ICT—TPCK的基本原理與方法：一個(gè)基于技術(shù)實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化的個(gè)案

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[摘 要] ICT-TPCK因融入有關(guān)學(xué)習(xí)者的知識(shí)和情境的知識(shí)，在實(shí)現(xiàn)對(duì)TPCK框架延伸發(fā)展與突破創(chuàng)新的同時(shí)提供了一條方法論路向。從內(nèi)涵上看，ICT-TPCK是一個(gè)獨(dú)特的、動(dòng)態(tài)的知識(shí)體；一個(gè)高度情境化的知識(shí)體；一個(gè)立足學(xué)生，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容“經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化”的知識(shí)體?！凹夹g(shù)映射”，作為開發(fā)ICT-TPCK的基本原理與方法，是一種基于具體情境實(shí)現(xiàn)課目?jī)?nèi)容向?qū)W生個(gè)體“經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化”的整體設(shè)計(jì)方法，其實(shí)現(xiàn)核心在于工具的教學(xué)示能性。聚焦于實(shí)踐微觀視角，以小學(xué)科學(xué)課目之《光與色彩》內(nèi)容為個(gè)案，運(yùn)用“技術(shù)映射”的方法對(duì)其技術(shù)支持的學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行分析，以加深對(duì)ICT-TPCK的理解。

[關(guān)鍵詞] ICT-TPCK； 技術(shù)映射； 經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化； 工具的教學(xué)示能性

[中圖分類號(hào)] G434 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 尹睿（1979—），女，湖北建始人。副教授，博士，主要從事信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)用、課程與教學(xué)論方面的研究。E-mail：littleyin79@163.com。

自20世紀(jì)80年代中期舒爾曼（Shulman，L.S.）提出“課目教育學(xué)知識(shí)”（Pedagogical Content Knowledge，PCK）[1][2]①這一概念后，教師知識(shí)作為影響教師專業(yè)發(fā)展的決定性因素成為了世界各國教師教育研究中備受關(guān)注的熱點(diǎn)問題。隨著高新信息通信技術(shù)（Information and Communication Technologies，ICT）的迅速發(fā)展以及信息技術(shù)與課程教學(xué)深度融合的時(shí)代召喚，PCK已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足教師實(shí)際教學(xué)的需要，亟需考慮教師在實(shí)踐教學(xué)情境中建構(gòu)起使用信息通信技術(shù)有效促進(jìn)教學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。然而，許多研究表明，在教與學(xué)情境中，教師常常不具有足夠（或者恰當(dāng)）的使用信息技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，以致教師將“信息技術(shù)融入教與學(xué)過程，并未使教與學(xué)發(fā)生改變”。[3]美國紐約大學(xué)艾倫（Allen，K.）博士曾做過的“嚼口香糖VS基于CD-ROM的教學(xué)”的經(jīng)典對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可謂是對(duì)這一“怪象”的深刻注解，其結(jié)果發(fā)人深省。究其原因在于，我們已經(jīng)過分而偏執(zhí)地對(duì)技術(shù)采用“拿來主義”的態(tài)度，通常聚焦于將“什么”技術(shù)直接拿來使用，而極少深度思考這些技術(shù)可能“怎樣”地被用于支持教與學(xué)。[4]然而，這恰恰應(yīng)是技術(shù)應(yīng)用于教與學(xué)不可缺失的重要理論前提。

