教师数字化教学能力提升：逻辑与路径——基于TPACK框架理论的分析

钱 向|江苏省无锡市锡山区教师进修学校

随着科学技术突飞猛进地发展，在世界范围内数字技术正在逐步应用于教育领域。教育数字化转型的发展性标志是在教育的全领域、全过程、全要素融入数字技术［1］。在全面实施新课程背景下，在培养学生核心素养育人理念的引领下，教师要在技术资源融合、课程资源整合、教学模式创新、教学行为转变和学习方式变革等方面，迅速适应新时代教育改革的要求。这些都要求教师提升数字化教学能力。

一、基于TPACK框架理论的教师数字化教学能力分析

教师数字化教学能力是指教师在数字化时代运用现代技术和工具来支持和促进学生学习的综合能力。它不仅涉及技术方面的选择、应用和创造能力，而且包括对学科知识内容的选择、设计、重构、整合的能力，还包括运用教育学、心理学、社会学等知识指导学生等多方面的能力，是信息时代教师教学能力的一种综合体现，其描述了学科内容、教学法和技术之间的交互关系［2］。这种描述最具代表性的就是由美国学者科勒和米什拉提出的TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge，即整合技术的学科教学知识）框架理论［3］。TPACK框架理论创造性地将技术知识（TK）、教学法知识（PK）和学科内容知识（CK）三种关键知识要素整合［4］（TPACK知识要素结构如图1所示），用以描述信息化时代教师知识与能力的结构模型，研究的是信息技术与教学过程全要素深度融合增值赋能的问题。伴随着新兴教育形态（翻转课堂、MOOC、SPOC、数字学习等）的呈现，它迅速被国内外教育界所认可，已成为当前数字化教学的主流形式。

图1 TPACK知识要素结构

从TPACK 理论框架来分析，教师的数字化教学能力由整合技术的学科内容实施能力、整合技术的教学法实施能力和整合教学法的学科教学实施能力融合而成。我们把TPACK 进行数学建模，认为三者形成的合力是既有大小又有方向的，因此可用向量来表示（如图2所示）。

图2 基于TPACK框架理论的教师数学化教学能力向量示意图

（一）整合技术的学科教学内容实施能力

关于学科教学内容，教师要紧紧把握好三个方面：一是指向内容关联的逻辑性原则，即学习内容结构要有机组合已有和未学内容要素，建立起内容要素间的前后关联；二是指向内容顺序的渐进性原则，即学习内容的顺序要从小到大、由简入繁；三是指向内容处置的优先性原则，即应确保能促进动机形成的相关内容的优先处置权。

在整合技术的学科教学内容的组织过程中，教师要在充分了解学生已有知识和生活经验的基础上，对相关联的内容知识进行选配、重构，帮助学生形成知识链。其中，技术是学生新旧知识与生活经验链接的呈现工具，同时也是学生思维过程可视化的展示平台。

（二）整合技术的教学法实施能力

在学生核心素养培育总目标的指引下，关注并跟踪学生的学习心理（学习动机、心理倾向）、学习表征（学业质量、学习行为）、智力因素和非智力因素的变化情况，动态分析学生的异常波动，及时判断学生的集中注意时间、学科学习兴趣偏好、活动参与热情、学习障碍、情绪起伏等，来预测学生当下及未来的学习走向及可能出现的问题，可以为学生提供预警，同时也可以为教师、家长制订干预策略服务。

为提高教师整合技术的教学法实施能力，我们应促进数字技术与教学过程中全要素的深度融合，从教师的“教”和学生的“学”两方面入手实现数字化［5］，满足师生在不同场域下的选课走班学习、跨校联动学习、家校合作学习等多种交互学习方式的应用需求，实现物理教学空间与虚拟教学空间学习的有效切换，构建混合式教学的有效模式等的常态化应用。

（三）整合教学法的学科教学实施能力

教师要从注重指向教学内容设计的“教学方法”走向注重关注学生学习全过程的“教学处置”。学科知识的教学要改变传统的以知识传输与记忆储备作为任务的模式，采用能够转换教学内容的各种教学方法，并在教学过程之中加以综合运用。

