初中數(shù)學(xué)教師TPACK現(xiàn)狀的調(diào)查與分析——以煙臺市為例

段元美 閆志明 張克俊 鄭麗紅

（1．魯東大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，山東煙臺 264025；2．鋼城區(qū)實驗中學(xué) 山東萊蕪 271103）

一 問題的提出

為進一步提高中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力，我國教育部于 2013年啟動了全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程，并在 2014年制定了《中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力標準（試行）》指導(dǎo)該工程的實施[1]。要有效提升中小學(xué)教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力，更好地開展培訓(xùn)工作，先要了解教師信息技術(shù)應(yīng)用能力現(xiàn)狀。根據(jù)美國學(xué)者Mishra和Koehler[2]的觀點，整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識（TPACK）是信息時代教師專業(yè)知識的核心，是教師信息技術(shù)應(yīng)用能力的知識基礎(chǔ)，它直接影響信息技術(shù)應(yīng)用能力的水平與發(fā)展。因此了解中小學(xué)教師TPACK現(xiàn)狀意義重大。

目前關(guān)于TPACK理論的研究，大致分為兩個方向：一是以Mishra和Koehler[3]為代表的學(xué)者，認為TPACK框架包括TK、PK、CK、TPK、TCK、PCK和TPACK七個要素。第二種研究傾向是只關(guān)注核心成分的TPACK。美國的Niess[4]就從這個視角出發(fā)，提出了TPACK的四個構(gòu)成要素：關(guān)于技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合目的的統(tǒng)領(lǐng)性觀念；關(guān)于學(xué)生利用技術(shù)來理解、思考和學(xué)習(xí)學(xué)科主題的知識；關(guān)于技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的課程和課程材料的知識；關(guān)于技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的教學(xué)策略和教學(xué)表征的知識。迄今為止，國內(nèi)外針對在職教師TPACK現(xiàn)狀的實證研究已經(jīng)取得了一些成果，但已有研究多數(shù)是基于TPACK“七要素理論”開展的，例如：美國的Landry博士[5]對初中數(shù)學(xué)教師TPACK的研究；國內(nèi)的黃冬明[6]針對高中教師TPACK現(xiàn)狀的調(diào)查研究等。而以核心成分TPACK為基礎(chǔ)，針對中小學(xué)教師TPACK的實證研究卻比較少見。就國內(nèi)而言，目前只有鐘洪蕊[7]、張育桂[8]以Niess的研究為基礎(chǔ)，分別對小學(xué)科學(xué)教師和小學(xué)數(shù)學(xué)教師的TPACK進行了實證研究。但是，這兩個研究都存在樣本容量較小的問題。

本文以Niess的核心成分TPACK為理論框架，對初中數(shù)學(xué)教師TPACK進行了大樣本容量的調(diào)查研究，描述和分析教師TPACK現(xiàn)狀和特點，并提出了有效促進教師TPACK發(fā)展的建議。

二 研究方法

1 問卷的設(shè)計

研究在系統(tǒng)梳理和借鑒已有研究成果基礎(chǔ)上，自編了初中數(shù)學(xué)教師TPACK調(diào)查問卷。問卷包括基本信息和量表兩部分內(nèi)容?；拘畔?1題，量表包括五個維度共22題。各維度名稱及二級指標描述如表1所示。研究進一步使用科學(xué)方法證明了初中數(shù)學(xué)教師TPACK量表具有較高的信度和效度。1因篇幅所限，在此對問卷內(nèi)容不做詳細描述。

表1 初中數(shù)學(xué)教師TPACK量表的結(jié)構(gòu)

2 調(diào)查對象的基本情況

本次調(diào)查采取指派專人現(xiàn)場集中發(fā)放問卷的方式。調(diào)查時間從2014年2月25日至4月18日，歷時兩個月。共有276名初中數(shù)學(xué)教師參與了此次調(diào)查，這些教師的分布涉及煙臺六區(qū)七市一縣的20所中學(xué)。在這些教師中，教齡在15年以上的人數(shù)超過一半，新教師只占教師總數(shù)的9.8%，這與近幾年學(xué)校招收新教師的比例較少有關(guān)系；92%的教師最高學(xué)歷達到了本科；共計85.2%的教師職稱分布于中教三級和二級，只有11.2%的教師職稱是中教高級；教師任教年級的情況基本均衡；共計85.9%的教師處于教學(xué)的勝任階段和熟練階段，2.2%的教師處于專家階段；被調(diào)查對象中有88.8%的教師參加過現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)。

