基于TPACK的交互式電子白板分析

鄭金秋

摘 要：文章以課堂教學中交互式電子白板應用為例，從橫向和縱向兩個視角分析其在不同學科、不同學段中對課堂教學過程的支持。研究結論表明，技術對學科課堂教學能夠提供一定的支持，并且在不同學科、不同學段課程教學中的使用存在差異，需要教師具備一定的學科內容知識和學科教學法知識，才能夠實現(xiàn)技術與課堂教學的有效整合。

關鍵詞：技術整合；學科教學法知識；交互式電子白板；課堂教學；內容分析法

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）14-0076-04

一、引言

信息技術與教學法整合，強調不是把信息技術當作輔助教師教或輔助學生學的工具，而是利用信息技術來營造一種新型的教學環(huán)境，以有效支持教學情境的創(chuàng)設，啟發(fā)學生自主思考和動手操作探究，鼓勵學生開展多種形式的學習活動，以激發(fā)學生學習的積極性、主動性、創(chuàng)造性，實現(xiàn)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。

教師的學科教學法知識是教師能夠開展有效教學的基礎，是教師知識的核心，也是能夠區(qū)分學科專家與學科教師之不同的一個知識領域。[1]信息技術進入課堂，不能獨立于教師的學科教學法知識而應用于教學，需要教師基于學科教學內容和教學法知識，選擇合適的技術去支撐課堂教學，從而促進學生對知識的獲取、深化和創(chuàng)造，以達到創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

交互式電子白板在課堂教學中有著廣泛的應用，研究者針對交互式電子白板支持的課堂教學展開了一系列研究，例如教學理念轉變[2]、資源開發(fā)[3]、教學應用效果的研究[4]、有關學生學習動機和參與度的研究[5，6]等等。研究指出，交互式電子白板能夠對課堂教學產(chǎn)生積極的影響，能夠促進教師教學理念的轉變，激發(fā)學生的學習動機，提高學生在課堂教學中的參與度。也有研究者對交互式電子白板課堂教學過程中的互動等方面進行了研究[7]，同時進行了相關課例分析，指出交互式電子白板在促進學生知識獲取和知識深化的同時，也能夠增強課堂教學中的創(chuàng)造性和交互性。另外也有研究者指出，交互式電子白板的核心價值觀是其構建了信息化教育的基礎平臺，包括信息展示平臺、師生互動平臺、資源管理平臺、再生資源平臺、知識建構平臺和協(xié)作教育平臺。[8]縱觀現(xiàn)有的交互式電子白板課堂教學應用研究發(fā)現(xiàn)，其更多的是聚焦在教師教學理念、交互式電子白板應用的效果分析、課堂教學中的師生互動等方面，針對交互式電子白板支持的不同學段中具體學科的教學、基于具體學科內容知識和教學法知識所能夠提供的技術支持等方面的探討較少。由此，本研究將基于交互式電子白板應用于不同學科、不同學段的優(yōu)秀教學課例，分析課堂教學中教師基于具體的學科內容知識，如何將教學法知識和技術知識進行有效整合以促進學生對知識的識記、理解、應用、分析、評價和創(chuàng)造。

二、TPACK理論框架

1.TPACK內涵

TPACK是教師使用技術進行有效教學所必需的知識[9]，即教師在課堂教學中知道使用什么技術、怎樣操作以及怎樣支持教學內容的學習。TPACK包含學科內容知識、教學法知識、技術知識三個核心要素，以及由這三個核心要素相互交織形成的四個復合要素，見圖1。

TPACK理論框架幫助教師能夠根據(jù)具體的課堂教學情景需要，綜合考慮學科內容知識、教學法知識、技術知識三個方面的核心要素及其相互交織形成的復合要素，設計出恰當?shù)慕虒W設計方案，包含有各種教學和學習活動，解決教學問題及教學重點、難點，達成教學目標，完成課堂教學，促進學生對知識的獲取、深化和創(chuàng)造，達到創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。TPACK的核心是技術知識、學科內容知識和教學法知識三者之間的動態(tài)平衡，其中一種要素發(fā)生變化，都會引起其他要素的變化，打破三者之間原有的平衡，通過三者之間的相互制約、相互建構，最終達到新的平衡。[10]