在新课程实施背景下的教学组织中，通过“教学处置”转换教学内容，可以让学生容易习得知识和能力。教学内容目标通过“教学方法”来实现，教学过程目标通过“教学处置”来实现，两者各有侧重，因此，教师要根据目标任务的不同灵活运用，发挥其各自的作用，以不断提高教学实施能力，增强两者“切换内化”的合力。

二、教师数字化教学能力提升的政策逻辑、技术逻辑和教育逻辑

提升教师的数字化教学能力符合政策逻辑、技术逻辑和教育逻辑。

（一）政策逻辑

数字化时代赋予教师教学能力新的内涵，数字化是教育现代化的关键，而教师的数字化教学能力是教育数字化进程持续推进的基础支撑。2019年《教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》提出：“充分利用人工智能等新技术成果助推教师教育，提升校长、教师面向未来教育发展进行教育教学创新的能力。”［6］2022年，教育部等八部门联合印发《新时代基础教育强师计划》，将中小学教师的教育教学能力提升作为重要建设目标［7］。同年，教育部推出教育行业标准《教师数字素养》，进一步明确并规范了教师数字素养能力的行业指导标准［8］。这些都预示着我国将进一步发展面向全社会的智慧教育平台，以数字化为杠杆撬动学校和社会整体变革［9］。

（二）技术逻辑

以5G、物联网、大数据、云计算、区块链等为代表的数字技术不断创新突破，正作为一种新的经济引擎推动数字经济迅速发展，数字中国建设为教育数字化转型插上了腾飞的翅膀。增强现实、混合现实、虚拟仿真技术，录播教室、虚拟现实终端设备、数字采集设备，3D建模、云环境运行工具等，都已开发就绪。数字技术正在推动社会经济从传统制造型产业向数字化产业转型。同时，数字技术快速升级迭代、算力算法更强，服务功能更趋类人化的数字教育产品融入教育全过程，为教育教学改革提供技术支撑与保障［10］。

（三）教育逻辑

新一轮的课程改革正如火如荼地进行中，教师数字化教学能力融入课程改革全过程，让全体教师面临前所未有的系统性挑战。助力课程改革的教师数字化教学能力主要体现在以下几个方面：一是需要教师能够充分利用数字教育产品理解新课程理念，完善综合课程需要的多学科知识，理解跨学科知识的体系化与相互支撑性；二是需要教师具备在教学设计中合理融入虚实融合教学空间、多类型数字教育资源的能力；三是需要教师能够运用教学过程数据分析工具开展增值性、协商性、循证性评价，恰当使用数据分析工具进行单元教学、活动效果诊断和教学过程干预［11］。

2000 年，我国几乎同时启动了推进教育信息化和制定课程标准的工作，这两条线在初期一直是相伴平行［12］。一条线强调在全国范围内开展教师信息化能力的全员培训与考核，并制定了相关制度，虽然当时的设备、设施等教学资源比较缺乏，但教师的信息化能力依然获得了较大提升。另一条线强调课程理念、课程目标、教学内容分析、教学方法优化和教学反馈与评价等。从政策、技术、教育三个层面来看，当时的教育信息化和课程改革融合度很低。

人工智能背景下，作为教育数字化转型、新课程改革终端执行者的教师，该如何切实有效地将教育数字化转型贯彻到具体的教育教学实践中去？笔者以为，提升整合技术的学科教学知识是必经之路。

三、提升教师数字化教学能力的路径

当前，教师正面临教育数字化转型和以核心素养培育为导向的课程改革的系统性挑战。提升教师数字化教学能力要融入教师专业发展与教学全流程，从而推动教学模式创新与学习方式变革。

（一）顶层设计，整体推进

各级政府和教育行政部门要依据国家关于教育数字化转型和课程改革的相关要求，切实做好各级各部门的顶层设计，明确各地区各个层级的工作职责，实施整体推进战略：建立国家、省、市、县（市、区）、校、个人六个层级的《教育数字化实施方案》和《教育数字化行动计划》，强化目标意识，细化工作任务，坚持问题导向、行动导向，逐级找准切入点，以点带面，攻坚克难；紧紧围绕提升教师数字化教学能力，开展以“培训、实践、反馈、修正、再实践”为主要形式的各个层级的研修活动；以核心素养培育为导向，开展教研活动，确保教育数字化转型和课程改革同向同行。