密舒拉（Mishra，P.）和科勒（Koehler，M.J.）從教師教學(xué)知識(shí)的視角，提出了“技術(shù)整合型課目教育學(xué)知識(shí)”（Technological Pedagogical Content Knowledge，TPCK），[5]強(qiáng)調(diào)了課目主題知識(shí)（Content Knowledge）、教育學(xué)知識(shí)（Pedagogical Knowledge）和技術(shù)知識(shí)（Technological Knowledge）兩兩之間及三者之間的相互關(guān)系，為指導(dǎo)教師實(shí)現(xiàn)技術(shù)與課目教學(xué)有機(jī)融合提供了一個(gè)分析框架。但是，若從轉(zhuǎn)化角度看（Transformative View），這一框架只突出知識(shí)的“疊加效應(yīng)”，缺乏整體性參照，沒能將TPCK視為一個(gè)獨(dú)特（Unique）的知識(shí)體，以區(qū)別于課目主題知識(shí)、教育學(xué)知識(shí)和技術(shù)知識(shí)等三個(gè)組成要素的“簡(jiǎn)單疊加”，更重要的是，沒能揭示TPCK這一獨(dú)特知識(shí)體的生成過程，以及對(duì)技術(shù)在與課目主題知識(shí)、教育學(xué)知識(shí)相融共生關(guān)系中的關(guān)鍵作用的詮釋較為模糊；若從整合角度看（Tntegrative View），這一框架忽略了課目知識(shí)、教育學(xué)知識(shí)和技術(shù)知識(shí)以外的其他因素，尤其是“基于現(xiàn)場(chǎng)”（on-the-spot）的教學(xué)情境因素。[6]安格里（Angeli，C.）和瓦蘭奈德（Valanides，N.）針對(duì)這一框架的“缺失”，運(yùn)用“轉(zhuǎn)化觀”和“整合觀”的思想，在TPCK的基礎(chǔ)上重新構(gòu)建了一種新的教師知識(shí)框架——“網(wǎng)絡(luò)化課目教育學(xué)知識(shí)”（ICT-TPCK）（如圖1所示），[7]并將原先TPCK中的“技術(shù)”（T）領(lǐng)域限定為“信息通信技術(shù)”（ICT）。可以說，ICT-TPCK不僅是對(duì)TPCK框架的延伸與發(fā)展，更是對(duì)TPCK框架的突破與創(chuàng)新。

那么，相較于TPCK，ICT-TPCK的核心內(nèi)涵是什么？ICT與其他知識(shí)要素相互作用的機(jī)理是什么？以及聚焦于實(shí)踐微觀視角的具體應(yīng)用應(yīng)如何開展？對(duì)這些問題的解答，不僅豐富了教師教學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)模型，為促進(jìn)教師教學(xué)發(fā)展提供新的思路；而且開辟了從教師教學(xué)知識(shí)的視角探討現(xiàn)代信息技術(shù)與課程教學(xué)深度融合的根本解決途徑，為推動(dòng)信息技術(shù)對(duì)教學(xué)的變革創(chuàng)新并發(fā)揮信息技術(shù)對(duì)教育的革命性影響提供方法路向。

一、內(nèi)涵界定：ICT-TPCK的實(shí)質(zhì)

正如安格里和瓦蘭奈德所言，ICT-TPCK是由PCK經(jīng)TPCK發(fā)展演化而來，可以說，ICT-TPCK是TPCK的一個(gè)分支，TPCK是構(gòu)建ICT-TPCK的原初概念基礎(chǔ)。換而言之，ICT-TPCK既強(qiáng)調(diào)對(duì)TPCK的兼容并蓄，更追求對(duì)TPCK的超越發(fā)展。

（一）ICT-TPCK是一個(gè)獨(dú)特的、動(dòng)態(tài)的知識(shí)體

從結(jié)構(gòu)上看，ICT-TPCK不僅包含TPCK框架中原有的三個(gè)知識(shí)域，即課目主題知識(shí)、教育學(xué)知識(shí)和技術(shù)知識(shí)（注：這里所說的“技術(shù)”特指“ICT”，前文已提及），而且還特別增加了兩個(gè)知識(shí)域：有關(guān)學(xué)習(xí)者的知識(shí)（Knowledge of Learners）（包括學(xué)生特征以及原有認(rèn)知水平）和有關(guān)情境的知識(shí)（Knowledge of Context）（涵蓋了課室情境、教育目標(biāo)與價(jià)值，以及教師關(guān)于教與學(xué)的認(rèn)識(shí)論信念等）。它們之間相互交叉產(chǎn)生作用，形成了一個(gè)有機(jī)整體（如圖1中心部分所示），亦即ICT-TPCK是一個(gè)由其他知識(shí)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化而成的特定或截然不同的知識(shí)體。我們不可理所當(dāng)然地認(rèn)為，某一類知識(shí)基礎(chǔ)（課目知識(shí)、教育學(xué)知識(shí)或技術(shù)知識(shí)）的增長(zhǎng)都會(huì)自發(fā)引起ICT-TPCK的增長(zhǎng)。

