基于數(shù)據(jù)智慧的教師TPACK培養(yǎng)與發(fā)展

高靜瑤 李玉閣 劉 軍

自2012年以來(lái)，我們逐漸進(jìn)入信息爆炸時(shí)代，海量數(shù)據(jù)的出現(xiàn)、收集、分析、預(yù)測(cè)、應(yīng)用被各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展與創(chuàng)新，大數(shù)據(jù)(big data)一詞越來(lái)越多地被提及。依托云計(jì)算的發(fā)展，無(wú)數(shù)難以被收集和使用的數(shù)據(jù)開始變得容易利用。最開始將大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)踐起來(lái)的是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，隨著技術(shù)逐漸成熟，政府、城市、企業(yè)甚至個(gè)人等各個(gè)方面都形成了大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，教育界也成為大數(shù)據(jù)實(shí)踐應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。

一、數(shù)據(jù)智慧的內(nèi)涵

近年來(lái)，“智慧校園”“智慧學(xué)習(xí)”“智慧教育”“智慧社區(qū)”“智慧城市”等一系列熱詞爭(zhēng)相出現(xiàn)，而“智慧”一詞不僅僅表示辨析判斷、發(fā)明創(chuàng)造的能力，還注重與現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)，充分發(fā)揮人機(jī)結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，使社會(huì)生活變得更智能、更便捷。如今我們所處在信息時(shí)代，“數(shù)據(jù)智慧”的產(chǎn)生也是“大數(shù)據(jù)”背景下的必然產(chǎn)物。

最早將數(shù)據(jù)和智慧聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行研究的是外國(guó)學(xué)者Ackoff，他認(rèn)為知識(shí)體系分為4個(gè)層級(jí)，分別是數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智慧，他在《從數(shù)據(jù)到智慧》一書中提出了“知識(shí)金字塔”的內(nèi)涵，又稱“DIKW”層級(jí)決策模型。該模型解讀了數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智慧這一體系的關(guān)系[1](如圖1所示)。

圖1 DIKW層級(jí)決策模型

在DIKW模型中，數(shù)據(jù)處于金字塔層級(jí)體系的最底層，它是形成信息、知識(shí)和智慧的基礎(chǔ)和源泉；原始的數(shù)據(jù)是客觀事實(shí)的表征，是分離打散的元素，通過將這些分離的元素組合聯(lián)結(jié)，則形成有意義的信息；零碎的信息往往不能直接利用，人們接受有意義的信息后需要一定數(shù)量的積累，并對(duì)其加以分析整理、歸納演繹，形成屬于自己的組織化信息，這樣才能產(chǎn)生知識(shí)；基于已有的知識(shí)，人們通過對(duì)某種特定情境下的問題進(jìn)行對(duì)比分析，做出最準(zhǔn)確的決策，在該過程中還產(chǎn)生新的思想和價(jià)值，這便形成了智慧[2]。智慧的形成必須要在知識(shí)的積累之上，分享和應(yīng)用知識(shí)進(jìn)而形成智慧往往是任何成功最重要的組成部分之一，智慧需要指導(dǎo)實(shí)踐，包括了個(gè)人的理解、表達(dá)、分析、研究等多重能力。由此可見，數(shù)據(jù)是構(gòu)成智慧的前提要素，需要經(jīng)歷信息和知識(shí)兩個(gè)過程的加工轉(zhuǎn)化。

2015年，約翰●吉拉德等人在《大數(shù)據(jù)時(shí)代戰(zhàn)略性的數(shù)據(jù)智慧》一書中將數(shù)據(jù)智慧定義為“使用技術(shù)、領(lǐng)導(dǎo)力在文化中創(chuàng)造、轉(zhuǎn)化并保存隱含在數(shù)據(jù)中的知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)組織愿景”。