（二）资源优化，保障有力

1.确保数字化教学资源环境建设逐年优化

“工欲善其事，必先利其器”，学校要做好数字化教学资源建设工作，在每年的经费预算中安排好数字化资源建设的经费，尽力保障好数字校园、（学习、教务、德育）服务管理平台、云环境、数字工具等基本设施与基础平台的物质化条件，确保数字化教学资源环境建设逐年优化。需要注意的是，在资源优化方面，学校要杜绝重复建设、盲目跟风、片面追求新颖等现象，防止零散的无计划投入。

2.确保数字资源建设切实服务于教育

学校数字资源建设不是装门面，也不是为了数字化而数字化，不能出现经费投入巨大但使用频率、密度、效率低下的情况。资源建设的宗旨是为师生教与学的正常开展提供服务，为学校的教育教学科研、后勤管理服务。因此，学校在数字化资源的建设中，要始终坚持师生发展的普惠性原则、资源添置的适配性原则和教育使用的优先性原则，全力保障课程改革和数字化转型中亟需的资源（物理空间与数字空间对接，主题式、探究式、项目化的数字镜像与运行场景，教学及其诊断、改进的数字化质量监测等）建设。

3.加强校企合作，为教育改革创新提供必要保障

学校要发挥教育产品使用的规模优势，加强校企合作。校方在使用应用了新技术的教育产品时，要及时与企业沟通产品使用过程中出现的问题，并提出精准的反馈建议，以提高企业研究解决方案的效率；企业要针对诉求迅速回应，尽力确保教育教学活动能够顺利展开。

（三）制度引领，分类培训

1.制订教师普修与专修制度

学校要做好校级顶层规划，制订教师普修与专修制度。普修指全员通识培训，专修指分学科、专题、专项能力、专业素养培训。学校要落实短期（月）、中期（学期、学年）、长期（三学年及以上）计划，调配好省、市、县（市、区）、校教师培训时间、内容以及教学实践任务，并以学期为单位进行学时、学分统计，列入年度绩效考核。当前，学校的培训与教育实践活动，要在课程改革和提升教师数字化教学能力上一体化推进。

2.制订“优培行动”计划，为“种子教师”提供数字资源支撑

在普修和专修的基础上，学校要制订“优培行动”计划，着力培育有潜质、专业能力强的优秀教师作为“种子教师”，通过“种子教师”孵化培育来引领全体教师教育教学理念、教学方法、技术应用等方面的意识转变和能力提高。学校要为“种子教师”提供高阶培训机会，在他们开展教学创新活动，进行公开课、研究课展示，参加优质课评比等活动时，尽力提供数字资源的支撑。

3.实施“强数教学”工程，推进数字化教学

学校可实施“强数教学”工程，要求教师在备课、上课、设计作业、进行家校沟通时多采用数字化形式，在上公开课、示范课时必须采用数字化教学，同时在优质课评比的评价指标中加大数字化应用、交互方式、场景设置、评价反馈等方面的权重。

（四）分层实施，团队推进

1.实施教师分层提升计划

学校可按照年龄、数字化教学能力基础对教师进行分层，为不同层次的教师制订个性化的提升计划（教师可选择自身能力提升的起始档位、内容、时间等），记录教师个人专修学分并将其列入年度考核。

2.组建教师学习共同体

学校可引导老、中、青教师组成提升数字化教学能力的学习共同体，有计划、有步骤地开展互助活动，并进行阶段性考核（内容包括备课、上课、工具应用的时机与熟练程度、数字交互、作业评价等方面），考核形式为公开课教学。学习共同体的互助活动呈现出能整合零散时间、问题解决精准、指导迅速到位等特点，它通过以强助弱促进教师共同提高。

3.打造学科教学创新团队

“三人行，必有我师焉。”学校应打造学科教学创新团队，开展集体备课、集中听课、集智研课等活动，发挥“种子教师”在数字化教学设计上的技术优势，帮助其他教师在集体商讨、分工合作、集采众长中提高数字化教学能力，进而提高团队的数字化教学研究和实施能力，为教学质量的提升提供保障。学校可在绩效考核中设置“金课”“优秀课件”“数字化教学优秀案例”等单项奖和教学创新团队建设成效奖等，促进教师数字化教学能力整体提升。