TPACK結(jié)構(gòu)下初中幾何微課在課堂教學(xué)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李嘉怡，代紅兵，李惠芳，馮煥華

（云南大學(xué) 信息技術(shù)中心，云南 昆明650091）

TPACK結(jié)構(gòu)下初中幾何微課在課堂教學(xué)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李嘉怡，代紅兵，李惠芳，馮煥華

（云南大學(xué) 信息技術(shù)中心，云南 昆明650091）

整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)（TPACK）是信息時(shí)代對(duì)教師提出的全新要求。文章力求結(jié)合TPACK知識(shí)與微課的契合點(diǎn)，分析微課課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)所在，設(shè)計(jì)出適合課堂教學(xué)的初中幾何微課模式，并對(duì)其在課堂中的應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行研究。

TPACK；微課；課堂教學(xué)

信息技術(shù)日新月異的變化已然演變成推動(dòng)課堂教學(xué)改革的主力，探索普世化的教育規(guī)律已成為過(guò)去，而今創(chuàng)設(shè)情境化的教育場(chǎng)景以提高教學(xué)質(zhì)量已成為教師的共識(shí)[1]。教師的TPACK能力要求教師對(duì)所教授學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（CK）的深度進(jìn)行探索，廣度進(jìn)行拓展，要求教師將信息技術(shù)知識(shí)（TK）輔助教學(xué)的觀念滲透于課堂教學(xué)中，要求教師結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特征采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)法知識(shí)（PK）來(lái)提高課堂教學(xué)效率。微課對(duì)教學(xué)內(nèi)容以組塊進(jìn)行劃分，并根據(jù)學(xué)習(xí)者認(rèn)知特點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容呈現(xiàn)，增強(qiáng)認(rèn)知負(fù)荷正遷移，減小認(rèn)知負(fù)荷負(fù)遷移，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)最大化。TPACK理論本身具有高綜合性與高情境性，它要求教師能綜合并協(xié)調(diào)好自身知識(shí)結(jié)構(gòu)與科學(xué)知識(shí)體系之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)出因“境”制宜的TPACK微課程[2]。

一、教師TPACK能力與微課的關(guān)系

TPACK是 2006年由美國(guó)密歇根州立大學(xué)的Mishra和Koehler在Shulman的PCK的基礎(chǔ)上提出的。TPACK的核心在于技術(shù)（TK）、學(xué)科內(nèi)容(CK)和教學(xué)法(PK)等各種知識(shí)的動(dòng)態(tài)平衡，如若能將這種平衡應(yīng)用于微課的設(shè)計(jì)與制作中，不僅可以調(diào)動(dòng)教師參與課程設(shè)計(jì)的意識(shí)和熱情，還可以提高教師在課堂中運(yùn)用信息技術(shù)的水平。在教學(xué)中，教師與學(xué)生共同總結(jié)課堂教學(xué)效果，反思微課設(shè)計(jì)流程，更好平衡教師TPACK各要素之間的關(guān)系。

從目前的理論研究與實(shí)踐探索來(lái)看，TPACK面臨理論發(fā)展太快、實(shí)踐操作步伐緩慢的不協(xié)調(diào)局面。教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)微課來(lái)提高自身的 TPACK能力，而TPACK能力越綜合、越出色的教師也越能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的微課。微課是信息時(shí)代的產(chǎn)物，是信息技術(shù)與課程深度整合的具體表現(xiàn)與全新詮釋，而TPACK是信息技術(shù)與課程整合發(fā)展的第三階段[3]，TPACK與微課結(jié)合定會(huì)迸發(fā)出新的火花。

二、課堂微課教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

1.微課形成課堂教學(xué)層次

課堂微課教學(xué)形成了一種“大課套小課”的課堂教學(xué)層次，一定程度上減小了教師的教學(xué)壓力，教師有更多的時(shí)間與精力觀察學(xué)生學(xué)習(xí)微課時(shí)的行為與反應(yīng)、情感與態(tài)度，并能在此過(guò)程中對(duì)學(xué)生的反應(yīng)給予形成性評(píng)價(jià)，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。

2.課堂微課與線上微課的區(qū)別

線上微課的代表可汗學(xué)院的微課設(shè)計(jì)層次參考了“知識(shí)地圖”的理論，以期使碎片化的知識(shí)點(diǎn)形成連續(xù)性與系統(tǒng)性[4]，而在課堂教學(xué)中，教師全程扮演引導(dǎo)者與監(jiān)控者的角色，可以隨時(shí)幫助學(xué)生掌控學(xué)習(xí)步驟。