2.教師TPACK發(fā)展階段

Niess等研究者針對教師在數(shù)學教與學中整合某種特定技術的過程，提出教師的TPACK發(fā)展需要經(jīng)歷五個階段，即認知（Recognizing）、接受（Accepting）、適應（Adapting）、探索（Exploring）、提升（Advancing）。[11]其中認知是指“教師能夠使用技術，并認識到教學和學習過程中可以將技術和學科內容、教學法知識相結合，但是還不能在課程教學和學習中整合技術”；接受是指“教師贊成或者不贊成在教學和學習過程中使用適當?shù)募夹g”；適應是指“教師開始選擇或者拒絕在教學和學習中使用適當?shù)募夹g”；探索是指“教師積極地在教學和學習中整合適當?shù)募夹g”；提升是指“教師評價在教學和學習中整合適當技術的效果”。如圖2 所示。

本文將依據(jù)Niess等人的研究成果，針對教師TPACK發(fā)展的五個階段，基于交互式電子白板在不同學科、不同學段中應用的優(yōu)秀教學課例展開縱向和橫向分析，探討教師基于具體學科內容知識整合技術和教學法的應用情況，以促進教師對TPACK框架的理解和實踐，使其能夠在實際教學中基于一定的學科內容知識，將教學法知識、技術知識有效整合到課堂教學實踐之中。

三、案例研究

1.研究問題

本研究關注教師整合技術的學科教學法知識（TPACK）在不同學科、不同學段課堂教學中的應用。在實際的課堂教學中，教師怎樣基于學科內容知識的特點將技術和教學法知識整合其中？技術在不同學科的課堂教學中主要用于支撐哪些課堂教學環(huán)節(jié)？交互式電子白板基于其自身的特點為不同學科的課堂教學提供了哪些方面的支持？這些將是本研究所要探討的主要問題。

2.分析方法

本研究從交互式電子白板在課堂教學中的應用角度切入，采用弗蘭德斯視頻分析法（FLAS）、內容分析法，從橫向（即不同學科）、縱向（即不同學段）兩個視角對教學優(yōu)秀課例進行分析，探討交互式電子白板與教師學科內容知識、教學法知識的有效整合，分析基于交互式電子白板的教師學科教學法知識（PCK）在課堂教學中的應用情況。

3.數(shù)據(jù)收集

本研究提取了“全國中小學互動課堂教學實踐觀摩活動”中共計18個榮獲一等獎的課例，包含不同學科，語文（3個）、英語（3個）、數(shù)學（5個）、化學（2個）、物理（2個）、科學（3個）等，涉及到不同學段，幼兒園（4個）、小學（5個）、初中（5個）、高中（4個）。

4.數(shù)據(jù)分析

（1）在語文、英語課程教學中的應用

在所分析的語文、英語課例教學中，教師以講授式教學為主，課堂教學過程中，教師會適當?shù)囊虢巧缪?、基于游戲的學習、小組合作學習等學習機制，其中角色扮演、基于游戲的學習多用在低年級課堂教學中，小組合作學習多用在高年級課堂中。交互式電子白板在教師的講授式教學、角色扮演、基于游戲的學習等環(huán)節(jié)中多用于支持教學情境的創(chuàng)設，引導學生在情境中進行語言的對話和表達。另外，在基于游戲的學習過程中，教師使用了交互式電子白板的反饋功能，即投票器功能。見圖3。

語文、英語等語言類課程關注學生語言知識的學習和表達運用能力的培養(yǎng)。將信息技術應用于語文和語言類學科，可以使用多媒體技術把圖片、聲音、動畫、視頻等信息有機結合，創(chuàng)設與實際生活相聯(lián)系的情境，同時借助各種互動式教學課件（例如Flash課件等），充分調動學生的耳（聽覺）、眼（視覺）、手（觸覺）等多種感官，強化學生對知識的記憶和理解，促進對知識的獲取和深化，并進一步培養(yǎng)學生的聆聽能力、口語交際能力、閱讀能力、寫作能力等。

（2）在數(shù)學、科學課程教學中的應用

在所分析的數(shù)學、科學課例教學中，教師以講授式教學為主，但在教學過程中會納入自主學習、探究式學習、小組合作學習等。低年級的數(shù)學課堂教學中，教師注重教學情境的創(chuàng)設，將所學習的知識與實際生活相聯(lián)系，并通過技術創(chuàng)設相應情境，引導學生基于所創(chuàng)設的情境進行相應的分析和討論。高年級的數(shù)學、科學課堂教學中，教師注重學生以小組形式的合作探究，通過向學生提供系列學習資料、設計一些學習活動激發(fā)學生進行自主學習、探究式學習、小組合作學習等，引導學生自主學習相關資料或以小組的形式進行問題的分析和探究。交互式電子白板在低年級的課堂教學中更多的是用于支持教學情境的創(chuàng)設，在高年級的課堂教學中更多的是作為學生進行知識建構的平臺，即教師引導學生基于交互式電子白板分析和探討問題，同時，電子白板可以輔助教師講解教學內容及呈現(xiàn)小組合作學習主題。另外，隨著高年級數(shù)學課程知識的拓展，交互式電子白板對其知識的習得及應用的支持稍有減弱，很多情況下，教師需要將幾何畫板等專業(yè)數(shù)學軟件和交互式電子白板相結合使用，動態(tài)生成資源。如圖4所示。