二、教師的數(shù)據(jù)智慧

大數(shù)據(jù)分析逐漸應(yīng)用于教育領(lǐng)域，成為教育改革的重要組成部分，教師作為教育活動(dòng)直接參與者，也需要基于數(shù)據(jù)智慧的思維驅(qū)動(dòng)教學(xué)。然而，我國(guó)目前對(duì)數(shù)據(jù)智慧沒有一個(gè)確切的概念界定，對(duì)教師數(shù)據(jù)智慧的研究還比較薄弱，教師該在何時(shí)培養(yǎng)數(shù)據(jù)智慧、教師該以何種形式培養(yǎng)數(shù)據(jù)智慧、如何評(píng)判教師的數(shù)據(jù)智慧達(dá)到的水平、教師該如何應(yīng)用數(shù)據(jù)智慧等一系列問題逐漸暴露出來(lái)。國(guó)外對(duì)數(shù)據(jù)智慧的研究相對(duì)深入，已經(jīng)形成比較完整的體系，構(gòu)建出多個(gè)提高教師數(shù)據(jù)智慧的模型，其中由美國(guó)哈佛大學(xué)開發(fā)的“數(shù)據(jù)智慧改進(jìn)過程”(the Date Wise Improvement Process，簡(jiǎn)稱DWIP)模型為教師提高數(shù)據(jù)智慧提供了一個(gè)可參考的操作步驟。DWIP模型包括“準(zhǔn)備”“探究”“行動(dòng)”3個(gè)階段，具體細(xì)化為八個(gè)步驟(見表1)。

表1 DWIP模型實(shí)施步驟(Boudett et al.，2005)

雖然教育數(shù)據(jù)的獲得需要依靠信息技術(shù)，但是技術(shù)獲得的只是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中表層存在的外顯性數(shù)據(jù)，而挖掘教學(xué)活動(dòng)中的隱性數(shù)據(jù)以及分析教育數(shù)據(jù)中的潛在內(nèi)涵，只能依靠教師的數(shù)據(jù)智慧，教師的數(shù)據(jù)智慧并不像操作教育工具一樣，它超越了技術(shù)層面上升成為教師大腦中一種意識(shí)和能力，具有內(nèi)隱性[3]。在教育領(lǐng)域，教師可以結(jié)合DWIP模型不斷調(diào)整教學(xué)策略，發(fā)揮數(shù)據(jù)內(nèi)在價(jià)值，提高教師分析、使用數(shù)據(jù)的能力，不斷提高數(shù)據(jù)智慧?；谡n堂數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)智慧則可促進(jìn)教師對(duì)教學(xué)活動(dòng)做出合理的教學(xué)決策，同時(shí)教學(xué)決策也在推動(dòng)教師數(shù)據(jù)智慧的不斷發(fā)展，二者相輔相成，將從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)反思、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面改進(jìn)教學(xué)方式，從收集到的學(xué)生數(shù)據(jù)中了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)及需求，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

三、數(shù)據(jù)智慧與教師TPACK發(fā)展

隨著教育大數(shù)據(jù)的發(fā)展和信息技術(shù)的普及，技術(shù)作為教育方式變革的推動(dòng)者，在教育教學(xué)中占據(jù)越來(lái)越重要的地位，將信息技術(shù)與相關(guān)課程整合的研究與應(yīng)用也在不斷發(fā)展，大致可劃分為3個(gè)階段。第一、二個(gè)階段的整合模式把關(guān)注點(diǎn)放在學(xué)生身上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，培養(yǎng)學(xué)生在信息化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的能力，而沒有關(guān)注到教師的主導(dǎo)作用，對(duì)教師在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)具備的知識(shí)和技能沒有提出要求。在信息技術(shù)與課程整合的第三個(gè)階段，研究者認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)中信息技術(shù)與課程整合的重要性，對(duì)教師提出了更高的要求，教師應(yīng)充分發(fā)揮技術(shù)手段在學(xué)科教學(xué)中的功能和作用，因此，應(yīng)大力促進(jìn)教師整合學(xué)科教學(xué)知識(shí)的能力構(gòu)建與發(fā)展[4]。

1.TPACK的內(nèi)涵

2005年，美國(guó)密歇根州立大學(xué)的Mishra和Koehler在Shulman提出的學(xué)科教學(xué)知識(shí)(PCK)的基礎(chǔ)上，加入了技術(shù)(T)元素，形成了整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)(TPACK)，它包括學(xué)科內(nèi)容知識(shí)(CK)、教學(xué)法知識(shí)(PK)、技術(shù)知識(shí)(TK)3個(gè)主要知識(shí)要素以及他們之間交互融合形成的4種復(fù)合式知識(shí)，分別是學(xué)科教學(xué)法知識(shí)(PCK)、學(xué)科技術(shù)知識(shí)(TCK)、教學(xué)法技術(shù)知識(shí)(TPK)、整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)(TPACK)。