3.微課教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的比較

課堂微課不僅可以達(dá)到傳統(tǒng)課堂知識(shí)教授與道德培養(yǎng)的雙重教學(xué)效果，而且大大削弱了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性的要求。換個(gè)角度來(lái)講，微課可以在課堂與課后教學(xué)中結(jié)合使用，由課堂至課下，不僅是教學(xué)的延伸，而且是教學(xué)資源的重復(fù)循環(huán)使用，是學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的查缺補(bǔ)漏與知識(shí)理解的一種拓展。

三、TPACK結(jié)構(gòu)下的微課設(shè)計(jì)

美國(guó)學(xué)者B.Joyce和M.Weil將教學(xué)模式概括為四種：信息加工教學(xué)模式、個(gè)性化教學(xué)模式、合作化教學(xué)模式、行為控制教學(xué)模式[5]。本研究在仔細(xì)分析其對(duì)各教學(xué)模式的定義后，提出了以課堂教學(xué)為前提、以教師TPACK能力為基礎(chǔ)、個(gè)性化與合作化教學(xué)模式相結(jié)合的微課模式圖，如圖1所示。

圖1 TPACK框架下的初中幾何課堂微課教學(xué)模式圖

如圖1所示，所謂TPACK框架下的初中幾何課堂微課教學(xué)模式是指在微課教學(xué)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先進(jìn)行學(xué)情分析，然后根據(jù)TPACK理論中的TK(技術(shù)知識(shí))、PK(教學(xué)法知識(shí))、CK（學(xué)科內(nèi)容知識(shí)）對(duì)微課各設(shè)計(jì)要素明確分類，再根據(jù)學(xué)生的課堂反應(yīng)與反饋評(píng)價(jià)對(duì)微課設(shè)計(jì)中的PK與TK進(jìn)行不斷修改（CK涉及學(xué)科內(nèi)容的廣度與深度，與教師的學(xué)科專業(yè)素養(yǎng)有關(guān)，后期只能完善，很難修改），最終建構(gòu)動(dòng)態(tài)的、以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的微課教學(xué)資源。需要注意的是，此微課模式中CK、PK、TK三個(gè)模塊的分析，并不是以線性方式進(jìn)行，在實(shí)際操作過(guò)程中，教師可以結(jié)合自身情況靈活應(yīng)用，使其發(fā)揮最大效益。

TPACK結(jié)構(gòu)下的微課模式應(yīng)用主體是學(xué)生，因此設(shè)計(jì)重點(diǎn)不在于教學(xué)設(shè)計(jì)，而在于學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。在這短暫的不到十分鐘的時(shí)間里，教師將課堂的主動(dòng)權(quán)與掌控權(quán)完全交給學(xué)生。下面筆者結(jié)合教師TPACK能力，就幾何微課設(shè)計(jì)中的各要素進(jìn)行一一分析。

1.學(xué)情分析

學(xué)習(xí)者特征分析：微課設(shè)計(jì)中的學(xué)習(xí)者特征分析應(yīng)以學(xué)習(xí)目標(biāo)為前提，分析學(xué)習(xí)者的最高認(rèn)知水平與最低認(rèn)知水平，確定適合大多數(shù)受眾的認(rèn)知目標(biāo)。根據(jù)范·希爾思維水平理論，將學(xué)生幾何思維水平設(shè)定為描述、分析水平，學(xué)生需用合適的文字語(yǔ)言描述各幾何要素（如點(diǎn)、線、面）之間的關(guān)系，并通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐對(duì)幾何性質(zhì)進(jìn)行歸納[6]。通過(guò)課堂觀察、課前測(cè)驗(yàn)等方式確定學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

學(xué)習(xí)環(huán)境分析（境脈因子）：微課設(shè)計(jì)中的學(xué)習(xí)環(huán)境包括微課開(kāi)發(fā)環(huán)境（學(xué)校相關(guān)政策支持）、微課設(shè)計(jì)環(huán)境（學(xué)校使用信息技術(shù)輔助教學(xué)的氛圍）、微課應(yīng)用環(huán)境（學(xué)校硬件條件）達(dá)到高度統(tǒng)一，才能保證教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，即知識(shí)與技能、情感與態(tài)度的良好遷移。

2.學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（CK）分析

學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分：通過(guò)作業(yè)分析、教師的課堂觀察及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，選擇適合大多數(shù)學(xué)生特征的粒度（層次）進(jìn)行學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分。

知識(shí)對(duì)象選擇：對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容中的重難點(diǎn)部分進(jìn)行微課設(shè)計(jì)。通過(guò)課前測(cè)驗(yàn)及教學(xué)評(píng)價(jià)找出學(xué)生理想知識(shí)基礎(chǔ)與現(xiàn)實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)之間的差距，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)及考試大綱，選擇適合用信息技術(shù)進(jìn)行呈現(xiàn)的微課教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

