物理專業(yè)師范生TPACK水平現(xiàn)狀調(diào)查與改進(jìn)路徑

鄧 磊，王 倩 玲

(西南大學(xué) 1.科學(xué)教育研究中心；2.教師教育學(xué)院，重慶 400715)

一、問題的提出

隨著人類進(jìn)入信息化時代，以互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)為依托的智慧教育給教育變革帶來了無限生機(jī)，同時也給教師專業(yè)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)[1]。2018年，我國相繼出臺了《中共中央 國務(wù)院關(guān)于全面深化新時代教師隊伍建設(shè)改革的意見》《教師教育振興行動計劃(2018—2022年)》等政策文件，對建設(shè)高水平師資隊伍提出了新要求[2]。2019年2月，《中國教育現(xiàn)代化2035》頒布，明確提出加快信息化時代教育變革的戰(zhàn)略任務(wù)[3]。2019年4月，教育部發(fā)布《關(guān)于實施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》，強(qiáng)調(diào)要著力推動全國中小學(xué)教師(含幼兒園、普通中小學(xué)、中等職業(yè)學(xué)校)提升信息技術(shù)的應(yīng)用能力[4]。這一系列政策表明，我國未來的教師教育將大力發(fā)展教師信息技術(shù)整合能力。信息技術(shù)與課程整合能力是教師專業(yè)素養(yǎng)的重要組成部分，反映著當(dāng)下教育對教師信息化教學(xué)的要求，體現(xiàn)著教師信息化教學(xué)水平[5]。換句話說，提高教師在教學(xué)實踐中的信息化教學(xué)能力，就是提高教師的TPACK水平[6]。運用技術(shù)知識助推教育教學(xué)改革深入發(fā)展，以及促進(jìn)教師運用信息化技術(shù)與學(xué)科教學(xué)知識有機(jī)融合，是時代發(fā)展的趨勢[7]。

信息化時代，教師從以往課堂教學(xué)的主體轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、輔助者，而學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)活動的主體。這些變化要求教師除了具有扎實的學(xué)科專業(yè)知識，還要能順應(yīng)信息化時代的教學(xué)潮流，具備融合信息技術(shù)與教學(xué)的能力[8]。本研究以TPACK為主題詞在CNKI上進(jìn)行檢索，得出相關(guān)學(xué)位論文310篇，利用NVIVO質(zhì)性分析軟件對其進(jìn)行詞頻分析，具體結(jié)果如表1所示。表1呈現(xiàn)了頻次大于20的關(guān)鍵詞，從中可以看出，大部分學(xué)位論文的研究主要集中在“教師”“教學(xué)”“技術(shù)”“現(xiàn)狀”“能力”等方面，說明研究教師TPACK水平屬于熱點內(nèi)容，但涉及物理專業(yè)師范生TPACK水平的相關(guān)研究較少。本研究采取的步驟如下：首先，搜集相關(guān)研究文獻(xiàn)[9-13]，獲取了關(guān)于整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(TPACK)的內(nèi)容，并結(jié)合物理學(xué)科特點構(gòu)建了整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)框架；其次，采用并修正薩欣(Sahin)開發(fā)的大學(xué)生TPACK感知量表，對6所院校的大四物理師范生進(jìn)行調(diào)查；再次，根據(jù)量表內(nèi)容及調(diào)查結(jié)果對師范生得分情況進(jìn)行分析；最后，根據(jù)師范生在各個要素上存在的問題，提出相應(yīng)改進(jìn)措施。

表1 我國TPACK研究的高頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計

二、物理學(xué)科的TPACK框架

20世紀(jì)80年代中期，舒爾曼(Shulman)提出用教學(xué)法知識和學(xué)科知識相結(jié)合的理論框架來解釋教育[9]。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，米歇爾(Mishra)和科勒(Koehler)提出了整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(TPCK)框架。為了便于拼讀，2007年美國教師教育學(xué)院協(xié)會(AACTE)將其改為“TPACK”，讀作“T-pack”。

米歇爾和科勒提出的TPACK由3個單一要素(PK、TK、CK)和4個復(fù)合要素(PCK、TCK、TPK、TPACK)組成。其中，教學(xué)法知識(PK)、技術(shù)知識(TK)和學(xué)科知識(CK)是開展教學(xué)活動的基礎(chǔ)和核心，將這3個單一要素進(jìn)行整合，得到學(xué)科教學(xué)知識(PCK)、整合技術(shù)的學(xué)科知識(TCK)、整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)以及整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(TPACK)[10]。TPACK是教師將技術(shù)有意義地整合到具體學(xué)科中必備的知識，也是整合技術(shù)進(jìn)行有效教學(xué)的基礎(chǔ)。因此，TPACK可以用來衡量教師在信息時代的教育教學(xué)水平[14]。