從圖1可以看出，ICT-TPCK還吸收了科克蘭（Cochran，K.F.）等人關(guān)于“課目教育學(xué)知識(shí)認(rèn)知”（Pedagogical Content Knowing，PCKg）[8]的動(dòng)態(tài)建構(gòu)思想，強(qiáng)調(diào)其并非是一個(gè)固定不變的靜態(tài)知識(shí)體，而是一個(gè)不斷建構(gòu)并得以生成的動(dòng)態(tài)知識(shí)體。圖1中的中心部分及黑色箭號(hào)表示教師ICT-TPCK的發(fā)展過程，即教師不斷整合課目知識(shí)、教育學(xué)知識(shí)、技術(shù)知識(shí)、學(xué)習(xí)者知識(shí)、情境知識(shí)等五種知識(shí)而形成ICT-TPCK的過程。圖1中心（灰色部分）由內(nèi)及外的兩層虛線橢圓形則表示ICT-TPCK不斷由小到大地發(fā)展與變化的過程?？梢姡贗CT-TPCK的獲得與發(fā)展過程中，它是伴隨著五種知識(shí)域的變化而變化的。

（二）ICT-TPCK是一個(gè)高度情境化的知識(shí)體

當(dāng)代教與學(xué)研究已表明，教學(xué)與學(xué)習(xí)是不可能脫離具體的情境而存在與產(chǎn)生的。情境不同，所產(chǎn)生的教學(xué)與學(xué)習(xí)也不同。ICT-TPCK正是這樣一種反映教師所處教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，與課目知識(shí)緊密相關(guān)的“視情境而定”的知識(shí)體。這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，ICT-TPCK離不開教師在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐環(huán)境中所獲得的經(jīng)驗(yàn)，即既是在實(shí)踐中建構(gòu)的（in Practice），又是關(guān)于實(shí)踐的（on Practice），還是指向?qū)嵺`的（for Practice）；[9]另一方面，ICT-TPCK指向特定學(xué)科及其內(nèi)容的加工、轉(zhuǎn)化與表征，與特定的課目主題緊密聯(lián)系，而不同于一般意義上的技術(shù)支持教學(xué)等方面的方法知識(shí)。所以，ICT-TPCK是一種面向具體主題和具體情境的知識(shí)，教師可以根據(jù)他們的教學(xué)經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)發(fā)展自己的ICT-TPCK。

（三）ICT-TPCK是一個(gè)立足學(xué)生、實(shí)現(xiàn)內(nèi)容“經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化”的知識(shí)體

ICT-TPCK特別關(guān)注學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，尤其是概念生態(tài)（Conceptual Ecology）。所謂“概念生態(tài)”，是指學(xué)習(xí)者在概念學(xué)習(xí)過程中，隱含在概念背后的相關(guān)概念群落?？梢哉f，它是個(gè)體看待世界的方式，包括人們對(duì)世界、知識(shí)、科學(xué)分類及文化和語言的認(rèn)知與看法。[10]不同學(xué)習(xí)者的概念生態(tài)不同，他們對(duì)待世界、認(rèn)識(shí)世界的方式也不同。眾所周知，教學(xué)的服務(wù)對(duì)象是學(xué)生。在這個(gè)意義上，“對(duì)學(xué)生的理解”成為了透視ICT-TPCK各個(gè)知識(shí)域及其相互關(guān)系的“透鏡”。教師應(yīng)了解學(xué)習(xí)者的概念生態(tài)，捕捉學(xué)習(xí)者的課目知識(shí)“前概念”（Preconception）（注：有研究者也將其稱之為“迷思概念”或者“直覺概念”），分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)困難（注：這里所說的學(xué)習(xí)困難指的是“在理解能力上，存在已有理解力水平與知識(shí)掌握所要求的理解力水平之間的個(gè)別差距”[11]），考慮如何運(yùn)用ICT以學(xué)習(xí)者易于理解的方式加工、轉(zhuǎn)化與表征內(nèi)容，以加深學(xué)習(xí)者對(duì)內(nèi)容的理解，促進(jìn)學(xué)習(xí)者整體發(fā)展（Holistic Development）。因此，ICT-TPCK在本質(zhì)上實(shí)為幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)內(nèi)容“經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化”的一種特殊知識(shí)體。