TPACK是整合學(xué)科內(nèi)容、教學(xué)法、技術(shù)3種要素后形成的一種新的知識(shí)形式，被認(rèn)為是信息時(shí)代教師開展有效教學(xué)、實(shí)現(xiàn)多樣化教學(xué)、提高自身專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐技能所必備的能力。TPACK框架及其知識(shí)要素如圖2所示。

圖2 TPACK框架圖[5]

2.數(shù)據(jù)智慧為TPACK提供新路徑

TPACK是教師應(yīng)該且必須具備的全新的知識(shí)，但它絕不僅僅是一種固定的模式或者一套方法，它要求在掌握TPACK的基礎(chǔ)上結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情境、技術(shù)手段、教學(xué)法等實(shí)施于教學(xué)活動(dòng)中，構(gòu)建適合該學(xué)科的教學(xué)組織形式。在教育大數(shù)據(jù)背景下，TPACK中每一個(gè)元素知識(shí)的發(fā)展與互動(dòng)整合都離不開數(shù)據(jù)信息的參與，教師的數(shù)據(jù)智慧為TPACK能力的發(fā)展提供了新的路徑。

第一，教師的數(shù)據(jù)智慧不僅是一種知識(shí)的積累而且形成了智慧思維，能促進(jìn)TPACK能力的生成和發(fā)展。教師利用數(shù)據(jù)智慧對(duì)教育數(shù)據(jù)的收集、整理、分析可形成合理化教學(xué)策略，以教學(xué)策略為依托，促使教師靈活地在“學(xué)科內(nèi)容”“教學(xué)法”“技術(shù)”3種知識(shí)之間選擇應(yīng)用，并將這3種知識(shí)進(jìn)行“整合”，整合并不意味著簡(jiǎn)單的疊加或者堆砌，而是三者相互融合、相互關(guān)聯(lián)、相互作用?；诤侠砘虒W(xué)策略，教學(xué)法知識(shí)需符合學(xué)科內(nèi)容知識(shí)，技術(shù)知識(shí)需適用于教學(xué)法知識(shí)與學(xué)科內(nèi)容知識(shí)，這一整合過程涉及的影響因素比較多，需要借助教師的智慧思維來(lái)對(duì)這3種知識(shí)靈活選擇和組合，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)環(huán)境下的“教與學(xué)理論”及方法的學(xué)習(xí)與應(yīng)用[6]。

第二，教師的數(shù)據(jù)智慧從多個(gè)維度剖析解讀教育數(shù)據(jù)，為TPACK知識(shí)的實(shí)踐與應(yīng)用提供了合理化依據(jù)和科學(xué)化支撐。何克抗教授認(rèn)為，TPACK模式的實(shí)施特別強(qiáng)調(diào)要關(guān)注“境脈”，這里的境脈是指“學(xué)生和教師組成的一個(gè)具體班級(jí)中，由包括課堂的物理環(huán)境(軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施)、學(xué)生的家庭背景、認(rèn)知特點(diǎn)、心理素質(zhì)和班級(jí)的精神面貌等諸多因素結(jié)合在一起的協(xié)同作用。”境脈是TPACK框架不可忽視的一部分，而它包含方方面面的信息，從學(xué)生外部的物理環(huán)境到學(xué)生自身的心理建設(shè)，從已有的學(xué)習(xí)背景到個(gè)人的學(xué)習(xí)風(fēng)格等，涉及因素廣泛且復(fù)雜，因此境脈為TPACK的實(shí)踐與應(yīng)用帶來(lái)了一定困難[6]。而境脈所涉及的各種因素都是來(lái)源于學(xué)生及其環(huán)境所產(chǎn)生的各種信息，即可以追溯到教育大數(shù)據(jù)中的學(xué)生數(shù)據(jù)，關(guān)注境脈即關(guān)注教學(xué)活動(dòng)中的有效數(shù)據(jù)，教師的數(shù)據(jù)智慧正是對(duì)數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行分析轉(zhuǎn)化、提取其中價(jià)值的，有了數(shù)據(jù)智慧的支持，教師可以更好地認(rèn)識(shí)境脈中各因素的協(xié)同作用，可以促進(jìn)教師在不同的境脈中實(shí)現(xiàn)技術(shù)知識(shí)與學(xué)科內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)的有效整合。