三 調(diào)查結(jié)果

1 初中數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中使用信息技術(shù)的基本情況

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準（2011）》明確指出，“數(shù)學(xué)課程的設(shè)計與實施應(yīng)根據(jù)情況合理地運用現(xiàn)代教育技術(shù)”[9]，我們對初中數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中使用信息技術(shù)的情況做了調(diào)查。結(jié)果顯示：數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中經(jīng)常使用的技術(shù)，按照勾選次數(shù)最多的依次為電子白板、課件教案和資源庫、實物投影，說明教師在教學(xué)中使用多媒體設(shè)備的頻率較高。從對教師的訪談中我們得知，這與煙臺近幾年大力推進信息化建設(shè)有密切關(guān)系，煙臺自2008年就開啟了覆蓋所有縣市區(qū)的“班班通”信息化工程，在這項工程中制定了以電子白板、節(jié)能電腦、短焦投影、視頻展臺為主的教室配置方案。勾選次數(shù)在 10%以下的由少到多依次為：數(shù)值計算工具、電子圖書館、電子期刊、博客、微博、符號運算工具、微課。這說明：在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)教學(xué)軟件（數(shù)值計算工具、符號運算工具）使用較少；新型技術(shù)（博客、微博、微課）使用較少；有助于教師專業(yè)發(fā)展的資源（電子圖書館、電子期刊）使用較少。

研究進一步調(diào)查了初中數(shù)學(xué)教師在教授具體內(nèi)容時使用信息技術(shù)的情況。調(diào)查結(jié)果顯示，88.4%的教師在教學(xué)中使用新課程標準的教材。新版教材包括數(shù)與代數(shù)、圖形與幾何、統(tǒng)計與概率、綜合活動與實踐四個模塊的內(nèi)容。圖1反映了教師在教授具體的內(nèi)容時，自己使用信息技術(shù)以及要求學(xué)生使用信息技術(shù)的基本情況。我們發(fā)現(xiàn)在教授“圖形與幾何”這一內(nèi)容時，教師使用信息技術(shù)的頻率最高；而在教“數(shù)與代數(shù)”、“統(tǒng)計與概率”兩個模塊的內(nèi)容時僅有一半的教師會選擇使用信息技術(shù)。說明教師在教學(xué)中是否使用信息技術(shù)，會充分考慮特定主題內(nèi)容的性質(zhì)。信息技術(shù)不僅是教師教學(xué)的工具，也是學(xué)生學(xué)習(xí)和解決數(shù)學(xué)問題的有力工具。數(shù)學(xué)教學(xué)中要積極鼓勵學(xué)生使用信息技術(shù)“學(xué)數(shù)學(xué)”。教師是否要求學(xué)生使用信息技術(shù)學(xué)習(xí)，與自己是否使用信息技術(shù)教學(xué)有很大關(guān)系。教師自身使用較多的內(nèi)容（如“圖形與幾何”）則要求學(xué)生使用的也多。但是從總體情況來看，在教授具體內(nèi)容時，教師要求學(xué)生使用信息技術(shù)的比例要整體低于教師自己的使用比例。

2 初中數(shù)學(xué)教師TPACK現(xiàn)狀

我們對初中數(shù)學(xué)教師TPACK的整體狀況做了統(tǒng)計分析，結(jié)果如表2所示：教師TPACK的整體平均分是3.7363，說明初中數(shù)學(xué)教師的TPACK處于中等稍微偏上水平，還有較大的提升空間。教師TPACK五個維度平均分在3.5～4.2之間，由高到低依次為：理念、課程、學(xué)生、教學(xué)、評價1，說明初中數(shù)學(xué)教師使用信息技術(shù)進行教學(xué)評價方面的知識最為欠缺。

表2 數(shù)學(xué)教師TPACK的描述統(tǒng)計

圖1 數(shù)學(xué)教師及其學(xué)生在具體課程內(nèi)容中使用信息技術(shù)的情況

下面對初中數(shù)學(xué)教師TPACK的五個維度現(xiàn)狀進行分析。

（1）整合技術(shù)教授數(shù)學(xué)的統(tǒng)領(lǐng)性觀念

在TPACK的五個維度中，整合技術(shù)教授數(shù)學(xué)的統(tǒng)領(lǐng)性觀念維度得分最高。說明初中數(shù)學(xué)教師具有相對較高的理念水平。例如在對“我能深刻領(lǐng)會義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準（2011版）的內(nèi)容”題目的回答中，就有77.5%的數(shù)學(xué)教師選擇了基本符合。1