義務教育階段的數(shù)學課程關注數(shù)學知識與實際生活的聯(lián)系，強調對學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題，以及抽象思維和推理能力等方面的培養(yǎng)?？茖W課程注重學生對科學本質的認識以及學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。將信息技術應用于數(shù)學和科學等探究性學科，可以借助學科教學軟件、設備中內嵌的學科教學工具、互動式教學課件，例如幾何畫板、Z+Z智能教育平臺、交互式電子白板中內嵌的學科教學工具、Flash交互課件等，充分調動學生思維，并進一步將學生思維過程可視化，支持學生對問題的探究，呈現(xiàn)學生對問題的探究和推理過程，促進學生對知識的深層次建構及創(chuàng)造。

（3）在物理、化學課程教學中的應用

在所分析的物理、化學課例中，以講授式教學為主，同時在課堂教學中會基于所學習的課程內容伴有相關實驗演示環(huán)節(jié)，另外，教師在教學過程中會適當引入基于實驗的探究式學習、小組合作學習等。交互式電子白板作為學生進行實驗探究的平臺，在情境創(chuàng)設及小組合作學習結束后的小組成果展示環(huán)節(jié)提供技術支持。另外在課堂教學中，教師會頻繁使用到電子白板的資源庫功能，在資源庫中預先備用了大量的實驗儀器素材，例如電學內容課堂教學中所使用的電源、開關、燈泡、電線等，力學內容課堂教學中所使用的杠桿、定滑輪、動滑輪、重物等，化學實驗課程中的鐵架臺、大試管、帶橡皮塞的導管、集氣瓶、水槽、酒精燈等，教師和學生可以將所需要的資源從資源庫拖動到電子白板頁面中進行實驗探究等等。如圖5所示。

義務教育階段的物理、化學、科學課程強調對學生學習興趣、探究意識、探究能力等方面的培養(yǎng)，強調讓學生經(jīng)歷探究的過程，學習科學知識和科學探究的方法，提高分析問題及解決問題的能力。將信息技術應用于物理和化學課程的課堂教學中，可以使用多媒體演示實驗、仿真物理實驗室、仿真化學實驗室、數(shù)字信息系統(tǒng)實驗室、虛擬現(xiàn)實、交互式電子白板資源庫等技術，創(chuàng)設類似于真實實驗的情境，讓學生經(jīng)歷實驗探究的過程，激發(fā)學生好奇心的同時，培養(yǎng)其科學探究的意識和方法，促進學生對知識的深化和創(chuàng)造。另外，信息技術支持的實驗教學，也能夠有效規(guī)避現(xiàn)實實驗中出現(xiàn)的一些不安全因素。

5.討論

Bull、Park等研究者指出，分析教師的TPACK知識有三種不同的視角：①關注一種學科內容知識，然后觀察教學法知識和技術知識如何能夠最有效發(fā)展學生對所學知識的理解；②關注教學法知識，然后觀察技術知識、學科內容知識與教學法知識之間的交互；③關注技術知識，觀察其與學科內容知識和教學法知識之間的交互。[13]本研究從學科內容知識的角度，將所分析的課例架構在不同學科之上，基于全國中小學互動課堂教學實踐觀摩活動部分一等獎課例，探討課堂教學中教師所采用的教學法及使用的交互式電子白板軟件工具在教學過程中對學生所學知識的識記、理解、應用、分析、評價、創(chuàng)造等方面的支持作用，并進一步分析信息技術軟件工具對教師課堂教學的支持，主要發(fā)現(xiàn)如下：

（1）交互式電子白板在語文、英語等語言類課程教學中，更多的是用于支持教學情境的創(chuàng)設、小組合作學習成果的展示等教學環(huán)節(jié)。低年級課堂教學中，教師會適當引入角色扮演、基于游戲的學習等學習機制，借助電子白板創(chuàng)設教學情境或使用電子白板的內嵌工具，引導學生進行語言的對話和表達。高年級的課堂教學中，小組合作學習是尤為重要的學習方式，教師引導學生以小組的形式進行專題討論，并形成小組成品，借助白板進行小組成果的展現(xiàn)，例如課件、視頻等。