綜上，ICT-TPCK是一個(gè)助力于教師實(shí)現(xiàn)技術(shù)支持學(xué)習(xí)（Technology-Enhanced Learning）的知識(shí)體。它不僅廓清了教師教學(xué)知識(shí)的問題，更揭示了教師教學(xué)知識(shí)的服務(wù)對(duì)象問題——“從學(xué)生立場(chǎng)出發(fā)”。簡(jiǎn)單地說，只有充分認(rèn)識(shí)和理解學(xué)生，教師才能最大限度地發(fā)展自身的ICT-TPCK。由此，ICT-TPCK的實(shí)質(zhì)是一種“轉(zhuǎn)化”（Transformation）的智能，是教師運(yùn)用ICT將學(xué)科知識(shí)“轉(zhuǎn)化”成學(xué)生可以有效獲得的一種整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)智能。其中，有關(guān)學(xué)生對(duì)具體課目主題內(nèi)容的理解和技術(shù)的教學(xué)表征是兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。[12]

二、原理分析：技術(shù)映射的方法

ICT-TPCK是一個(gè)關(guān)于技術(shù)（ICT）與課目主題、教育學(xué)知識(shí)、學(xué)習(xí)者以及情境如何有機(jī)整合用以表征學(xué)習(xí)者難以理解的內(nèi)容的知識(shí)體系，其實(shí)質(zhì)是“從學(xué)生的理解出發(fā)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化”。密舒拉和科勒曾針對(duì)職前教師的教學(xué)實(shí)踐，提出了“基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)技術(shù)”（Learning Technology by Design），其理念是用TPCK框架來指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)，從而創(chuàng)造概念及認(rèn)識(shí)上連貫的學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助職前教師加深對(duì)技術(shù)與真實(shí)教學(xué)實(shí)踐整合的理解。[13]遺憾的是，他們并沒有對(duì)TPCK中各知識(shí)要素的轉(zhuǎn)化機(jī)理提出具體的實(shí)現(xiàn)方法。

針對(duì)密舒拉和科勒有關(guān)“基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)技術(shù)”理念在方法上的“懸空”，安格里和瓦蘭奈德提出了“技術(shù)映射”（Technology Mapping，TM）的方法（如圖2所示）。作為開發(fā)ICT-TPCK的基本原理與方法，它為教師提供了“用技術(shù)解決真實(shí)教育問題的經(jīng)驗(yàn)”。[15]

（一）追求技術(shù)的“經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化”

馬頓（Marton，F(xiàn).）、瑞尼森（Runesson，U.）和隋（Tsui，B.M.）等人曾將學(xué)習(xí)內(nèi)容細(xì)分為“預(yù)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容”（Intended Object of Learning）、“實(shí)踐的學(xué)習(xí)內(nèi)容”（Enacted Object of Learning）和“體驗(yàn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容”（Lived Object of Learning）。[16]其中，“預(yù)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容”與“實(shí)踐的學(xué)習(xí)內(nèi)容”是基于教師教學(xué)實(shí)踐層面提出的。但是，在教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生實(shí)際上學(xué)到什么，關(guān)乎他經(jīng)歷過什么，這便是“體驗(yàn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容”，每個(gè)學(xué)生可用不同的方法體驗(yàn)同一內(nèi)容，形成不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容體驗(yàn)。如此看來，“體驗(yàn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容”并不完全等同于“預(yù)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容”與“實(shí)踐的學(xué)習(xí)內(nèi)容”，它是真正被學(xué)生獲知與體認(rèn)的內(nèi)容。在這個(gè)意義上，學(xué)習(xí)是個(gè)體憑借經(jīng)驗(yàn)引起的習(xí)得變化。經(jīng)驗(yàn)的習(xí)得和生長(zhǎng)是依靠經(jīng)驗(yàn)的客觀條件和經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)部條件的交互作用進(jìn)行的。兩種條件的交互作用便形成了情境，而且只有當(dāng)客觀條件從屬于具有這種經(jīng)驗(yàn)的個(gè)人內(nèi)部條件時(shí)，這種經(jīng)驗(yàn)才是真正的經(jīng)驗(yàn)。由此可見，“經(jīng)驗(yàn)”不僅僅指一種靜態(tài)的感性認(rèn)識(shí)，更是蘊(yùn)含著一種動(dòng)態(tài)的生成過程。被譽(yù)為現(xiàn)代課程理論奠基人的泰勒（Tyler，R.W.），在他被奉為經(jīng)典的名著《課程與教學(xué)的基本原理》中頻繁使用的，也是經(jīng)驗(yàn)而不是知識(shí)，并且他曾經(jīng)十分明確地從經(jīng)驗(yàn)的動(dòng)詞意義上作出詮釋：“‘學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)（Learning Experience）這個(gè)術(shù)語，不等同于一門學(xué)科所涉及的內(nèi)容，也不等同于教師所從事的各種活動(dòng)?！畬W(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)是指學(xué)習(xí)者與其能產(chǎn)生反應(yīng)的環(huán)境中的外部條件之間的相互作用。學(xué)習(xí)是通過學(xué)生的主動(dòng)行為而發(fā)生的，學(xué)生的學(xué)習(xí)取決于他自己做了些什么，而不是教師做了些什么。”[17]