（2）整合技術(shù)教授數(shù)學(xué)的學(xué)生理解知識

這一維度反映的是初中數(shù)學(xué)教師在使用信息技術(shù)教學(xué)時，對于“學(xué)生如何學(xué)數(shù)學(xué)”的理解和把握。此維度的得分在整體平均分（M=3.7363）以下。說明初中數(shù)學(xué)教師在使用信息技術(shù)支持學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和理解方面還有所欠缺。例如在對“為了減少學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中常見的錯誤，我能使用信息技術(shù)構(gòu)建合適的學(xué)習(xí)支持策略”題目的回答中，只有54%的數(shù)學(xué)教師選擇了基本符合。因此，如何使用信息技術(shù)構(gòu)建適合學(xué)生認知發(fā)展的學(xué)習(xí)支持策略是數(shù)學(xué)教師面臨的挑戰(zhàn)之一。

（3）整合技術(shù)教授數(shù)學(xué)的課程和課程資源知識

此維度得分在整體中處于第二位。說明初中數(shù)學(xué)教師在使用信息技術(shù)教學(xué)時能夠比較好地把握特定主題內(nèi)容在整個課程中的地位，能夠在信息技術(shù)支持下實現(xiàn)前后知識的聯(lián)系，能夠較合理地組織課程內(nèi)容和課程資源使學(xué)生獲得不同層次的發(fā)展。例如在對“在信息技術(shù)的支持下，我能根據(jù)學(xué)生的認知特點合理安排教學(xué)內(nèi)容”題目的回答中，有63.4%的數(shù)學(xué)教師選擇了基本符合；在對“我能在現(xiàn)有課程資源的基礎(chǔ)上對教學(xué)過程進行合理設(shè)計”題目的回答中，63.4%的數(shù)學(xué)教師選擇了基本符合。

（4）整合技術(shù)教授數(shù)學(xué)的教學(xué)評價知識

2) 強度高修復(fù)效果好。復(fù)合材料補片力學(xué)性能優(yōu)異，抗拉強度和抗剪切強度高。損傷結(jié)構(gòu)-膠粘劑-復(fù)合材料補片三者為一體的再制造修復(fù)結(jié)構(gòu)能夠承受更高載荷，延展性能也同時被優(yōu)化。

此維度得分最低。有一半以上的教師不擅長使用信息技術(shù)支持的教學(xué)評價方式，也不愿意去積極開發(fā)信息技術(shù)支持的評價方式。說明教師需要加強此類知識的學(xué)習(xí)。在信息化教學(xué)環(huán)境中，教師要學(xué)會綜合使用多種方式去評價學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程和結(jié)果，并正確看待各種評價結(jié)果。

（5）整合技術(shù)教授數(shù)學(xué)的教學(xué)策略知識

整合技術(shù)教授數(shù)學(xué)的教學(xué)策略知識反映了信息化環(huán)境下教師對“如何教”的問題的理解。75%的教師能夠根據(jù)教學(xué)需要選擇恰當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)和合適的教學(xué)方法，設(shè)計多樣的教學(xué)活動。針對同一教學(xué)內(nèi)容，不同的教學(xué)表征方式（文字、圖形、圖像、動畫等）可以從不同的角度加深學(xué)生對問題的理解。但是在教授同一內(nèi)容時，僅有一半的教師能使用多樣化的表征方式。在信息化課堂管理方面，則有40%的教師需要進一步提高管理水平。

3 不同人口背景變量的數(shù)學(xué)教師TPACK差異

研究對不同人口背景變量在數(shù)學(xué)教師TPACK水平上的差異做了檢驗，結(jié)果表明：教齡、勝任階段和是否參加培訓(xùn)在教師TPACK水平上都存在顯著差異。

（1）不同教齡數(shù)學(xué)教師TPACK的差異

（2）不同勝任階段數(shù)學(xué)教師TPACK的差異

研究對專家教師和非專家教師在 TPACK水平上的差異做了檢驗。結(jié)果表明：兩類教師在TPACK的整體水平上差異顯著（p=0.005），專家教師的TPACK整體水平要明顯高于非專家教師。專家教師在課程維度和教學(xué)維度的知識水平也明顯高于非專家教師，而在理念維度、學(xué)生維度和評價維度的知識水平略高于非專家教師。