（2）交互式電子白板在數(shù)學、科學等探究類課程教學中，更多的是用于支持學生進行基于問題的知識探究、小組合作學習等教學環(huán)節(jié)。低年級的數(shù)學、科學課程教學中，探究式學習需要教師的引導發(fā)現(xiàn)，交互式電子白板為師生提供了情境創(chuàng)設及思維外化的平臺，教師基于所創(chuàng)設的情境引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，學生通過操作交互式電子白板進行思維過程的外化，并對自己的想法進行解釋說明。高年級的數(shù)學、科學課程教學中，學生以小組的形式進行問題的合作探究，并通過交互式電子白板呈現(xiàn)小組合作的成果。另外，高年級數(shù)學課程中很多學習內容需要借助專業(yè)的數(shù)學教學軟件，交互式電子白板與專業(yè)數(shù)學教學軟件相結合，可以動態(tài)生成教學所需資源。

（3）在物理、化學等實驗類課程教學中，交互式電子白板更多的是用于支持教師進行實驗過程的演示、學生進行實驗探究等教學環(huán)節(jié)。無論在低年級還是高年級的課程教學中，實驗都是一項重要的教學內容，交互式電子白板為實驗教學提供了演示和探究的平臺，例如教師可以借助電子白板的資源庫功能引導學生拖動相關資源進行實驗的探究等。

本研究分析了信息技術在課堂教學中的優(yōu)秀應用課例，關注不同學科、不同學段教師的學科內容知識，探討了教學法知識、技術知識在課堂教學中的有效整合，為教師基于TPACK理論框架開展信息技術支持的課堂教學提供了一定的指導。教師不能為用技術而用技術，需要考慮所教學科的內容特點、學生原有的知識基礎、所采用的教學法、技術本身所具備的優(yōu)勢等等，真正讓技術在課堂教學中發(fā)揮其最大作用，幫助解決教學重點、難點，有助于學生對所學知識的理解。

參考文獻：

[1]教基[2001]17號.教育部關于印發(fā)《基礎教育課程改革綱要（試行）》的通知[Z].

[2]徐章韜，劉鄭，劉觀海，陳矛.信息技術支持下的學科教學知識之課例研究[J].中國電化教育，2013（1）：94-99.

[3]Elizabeth H.Mohon. SMART moves？ A case study of one teachers pedagogical change through use of the interactive whiteboard[J].Learning， Media and Technology， 2008（4）：301-312.

[4]胡衛(wèi)星，王洪娟.交互式電子白板課堂教學應用研究的現(xiàn)狀分析[J].中國電化教育，2012（5）：104-108.

[5]Mal Lee. & Dr. Maureen Boyle.The Educational Effects and Implications of the Interactive Whiteboard Strategy of Richardson Primary School[R]. Richardson Primary School， 2003.10.

[6]David Miller & Derek Glover. The Interactive Whiteboard as a Force for Pedagogic Change： The Experience of Five Elementary Schools in an English Education Authority[J].Information Technology in Childhood Education Annual， 2002：5-19.

[7]Pamela A.Solvie. The Digital Whiteboard： A Tool in Early Literacy Instruction. International Reading Association[J].Teaching Tips，2003：484-487.

[8]鮑賢清.交互式電子白板的教學策略設計探索[J].中國電化教育，2009（5）：84-87.

[9]王陸.交互式電子白板的核心價值觀：構建信息化教育的基礎平臺[J].中小學信息技術教育，2010（5）：42-43.

[10]詹藝，任友群.整合技術的學科教學法知識的內涵及其研究現(xiàn)狀簡述[J].遠程教育雜志，2010（4）：78-87.

[11]李美鳳，李藝.TPCK：整合技術的教師專業(yè)知識新框架[J].黑龍江高教研究，2008（4）：74-77.

[12]Niess M. L.， Ronau R. N.， Shafer K. G.， et al. Mathematics Teacher TPACK Standards and Development Model[J]. Contemporary Issues in Technology and Teacher Education，2009，9（1）：4-24.

[13]So， Kim.Learning about problem based learning： Student teachers integrating technology， pedagogy and content knowledge[J].Australasian Journal of Educational Technology，2009，25（1）：101-116.

[14]教育部基礎教育課程教材專家工作委員會就新課程標準（2011年版）答記者問.“義務教育學科課程標準（2011年版）解讀”[DB/OL]. http：//www.eol.cn/zt/201202/xinkebiao/.

[15]Bull， G.， Park， J.， Searson， M.， Thompson， A.， Mishra， P.， Koehler， M. J.， and Knezek， G. Editorial： Developing technology policies for effective classroom practice[DB/OL].http：//www.citejournal.org/vol7/iss3/editorial/article1.cfm.（編輯：魯利瑞）