內(nèi)容信息加工：針對(duì)微課制作的知識(shí)對(duì)象，結(jié)合要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)，將其置于整個(gè)初中幾何知識(shí)框架中，進(jìn)行以各科目知識(shí)為軸線的橫向與數(shù)學(xué)知識(shí)為主的縱向教學(xué)信息加工，使知識(shí)對(duì)象變得飽滿豐富。

3.教學(xué)法知識(shí)（PK）分析

內(nèi)容組織方式：在教學(xué)內(nèi)容以合適粒度劃分的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二度整合，尋求教學(xué)內(nèi)容的最佳組織方式。如講解平行四邊形與長(zhǎng)方形的性質(zhì)時(shí)可以通過(guò)圖表法列舉其異同點(diǎn)，以利于學(xué)生理解。

信息傳遞策略：教學(xué)信息傳遞以視頻演示為主，教師講解為輔。利用學(xué)習(xí)者的行為參與強(qiáng)化學(xué)習(xí)者的記憶曲線。需要學(xué)生記憶的知識(shí)內(nèi)容，應(yīng)采用手寫方式進(jìn)行強(qiáng)化。知識(shí)的呈現(xiàn)方式應(yīng)從大到小、從外到內(nèi)、從頭到尾依次展開(kāi)。對(duì)知識(shí)點(diǎn)中晦澀難懂的部分，應(yīng)適當(dāng)添加一些個(gè)性化鏈接，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的理解。

課堂教學(xué)梯度：課堂教學(xué)由于時(shí)間、空間等限制，很難做到個(gè)性化教學(xué)，而學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)能力存在很大差異，因此需要我們對(duì)不同的學(xué)生提出不同的要求，即課堂教學(xué)目標(biāo)梯度。接受能力較低的學(xué)生可以通過(guò)課下繼續(xù)觀看微課等方式，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的縱向統(tǒng)一性，基礎(chǔ)較好的學(xué)生則可以通過(guò)課外學(xué)習(xí)資源，拓展教學(xué)目標(biāo)的橫向梯度。

師生交互方式：加強(qiáng)微課設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)之間的對(duì)話，在呈現(xiàn)微課之前，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的情緒，使其積極參與到整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中；在微課教學(xué)之時(shí)，應(yīng)注意觀察學(xué)生的表情變化，并以眼神予以鼓勵(lì)；在微課教學(xué)之后，通過(guò)師生、生生問(wèn)答等環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行課堂交互。

4.技術(shù)知識(shí)（TK）分析

媒體組織策略：教學(xué)媒體組織應(yīng)以能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種信息器官進(jìn)行學(xué)習(xí)為最終目標(biāo)。需要注意的是，媒體傳遞信息的過(guò)程中，應(yīng)避免過(guò)分形象化對(duì)學(xué)生思維培養(yǎng)的不利影響。

情境開(kāi)發(fā)策略：在進(jìn)行學(xué)習(xí)情境開(kāi)發(fā)時(shí)，應(yīng)聯(lián)系生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生求知欲。學(xué)習(xí)情境要支持并使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生認(rèn)知沖突與情感沖突，使學(xué)生的注意力達(dá)到最大限度集中。例如設(shè)計(jì)幾何概念區(qū)別性特征時(shí)，可在微課視頻中加入文本框進(jìn)行提示，用加粗、劃線等方式進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，或者通過(guò)局部放大來(lái)激發(fā)學(xué)生的好奇心，通過(guò)箭頭符號(hào)等的指引形成思維的連貫性。

資源管理策略：理論上來(lái)講，學(xué)習(xí)資源庫(kù)是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，包括紙質(zhì)教材、教案、教輔、幾何模型、教師博客、多媒體素材、有意義的新聞資源等。為了制作微課時(shí)更好利用這些資源，需要以幾何知識(shí)點(diǎn)為模塊進(jìn)行分類管理，先搭建框架，再填充內(nèi)容。例如先按三角形、四邊形等進(jìn)行一級(jí)分類，再按全等三角形、相似三角形等進(jìn)行二級(jí)分類，依次類推。通過(guò)不斷優(yōu)化改進(jìn)，構(gòu)建樹(shù)狀資源管理庫(kù)。

巷道底板拉底到位后，采用預(yù)應(yīng)力全長(zhǎng)錨固注漿錨索進(jìn)行底板加固，防治底鼓。底板注漿錨索“五花”式布置，排距2 000 mm，間距2 000 mm。錨索直徑22 mm，長(zhǎng)度6 300 mm。為簡(jiǎn)化施工工藝，利用底板注漿孔預(yù)埋、安裝錨索。具體工藝為：底板注漿孔打設(shè)完畢后，插入錨索，并一次灌入適量水泥漿，使錨索預(yù)錨固長(zhǎng)度達(dá)到2 000 mm。7 d之后、待預(yù)埋錨索的錨固端(即孔底水泥漿)凝固以后，對(duì)鉆孔進(jìn)行帶壓注漿，注漿材料仍使用水泥漿。注漿完成8 h后，對(duì)錨索進(jìn)行張拉預(yù)緊，預(yù)緊力不小于250 kN。一次施工完畢。