技術(shù)映射，正是這樣一種基于具體情境實(shí)現(xiàn)課目?jī)?nèi)容向?qū)W生個(gè)體“經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化”的設(shè)計(jì)方法。從圖2可以清晰地看出，設(shè)計(jì)源于對(duì)課目主題的分析與內(nèi)容的分解（圖2中的“Topic2—>C2”），經(jīng)過基于學(xué)習(xí)者、教育學(xué)方法、內(nèi)容再現(xiàn)以及工具的教學(xué)示能性（Pedagogical A Ffordances）等具體的情境分析后，將其映射（Mapping）到技術(shù)的“熔爐”中“煉制”為“經(jīng)驗(yàn)化內(nèi)容”（圖2中雙環(huán)形部分轉(zhuǎn)化后的“C2”）。這一“煉制”過程即為“轉(zhuǎn)化”。所以，安格里和瓦蘭奈德也將“技術(shù)映射”界定為一種開發(fā)ICT-TPCK的情境取向的方法?！凹夹g(shù)映射”的情境方法，類似于4C/ID模型，[18][19]擺脫了傳統(tǒng)的行為主義與面向系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)方法的“套路”和局限，轉(zhuǎn)向了基于特定情境（Context-Specific）的系統(tǒng)化真實(shí)設(shè)計(jì)過程。顯而易見，這種方法實(shí)質(zhì)上是一種整體性設(shè)計(jì)方法。這就是，它必須考慮特定情境內(nèi)各個(gè)要素之間的交互作用，更追求相互之間經(jīng)由技術(shù)的“經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化”而彼此浸染以達(dá)至高度整合。與傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)方法不同的是，“技術(shù)映射”的情境方法并非目標(biāo)導(dǎo)向的或者情境無涉的（Context-Free），而是情境敏感的（Context-Sensitive），諸如教師教學(xué)期望與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、學(xué)生學(xué)習(xí)信念和學(xué)習(xí)困難、學(xué)校教育目標(biāo)等都是對(duì)ICT-TPCK開發(fā)有著深刻影響的情境性因素。