3.數(shù)據(jù)智慧與TPACK融合

TPACK具有情境性、綜合性、建構(gòu)性、靈活性的特點(diǎn)，它對(duì)教師提出的要求絕不僅僅是應(yīng)用幾種教學(xué)技術(shù)手段、實(shí)施幾種教學(xué)法、掌握相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容知識(shí)，而是這3種知識(shí)的融合，這要求教師不但有過硬的專業(yè)素養(yǎng)還應(yīng)具備先進(jìn)的教育理念，成為課堂有效教學(xué)的主導(dǎo)者、設(shè)計(jì)者、組織者，那么教師的TPACK知識(shí)如何落實(shí)到課堂中？如何理清學(xué)生的學(xué)習(xí)需求？在哪些學(xué)科內(nèi)容中、適用于何種教學(xué)法并能整合什么技術(shù)？在教育大數(shù)據(jù)環(huán)境下，教師的數(shù)據(jù)智慧提供了很好的數(shù)據(jù)支撐和教學(xué)思路。

第一，數(shù)據(jù)智慧與學(xué)科教學(xué)知識(shí)。PCK是指適用于具體學(xué)科內(nèi)容教學(xué)的教學(xué)法知識(shí)，掌握這種復(fù)合型知識(shí)一方面需要通過理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，另一方面也需要結(jié)合學(xué)生的心理特征、學(xué)習(xí)能力、社會(huì)背景等因素，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容綜合選擇一種或多種教學(xué)方法。教師通過創(chuàng)建學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)概覽，從而挖掘?qū)W生數(shù)據(jù)信息，包括隱性信息和顯性信息。隱形信息如學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)于學(xué)習(xí)效果的影響，通過對(duì)數(shù)據(jù)分析挖掘出時(shí)間、環(huán)境、教具等學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)不同學(xué)習(xí)內(nèi)容的適用性，從而為有效學(xué)習(xí)提供更多可能性；顯性信息如通過可視性數(shù)據(jù)可以分析出學(xué)習(xí)者面對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容中的問題所在。橫向分析后再就隱性信息和顯性信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向分析，挖掘存在問題的成因之一：教學(xué)方法的應(yīng)用，調(diào)整教學(xué)法后通過進(jìn)行教學(xué)檢查對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，則為不同教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)法的選擇提供了更多合理性支持，為有效教學(xué)增加更多機(jī)會(huì)。

第二，數(shù)據(jù)智慧與學(xué)科技術(shù)知識(shí)。TPACK強(qiáng)調(diào)技術(shù)在教學(xué)中是融合與應(yīng)用，那么使用什么技術(shù)？如何使用技術(shù)？技術(shù)手段是教學(xué)過程中的一種工具，工具的使用也如一把雙刃劍，各有利弊，教師需要在前期收集學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)情分析，并對(duì)相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容結(jié)合技術(shù)手段制定出教學(xué)計(jì)劃，技術(shù)媒體的選擇不但要靈活呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、利于理解，也要符合學(xué)習(xí)者接受能力，除此之外，利用相關(guān)技術(shù)測(cè)量、記錄課堂的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)者的評(píng)價(jià)反饋豐富了生生互評(píng)和師生互評(píng)的機(jī)制，同時(shí)教師通過評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)反思教學(xué)中技術(shù)運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)與不足，適當(dāng)調(diào)整技術(shù)手段、加深學(xué)科知識(shí)內(nèi)容。但是這些教學(xué)決策和判斷能力也需要時(shí)間經(jīng)驗(yàn)的積累，教師只有在不同的情境下實(shí)施教學(xué)，才能更熟練地在不同學(xué)科知識(shí)中實(shí)現(xiàn)技術(shù)的整合[8]。