四、微課在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

微課在課堂教學(xué)中的應(yīng)用流程見(jiàn)圖2。

圖2 微課在課堂中的應(yīng)用流程

首先，教師應(yīng)在課前布置學(xué)生通過(guò)教材及教輔材料完成相關(guān)預(yù)習(xí)任務(wù)，并記錄在整個(gè)預(yù)習(xí)過(guò)程中所遇到的疑惑與問(wèn)題。這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力有一定要求，也是保證微課課堂教學(xué)成功的關(guān)鍵所在。

其次，教師必須在課前明確教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)規(guī)則，對(duì)最后的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行預(yù)先定義，建立達(dá)到學(xué)習(xí)成功的標(biāo)志，并依據(jù)學(xué)習(xí)者特征（認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)能力、性格特征、性別）進(jìn)行分組，學(xué)生需帶著自己的問(wèn)題與教師提出的教學(xué)目標(biāo)一起學(xué)習(xí)微課。

再次，將依據(jù)TPACK理論設(shè)計(jì)制作的微課展示給學(xué)生，在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師要充分觀察記錄各小組的學(xué)習(xí)行為與反應(yīng)，并能適時(shí)給予評(píng)價(jià)。

第四，要求學(xué)生以教師安排好的小組進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。小組討論的目的在于補(bǔ)充教學(xué)縱向梯度造成的差異，通過(guò)群體智慧不僅可以完善和深化學(xué)習(xí)個(gè)體對(duì)知識(shí)的掌握與理解，還可以鼓勵(lì)一些基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生重拾自信。

第五，由學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容提出問(wèn)題，教師解答或者生生互答。將傳統(tǒng)教學(xué)中的師生單向交流或雙向交流變成師生、生生間的多向交流，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生熱情，形成人人參與的課堂氛圍。

第六，教師根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)結(jié)合自身專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)提出問(wèn)題，通過(guò)小組討論、教師引導(dǎo)的方式解決，變“孤軍奮戰(zhàn)”為“群策群力”，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的集體協(xié)作精神與積極態(tài)度。

第七，教師與學(xué)生共同進(jìn)行評(píng)價(jià)與總結(jié)。教師運(yùn)用形成性評(píng)價(jià)對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控指導(dǎo)，學(xué)生對(duì)微課的教學(xué)流程及教學(xué)效果等做出評(píng)價(jià)，以利于微課的完善與修改。

五、結(jié)束語(yǔ)

教師擁有的知識(shí)結(jié)構(gòu)與科學(xué)知識(shí)體系存在很大的差異，后者系統(tǒng)性更強(qiáng)，邏輯性更嚴(yán)，客觀性更足。TPACK知識(shí)的提出，幫助教師將自身知識(shí)更系統(tǒng)、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乇磉_(dá)出來(lái)，充分發(fā)揮課堂教學(xué)的魅力。TPACK知識(shí)與微課設(shè)計(jì)應(yīng)用的發(fā)展應(yīng)是相輔相成的，缺少理論支撐的設(shè)計(jì)乏味單調(diào)，缺少實(shí)際應(yīng)用的理論徒有其名。微課對(duì)教師而言是教學(xué)手段，對(duì)學(xué)生而言是學(xué)習(xí)工具，對(duì)教育專家而言是多種學(xué)科滲透的通道。所以，如果將微課運(yùn)用在課堂教學(xué)中，無(wú)論對(duì)教師還是學(xué)生，都是大有裨益的。

[1]王慧霞.教師專業(yè)發(fā)展新視閾:基于教育現(xiàn)象學(xué)的生活體驗(yàn)研究[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2009(2): 127-130.

[2]蔡敬新,鄧峰.“技術(shù)-教學(xué)-學(xué)科知識(shí)”(TPACK)研究:最新進(jìn)展與趨向[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2015(3):9-18.

[3]何克抗.TPACK——美國(guó)“信息技術(shù)與課程整合”途徑與方法研究的新發(fā)展（下）[J].中國(guó)電化教育,2012(6).

[4]張一川,錢揚(yáng)義.國(guó)內(nèi)外“微課”資源建設(shè)與應(yīng)用進(jìn)展[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2013(6):26-33.

[5]Bruce J.,Weil W.,Calhoun E..教學(xué)模式[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2004.

[6][美]D.A.格勞斯編,陳昌平等譯.數(shù)學(xué)教與學(xué)研究手冊(cè)[M].上海:上海教育出版社，1999:483-498.

（編輯：魯利瑞）

G434

：A

：1673-8454（2017）06-0057-03