（二）強(qiáng)調(diào)技術(shù)的教學(xué)示能性

正如著名的技術(shù)哲學(xué)家伊德（Ihde，D.）所言，技術(shù)與人的知覺（經(jīng)驗(yàn)）是有著密切關(guān)聯(lián)的，技術(shù)改變了人類的知覺方式，并影響著人類知覺的發(fā)展方向。在ICT-TPCK中，ICT并不能簡(jiǎn)單地被理解為傳遞信息的工具媒介而已，而是增強(qiáng)或轉(zhuǎn)變學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知工具?！罢J(rèn)知工具是一種支持、指引、擴(kuò)充使用者思維過程的心智模式和技術(shù)設(shè)備。”[20]這意味著在技術(shù)映射法中，不能僅僅“看到”技術(shù)本身，而應(yīng)該“深究”如何通過展現(xiàn)ICT來表征課目主題知識(shí)（尤其是容易讓學(xué)生產(chǎn)生“錯(cuò)誤”或“迷思概念”的知識(shí)），即工具的教學(xué)示能性。如針對(duì)某一課目主題內(nèi)容，技術(shù)可能會(huì)幫助克服教學(xué)或認(rèn)知的困難；針對(duì)某一課目主題內(nèi)容，技術(shù)是其不可或缺的重要因素。技術(shù)的教學(xué)示能性是實(shí)現(xiàn)技術(shù)的“經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化”的關(guān)鍵，即是技術(shù)工具對(duì)課目主題知識(shí)與教育學(xué)知識(shí)的映射作用。所謂“映射”（Mapping），即結(jié)合具體的情境，建立起技術(shù)功能與課目主題知識(shí)、教育學(xué)知識(shí)的關(guān)聯(lián)過程（圖2中菱形部分的內(nèi)容）?！笆灸苄浴敝傅氖且粋€(gè)事物所具有的感知屬性與實(shí)際屬性，這些屬性決定了事物如何被人們操作使用。[21]例如，球的示能性是圓形、物理材料、可彈跳（實(shí)際屬性）和球如何使用（感知屬性）。當(dāng)實(shí)際屬性與感知屬性相結(jié)合，示能性將作為一個(gè)事物與發(fā)生行為的個(gè)體之間的關(guān)系而產(chǎn)生。所以，“示能性”為人們與事物的交互方式提供有力的線索。表1為工具的教學(xué)示能性、課目主題知識(shí)的呈現(xiàn)與教育學(xué)方法的映射關(guān)系。

在此需要進(jìn)一步澄明的是，工具的教學(xué)示能性是一種技術(shù)工具與生俱來的教學(xué)功能性體現(xiàn)，而非技術(shù)工具被人為添加的功能性表現(xiàn)。換而言之，技術(shù)既不是中立的，也不是無偏見的。恰恰相反，具體的技術(shù)有著自己的傾向、偏見與內(nèi)在屬性，這使它們?cè)诰唧w的教學(xué)任務(wù)中比其他技術(shù)更加適用。[23]所以，“教師的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)有必要針對(duì)不同的課目?jī)?nèi)容領(lǐng)域”，[24]即在具體的教學(xué)情境中，教師不僅僅需要掌握他們所教的課目?jī)?nèi)容及教育學(xué)知識(shí)，而且還必須深刻理解技術(shù)的功能性和局限性，知道對(duì)特定的教學(xué)內(nèi)容或任務(wù)而言，哪些技術(shù)是可用的、適宜的，以及這些內(nèi)容或任務(wù)如何能夠以最適合的教學(xué)策略或方法被技術(shù)加以有效表征、改變與建構(gòu)，從而充分發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與理解，改正學(xué)生的“錯(cuò)誤”認(rèn)識(shí)。

三、情境應(yīng)用：ICT-TPCK原理與方法的個(gè)案

一種有效的教育理論不僅需要告訴人們“是什么”，更需要告訴人們“如何做”。教育技術(shù)必須要與具體學(xué)科進(jìn)行有效融合才能得到更好的發(fā)展。[25]文獻(xiàn)表明，從具體學(xué)科的研究視角來看，國外在數(shù)學(xué)、英語、科學(xué)、社會(huì)科等均有相關(guān)研究案例。其中，以數(shù)學(xué)學(xué)科的居多。在本研究中，我們嘗試圍繞小學(xué)科學(xué)《光與色彩》單元中的“物體顏色是光選擇性反射的結(jié)果”這一主題內(nèi)容的交互式模擬實(shí)驗(yàn)課件設(shè)計(jì)為個(gè)案，運(yùn)用技術(shù)映射的方法，試圖通過分析以進(jìn)一步明晰在真實(shí)的教學(xué)情境中ICT-TPCK這一原理與方法的應(yīng)用。

（一）課目主題內(nèi)容分析

“物體顏色是光選擇性反射的結(jié)果”這一主題內(nèi)容主要解釋復(fù)色光與單色光現(xiàn)象。讓一束白光射到玻璃棱鏡上，光線經(jīng)過棱鏡折射以后就在另一側(cè)面的白紙屏上形成一條彩色的光帶，其顏色的排列是靠近棱鏡頂角端是紅色，靠近底邊的一端是紫色，中間依次是橙、黃、綠、藍(lán)、靛，這樣的光帶叫光譜。光譜中每一種色光不能再分解出其他色光，稱它為單色光。由單色光混合而成的光叫復(fù)色光。自然界中的太陽光、白熾電燈和日光燈發(fā)出的光都是復(fù)色光。