第三，數(shù)據(jù)智慧與教學(xué)法技術(shù)知識(shí)。TPK被認(rèn)為是教師在規(guī)劃、準(zhǔn)備、實(shí)施教學(xué)過程中的實(shí)踐教學(xué)能力，將技術(shù)融合到教學(xué)模式中。前期對(duì)教學(xué)活動(dòng)的規(guī)劃、準(zhǔn)備過程，教師不僅要根據(jù)不同的課程內(nèi)容，還要挖掘?qū)W習(xí)者學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，分析學(xué)習(xí)者特征與學(xué)情，設(shè)計(jì)、組織個(gè)性化教學(xué)策略，形成科學(xué)合理的教學(xué)設(shè)計(jì)；后期對(duì)教學(xué)計(jì)劃實(shí)施，可根據(jù)數(shù)據(jù)的追蹤和反饋對(duì)教學(xué)策略分析、調(diào)整和完善，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)、非線性的過程，借助教師的觀摩學(xué)習(xí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合教師的數(shù)據(jù)智慧在促使課堂活動(dòng)靈活化、班級(jí)管理合理化、學(xué)生建構(gòu)意義化。

由此可見，數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)智慧與TPACK各要素及復(fù)合要素緊密關(guān)聯(lián)，對(duì)教師TPACK的延伸與發(fā)展提供了新的切入點(diǎn)。教師通過課前數(shù)據(jù)的規(guī)劃，一方面在教學(xué)設(shè)計(jì)中顛覆了通過確定學(xué)習(xí)目標(biāo)就可以預(yù)測(cè)學(xué)生最終學(xué)習(xí)成就的線性因果關(guān)系，打破了傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)模型中按照一定順序的線性程序形成的直線形式，因?yàn)槊恳粋€(gè)學(xué)習(xí)者都是一個(gè)獨(dú)立個(gè)體，不能完全預(yù)測(cè)其行為意識(shí)，教學(xué)過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的相互聯(lián)系的系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)的反饋可在教學(xué)設(shè)計(jì)中促成線性思維向非線性思維的轉(zhuǎn)變。另一方面處于充滿變化、不確定的教學(xué)活動(dòng)中，教學(xué)過程具有實(shí)時(shí)性和關(guān)系性，與人、物或事直接接觸，產(chǎn)生經(jīng)驗(yàn)或帶來(lái)經(jīng)驗(yàn)的變化，經(jīng)驗(yàn)的變化和對(duì)經(jīng)驗(yàn)的自我意識(shí)就生成了智慧，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)課堂中智慧的調(diào)控，如此一來(lái)，教學(xué)方案也有極大的靈活性和創(chuàng)造性，實(shí)踐中不斷地形成、變化，不斷地把教學(xué)推向深入，更有利于產(chǎn)生適用于不同情境的教學(xué)模式。

四、展望

教師TPACK的發(fā)展已經(jīng)得到越來(lái)越多的關(guān)注，當(dāng)今社會(huì)是信息時(shí)代也是數(shù)據(jù)時(shí)代，但并不是擁有數(shù)據(jù)就能把握主動(dòng)權(quán)，而是能利用數(shù)據(jù)者才能把握競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。在教育領(lǐng)域，教師應(yīng)將有價(jià)值的教育數(shù)據(jù)與技術(shù)、學(xué)科內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)融會(huì)貫通，進(jìn)行非線性教學(xué)設(shè)計(jì)、開展多樣化教學(xué)策略分析、制訂個(gè)性化教學(xué)方案、設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)性教學(xué)活動(dòng)、實(shí)施過程性教學(xué)評(píng)價(jià)，不斷促進(jìn)自身TPACK框架發(fā)展，使教學(xué)形式更豐富、教學(xué)結(jié)果更有效。雖然學(xué)校等部門擁有大量的數(shù)據(jù)，DWIP等模型也為教師數(shù)據(jù)智慧的培養(yǎng)提供了不同的方案，但是教師如何將數(shù)據(jù)升華為智慧、進(jìn)而提高教師TPACK能力依然缺少具體的方法、要求和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，很多議題還需要進(jìn)一步深入研究，教師的數(shù)據(jù)智慧與TPACK框架的構(gòu)建和發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走。