（3）是否培訓(xùn)的數(shù)學(xué)教師TPACK的差異

為了研究現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)對數(shù)學(xué)教師TPACK的影響，研究對參加培訓(xùn)和沒有參加培訓(xùn)的數(shù)學(xué)教師在TPACK水平上的差異做了檢驗。結(jié)果表明：雖然兩類教師在TPACK的整體水平上不存在顯著差異，但是參加培訓(xùn)的教師在量表整體中的得分要高于不參加培訓(xùn)的教師。參加培訓(xùn)的教師在TPACK各維度上的得分也略高于不參加培訓(xùn)的教師。在教學(xué)維度上兩類教師的水平存在差異顯著（p=0.044），說明現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)對教師在教學(xué)中如何使用信息技術(shù)有示范作用。

四 分析討論

1 初中數(shù)學(xué)教師TPACK現(xiàn)狀討論

研究發(fā)現(xiàn)，初中數(shù)學(xué)教師TPACK整體水平中等偏上，還有較大提升空間。該結(jié)論與黃冬明[11]對N市高中教師TPACK現(xiàn)狀的調(diào)查結(jié)果相似。這主要是因為教師要把信息技術(shù)這一要素納入到自己的知識結(jié)構(gòu)中需要一個很長的過程。他們首先需要熟悉信息技術(shù)，然后再打破原有的知識結(jié)構(gòu)進行重新整合。在此過程中，可能會因為一些因素限制或者阻礙了教師TPACK的發(fā)展。比如：信息化環(huán)境建設(shè)不到位，教師理念不到位，教師自身的內(nèi)在動力不足等，其中哪一個環(huán)節(jié)脫節(jié)，都會直接影響到教師TPACK的整體發(fā)展。當(dāng)然，教師TPACK各構(gòu)成維度也呈現(xiàn)出了不同的水平。說明實際教學(xué)是個復(fù)雜的系統(tǒng)，教師需要綜合考慮技術(shù)、教學(xué)和課程之間的關(guān)系并把它們合理有效地整合在一起，才能實現(xiàn)高品質(zhì)的信息化課堂。

2 不同人口背景變量的數(shù)學(xué)教師TPACK差異討論

不同教齡的教師在TPACK的五個構(gòu)成維度上存在顯著差異，主要表現(xiàn)在理念和教學(xué)兩個維度。雖然教齡在5年以上的教師具有較高的理念水平，但是他們在教學(xué)中對信息技術(shù)的認同感不強，更愿意以自己熟悉的傳統(tǒng)方式去教學(xué)。在對教師的訪談中，有的教師就表示“我年齡大了，對新技術(shù)不感興趣，也學(xué)不會”；也有的教師認為“使用信息技術(shù)還要重新備課，太費時間了”。所以導(dǎo)致教學(xué)理念和實際行動之間還存在著矛盾。這一現(xiàn)象與熊丙章[12]的研究結(jié)論類似。這也充分說明教師TPACK是一種實踐性知識，它的發(fā)展需要教師在自身內(nèi)在動力的驅(qū)使下親自實踐獲得。

專家教師在TPACK整體水平以及各維度上的水平都高于非專家教師。這是因為專家教師在理念和教學(xué)上都達到了一個較高的層次，通過多年信息技術(shù)與課程整合的實踐積累了豐富的經(jīng)驗。無論出現(xiàn)什么樣的新技術(shù)他們都能積極嘗試使用，并能夠很快地把技術(shù)整合于教學(xué)中。在我們和中小學(xué)多年的合作中就碰到過好多位這樣的專家教師。

參加過現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)的數(shù)學(xué)教師在TPACK整體以及各維度上的得分要略高于沒有參加培訓(xùn)的教師，但是兩類教師的TPACK整體水平并沒有顯著差異。說明現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)能夠通過一些技術(shù)與課程整合的案例給教師提供示范作用，但是效果不夠明顯?？赡芤驗槟壳暗默F(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)無論從形式還是內(nèi)容上還存在著不同程度的問題。

五 對策建議

1 加快信息化建設(shè)，構(gòu)建豐富的信息化資源環(huán)境

中小學(xué)信息化教學(xué)環(huán)境的建設(shè)是保證教師TPACK發(fā)展的外部條件。煙臺地區(qū)初中數(shù)學(xué)教師之所以在教學(xué)中首選以電子白板為主的多媒體教學(xué)設(shè)備，就是因為每個班級中都配備了這樣的系統(tǒng)。各中小學(xué)要加快信息化建設(shè)的步伐，為教師發(fā)展提供良好的外部環(huán)境。其次是資源的建設(shè)一定要跟上。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)的一些問題：比如專業(yè)軟件使用較少，有助于教師專業(yè)發(fā)展的資源使用較少，就是因為多數(shù)學(xué)校沒有具備相關(guān)的資源。信息化資源建設(shè)是長期工程，從基礎(chǔ)教育部門到學(xué)校再到教師個人都有責(zé)任為之去努力。

