][39]也有研究者发现，微型课程、双师教学、情景式学习、赛训一体的实践应用等教师教育机制是教师TPACK 能力的有效培养路径。[40][41][42][43]TPACK的教育环境多样，概括来说，教育环境层应包括理论教育和实践教育。

（三） 因素模型

汇总上述分析，教师TPACK 发展的影响因素包括课堂教学表征、教师内部因素和外部环境因素三大方面，如果将TPACK 的发展比喻为树状，其中，课堂教学表征是主干，教师内部因素是为主干提供成长养分的土壤，外部环境因素是助推主干枝繁叶茂的分支。

为了对影响因素的关系进行可视化的呈现，本研究构建出教师TPACK 发展的影响因素树状模型。树状模型呈现了课堂教学表征、教师内部因素和外部环境因素三要素之间的关系，也体现了三要素内部的逻辑，其中，课堂教学表征三个层级之间是单向时序和循环关系；教师内部因素三个层级之间是互相影响、互相促进关系；外部环境因素三个层级之间有联系，但是没有决定性关系。

五、 TPACK 的发展建议

教师TPACK 发展影响因素的树状模型凸显实践性、强调全要素，初步勾勒了各因素的相互关系，这对于教师教育、教育信息化等具有一定的理论价值。从实践角度看，该模型的构建为有效培养和发展教师TPACK 能力提供了方法，也为教育教学改革与发展提供了思路。

（一） 推动基于教育与技术深度融合的数字胜任力提升

教育与技术深度融合为提高教师数字胜任力提供了数字环境和资源。教育数字化转型的作用之一在于教育与技术的深度融合。随着教育与技术的深度融合，迫切需要提高教师的数字胜任力，为培养学生创新实践能力、综合应用水平提供支撑。教师TPACK 发展影响因素的树状模型可以作为数字胜任力提升的着力点，为研究者提供切实可行的理论架构和实施路径。

（二） 加强基于关键因素的教师TPACK培养

教师是教育改革和发展的关键。教育数字化转型的关键在教师，不仅要提高教师的数字胜任力，更要促进教师从好的PCK 走向高的TPACK。该模型整体描述了教师TPACK 的内外关系和实践表征。各单位或地区可以根据该模型研制调研工具，了解教师TPACK 水平，挖掘关键因素；基于此，参考相关标准，根据现实条件，设计全体教师或不同类型教师TPACK 的培养路径，让教师TPACK 发展更有针对性、实效性。

（三） 探索基于课堂表征的数字化教学改革

课堂是育人主阵地。教育数字化转型的主体表征和实效主要体现在课堂教学中。相关单位或组织可以根据TPACK 发展影响因素的树状模型，从教学设计、教学实施、教学评价等方面细化课堂表现，明晰环境保障。教师个体或群体可以基于课程标准，抓住学科特点，由点到面，从设计开始，在行动中认知、在行动反思、在行动中发展，逐步探索适应学生需求、学科属性、学校条件的数字化教学方式。