在光照到物體上時(shí)，一部分光被物體反射，一部分光被物體吸收。透過的光決定透明物體的顏色，反射的光決定不透明物體的顏色。不同物體，對(duì)不同顏色的反射、吸收和透過的情況不同，因此呈現(xiàn)不同的色彩。比如一個(gè)黃色的光照在一個(gè)藍(lán)色的物體上，那個(gè)物體顯示的是黑色，因?yàn)樗{(lán)色的物體只能反射藍(lán)色的光，而不能反射黃色的光，所以把黃色光吸收了，就只能看到黑色了。但如果是白色的話，就反射所有的色。

（二）學(xué)生分析

之所以選擇這一內(nèi)容，原因在于“光”和“顏色”是小學(xué)生日常生活中經(jīng)常接觸，但卻相當(dāng)抽象，且極易讓人產(chǎn)生混淆。日常的生活經(jīng)驗(yàn)讓他們對(duì)“光”與“顏色”產(chǎn)生某些“前概念”認(rèn)識(shí)——他們通常認(rèn)為顏色是一個(gè)物體的特有屬性，并且該物體的顏色會(huì)保持不變，或者當(dāng)有顏色的光照射在一個(gè)有顏色的物體上時(shí)，光的顏色與該物體的顏色混合了。產(chǎn)生這一“錯(cuò)誤”認(rèn)識(shí)的原因在于光從一點(diǎn)傳播到另一點(diǎn)的速度極快，根本無法察覺，也不能直接被體驗(yàn)。同時(shí)，他們也無法理解光照射到物體上時(shí)，一部分光被物體反射，一部分光被物體吸收，而反射的光的顏色就是視覺上所看到的。

（三）技術(shù)映射的建立

要建立起技術(shù)工具的教學(xué)示能性、課目主題知識(shí)的呈現(xiàn)與教育學(xué)方法的映射關(guān)系，首先需要弄清楚在科學(xué)教學(xué)中，技術(shù)的類型及其所發(fā)揮的教學(xué)作用。萊文（Raven，M.）指出，在科學(xué)教學(xué)中，技術(shù)主要有三類：[26]一是和所教授的科學(xué)無關(guān)，只是用來服務(wù)于科學(xué)教學(xué)的技術(shù)，如文字處理、電子表格等；二是專門用來教授和學(xué)習(xí)科學(xué)的技術(shù)，如各種專門為科學(xué)教學(xué)開發(fā)的應(yīng)用程序；三是專門設(shè)計(jì)用來“做”科學(xué)的技術(shù)，如顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、科學(xué)計(jì)算器等。這些技術(shù)可以通過多種方法在科學(xué)教學(xué)中發(fā)揮作用，如加速時(shí)間來模擬自然事件、觀察沒有技術(shù)就無法觀察的事情（通過多鏈接呈現(xiàn)、通過動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)、通過建模和模擬）、記錄沒有技術(shù)就難以記錄的數(shù)據(jù)、組織沒有技術(shù)就難以組織的數(shù)據(jù)等。

其次，需要知道如何根據(jù)具體的課目主題內(nèi)容選擇合適的教學(xué)方法，例如，如何陳述和解釋教學(xué)內(nèi)容的方法，如何組織實(shí)踐活動(dòng)的方法，如何組織學(xué)生討論交流的方法等。對(duì)于科學(xué)教學(xué)而言，更強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，采用模擬或建模的教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生建立起抽象概念的直觀認(rèn)識(shí)。因此，如何圍繞“物體顏色是光選擇性反射的結(jié)果”這一主題內(nèi)容，根據(jù)技術(shù)的教學(xué)功能和科學(xué)教學(xué)法，選擇、設(shè)計(jì)并開發(fā)合適的技術(shù)表征內(nèi)容，創(chuàng)造模擬操作的學(xué)習(xí)環(huán)境，以消除學(xué)生的“迷思概念”是我們需要解決的核心問題。