2 改革教師培訓(xùn)形式和內(nèi)容，增強培訓(xùn)效果

現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)需要進一步改變培訓(xùn)的形式和內(nèi)容，以增強培訓(xùn)效果。從培訓(xùn)形式上來說，要提供多樣化的培訓(xùn)方式。教師TPACK具有情境性的特點，這就要求加強校本培訓(xùn)，營造良好的信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)用氛圍。加強同一教研室內(nèi)教師的研討和交流活動，發(fā)揮專家教師的引領(lǐng)和示范作用，為其他教師提供可直接模仿和借鑒的經(jīng)驗。從內(nèi)容上來說，培訓(xùn)要分學(xué)科，針對具體學(xué)科設(shè)置不同模塊的培訓(xùn)內(nèi)容，讓教師真正掌握信息技術(shù)與本學(xué)科教學(xué)整合的方法，并把它有效地遷移到自己的教學(xué)中。

3 拓寬教師TPACK發(fā)展途徑，切實提高教師TPACK水平

初中數(shù)學(xué)教師TPACK的現(xiàn)狀說明了教師TPACK的提升是個長期過程，在這個過程中要通過多種不同的方式促進教師TPACK的發(fā)展。目前在職教師TPACK的發(fā)展途徑有設(shè)計學(xué)習(xí)、案例研究、課例觀摩等。各培訓(xùn)機構(gòu)或者中小學(xué)校要積極為在職教師創(chuàng)造條件，積極探索適合本校教師TPACK發(fā)展的方式。比如鼓勵教師參加相關(guān)課題研究，鼓勵教師參加有關(guān)的講課比賽等。無論哪一種途徑，只要是適合本校教師發(fā)展的就是好的路子。

4 建立長效激勵機制，激發(fā)教師內(nèi)在動力

已有研究證明，教師的TPACK不能通過講授習(xí)得，它具有實踐性和緘默性的特點[13]。TPACK構(gòu)成維度上的水平差異說明內(nèi)在的學(xué)習(xí)需求和動力是TPACK發(fā)展的關(guān)鍵。教師只有持之以恒地積極探索技術(shù)和教學(xué)的整合，才能不斷發(fā)展自身的TPACK。這就要求各中小學(xué)校建立長效激勵機制，把教師TPACK發(fā)展與業(yè)績考核、職稱評定、物質(zhì)獎勵等直接掛鉤，努力將教師TPACK的發(fā)展納入到日常的教學(xué)管理工作中，激發(fā)教師自我實踐和發(fā)展的內(nèi)生動力。

[1]國家教育部.<<中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力標準(試行)>>[OL].

[2][3] Mishra P, Koehler M J.Technological pedagogical content knowledge:A framework for teacher knowledge[J].Teachers College Record,2006,(6):1017-1054.

[4] Niess M L.Preparing teachers to teach science and mathematics with technology:Developing a technology

pedagogical content knowledge[J].Teaching and Teacher Education,2005,(5):509-523.

[5] Landry G.Creating and validating an instrument to measure middle school mathematics teachers’ technological

pedagogical content knowledge (TPACK)[D].Unpublished doctoral dissertation. University of Tennessee, Knoxville,2005:1-101.

[6][11]黃冬明,高莉娜,王海燕.高中教師 TPACK 現(xiàn)狀調(diào)查與分析——來自N市的報告[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2013,(2):37-42.

[7]鐘洪蕊.小學(xué)科學(xué)課教師的技術(shù)—教學(xué)法—內(nèi)容知識(TPACK)研究[D].廣東:華南師范大學(xué),2010:1-55.

[8]張育桂.小學(xué)數(shù)學(xué)教師整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(TPACK)研究[D].河南:信陽師范學(xué)院,2011:1-85.

[9]國家教育部.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準(2011年版)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2011:1-7.

[10]林秀欽,黃榮懷.中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用的態(tài)度與行為調(diào)查[J].中國電化教育,2009,(9):17-23.

[12]熊丙章.教師信念對信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合的影響研究[J].電化教育研究,2014,(5):87-90.

[13]閆志明.TPACK:信息時代教師專業(yè)化的知識基礎(chǔ)[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2013,(3):5-9.