通過上述對(duì)學(xué)生的分析，教師確定學(xué)生對(duì)“光”與“顏色”的理解存在偏差，進(jìn)而明確“理解光的反射與吸收原理形成視覺顏色”為教學(xué)目標(biāo)?；诖四繕?biāo)，教師將技術(shù)“重設(shè)計(jì)”為一個(gè)技術(shù)支持的學(xué)習(xí)環(huán)境——模擬實(shí)驗(yàn)交互課件。該課件主要通過讓學(xué)生在一個(gè)虛擬的黑暗環(huán)境中，自主控制光源顏色、物體顏色和視覺顏色等三個(gè)顏色變量，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其變化，從而在“迷思概念”上重構(gòu)出科學(xué)概念。

首先，設(shè)計(jì)光通過三棱鏡的色散現(xiàn)象的模擬情境（如圖3所示）作為理解的前提。接著，設(shè)計(jì)能讓學(xué)生通過交互操作觀察的模擬情境。在這一情境中，我們考慮到由于人視覺形成的顏色是由光源顏色和物體顏色決定的，所以，設(shè)計(jì)了兩個(gè)可調(diào)節(jié)的自變量，分別為光源顏色和物體顏色y（注：在本模擬課件中即為濾鏡顏色），而因變量則為視覺顏色z，它們之間存在的關(guān)系為z=f（x，y）。其中，光源顏色x可分為復(fù)色光的白光和單色光的七色光，物體（濾鏡）顏色y則為七色光。

因?yàn)閷W(xué)生存在的迷思概念為“當(dāng)有顏色的光照射在一個(gè)有顏色的物體上時(shí)，光的顏色與該物體的顏色混合了”，也就是說明他們對(duì)視覺顏色和光源顏色與物體顏色的關(guān)系z(mì)=f（x，y）產(chǎn)生誤解。因此，教師將模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)置為可讓學(xué)生自主控制光源顏色x和物體（濾鏡）顏色y的變化，從而讓學(xué)生觀察人物的視覺顏色z的變化。通過發(fā)現(xiàn)顏色z的變化，與自身的“迷思概念”產(chǎn)生“沖突”，從而對(duì)概念進(jìn)行科學(xué)重構(gòu)。這一概念重構(gòu)，實(shí)為技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化，是技術(shù)映射的結(jié)果。模擬情境如圖4、圖5所示。

當(dāng)光源顏色為復(fù)色光（白光）時(shí)，學(xué)生觀察到的現(xiàn)象為：物體（濾鏡）顏色與視覺顏色一樣。這是因?yàn)椋曈X顏色是物體反射出來的光的顏色。當(dāng)光源顏色為單色光時(shí)，學(xué)生觀察到的現(xiàn)象是：只有當(dāng)單色光光源顏色和物體（濾鏡）顏色相同時(shí)，人才看到物體（濾鏡）的顏色；單色光光源顏色和物體（濾鏡）顏色不同時(shí)，人只能看到黑色。這是因?yàn)?，有顏色的光照射在一個(gè)有顏色的物體上時(shí)，光的顏色與該物體的顏色并不是混合，而是吸收和反射的關(guān)系，兩者是同一顏色則被物體反射，不同顏色則被物體吸收。

四、結(jié) 語

綜上所述，ICT-TPCK蘊(yùn)含的“轉(zhuǎn)化”思想，為當(dāng)代教師教學(xué)發(fā)展、現(xiàn)代信息技術(shù)與課程教學(xué)深度融合提供了一個(gè)新的思考框架?！凹夹g(shù)映射”，作為開發(fā)ICT-TPCK的基本原理與方法，為真實(shí)情境中教師的教學(xué)實(shí)踐提供了很好的方法指引。當(dāng)然，本研究呈現(xiàn)的小學(xué)科學(xué)案例還只是ICT-TPCK及“技術(shù)映射”的探索性應(yīng)用，以拋磚引玉，就教于方家。未來，ICT-TPCK的研究將沿著三條路徑推進(jìn)，一是課目領(lǐng)域的拓展，即除了已有的數(shù)學(xué)、英語、科學(xué)、社會(huì)科以外的其他課目的實(shí)踐案例的開發(fā)，尤其是本土化案例的研發(fā)；二是問題焦點(diǎn)的深化，即從ICT-TPCK概念的描述性分析轉(zhuǎn)向ICT-TPCK的有效教學(xué)應(yīng)用及其效果評(píng)價(jià)的實(shí)證研究等問題上；三是研究對(duì)象的擴(kuò)大，即關(guān)注未來教師（師范生）的ICT-TPCK的培養(yǎng)與發(fā)展。

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