圖1 基于物理學(xué)科的TPACPK框架

本研究根據(jù)原有TPACK框架，并結(jié)合物理學(xué)科本身的特點，初步構(gòu)建了整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)框架，具體如圖1所示。圖1中，下標(biāo)字母P表示物理，該框架涉及“物理”要素的有物理知識(CPK)、物理教學(xué)知識(PCPK)、整合技術(shù)的物理知識(TCPK)、整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)。其中：物理知識(CPK)是指物理概念、規(guī)律、方法等；整合技術(shù)的物理知識(TCPK)是指教師通過技術(shù)向?qū)W生展示物理現(xiàn)象、構(gòu)建物理模型、重現(xiàn)物理學(xué)家的探究過程等；物理教學(xué)知識(PCPK)是指選用物理實驗法、探究法等教學(xué)方法進(jìn)行物理知識和技能的傳授等；整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)是指教師選取合適的技術(shù)手段，利用相關(guān)的教學(xué)方法、教學(xué)策略開展物理教學(xué)等。

三、基于TPACK框架的物理專業(yè)師范生現(xiàn)狀調(diào)查

(一)調(diào)查對象

此次調(diào)查選取物理學(xué)專業(yè)的大四師范生作為研究對象，該階段的學(xué)生已基本完成通識教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)發(fā)展課程、教育教學(xué)理論課程、教育教學(xué)能力課程、教師教育課程、綜合實踐課程等，以及與整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，同時也具有實習(xí)經(jīng)驗，對自身教學(xué)中出現(xiàn)的問題有一定的認(rèn)識。本次問卷采用網(wǎng)絡(luò)填答形式，調(diào)查對象為6所院校的313名大四物理師范生，其中3所為教育部直屬院校(北京師范大學(xué)、華中師范大學(xué)和西南大學(xué))，另外3所為地方院校(四川師范大學(xué)、重慶師范大學(xué)和西華師范大學(xué))。選取上述調(diào)查對象是為了使研究結(jié)果更具有普遍性，也使研究結(jié)論更有參考價值。

(二)調(diào)查工具

本研究參照了由薩欣(Sahin)開發(fā)的大學(xué)生整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(TPACK)感知量表，并結(jié)合物理學(xué)科特點進(jìn)行了修改，最終得到關(guān)于整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)的調(diào)查量表。該量表主要包括7個分量表：技術(shù)知識(TK)分量表，包括“解決技術(shù)問題”“了解技術(shù)功能”“跟隨最新技術(shù)”以及“使用技術(shù)”4個指標(biāo)，涉及15個調(diào)查項目；教學(xué)法知識(PK)分量表，包括“評價學(xué)生表現(xiàn)”“消除學(xué)生差異”“運用理論、方法”“意識學(xué)生困難和錯誤觀念”“管理班級”5個指標(biāo)，涉及6個調(diào)查項目；物理知識(CPK)分量表，包括“了解并關(guān)注物理領(lǐng)域的科學(xué)家、課題、最新發(fā)展和應(yīng)用”“開展關(guān)于物理知識的教學(xué)活動”“搜索最新文獻(xiàn)”3個指標(biāo)，涉及6個調(diào)查項目；整合技術(shù)的物理知識(TCPK)分量表，包括“使用特定技術(shù)”“準(zhǔn)備技術(shù)的物理課程計劃”“利用教學(xué)技術(shù)開展活動”3個指標(biāo)，涉及4個調(diào)查項目；物理教學(xué)知識(PCPK)分量表，包括“選擇有效教學(xué)策略”“開發(fā)評估測試和調(diào)查”“制訂教學(xué)計劃”“完成教學(xué)目標(biāo)”“建立知識間的聯(lián)系”“開展校外活動”6個指標(biāo)，涉及7個調(diào)查項目；整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)分量表，包括“選擇適合教學(xué)的技術(shù)”“使用技術(shù)支持學(xué)習(xí)”“對教學(xué)技術(shù)進(jìn)行評價”3個指標(biāo)，涉及4個調(diào)查項目；整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)分量表，包括“將教學(xué)法和技術(shù)整合到物理知識中”“在整合3類知識中發(fā)揮主導(dǎo)作用”“用不同教學(xué)策略和技術(shù)教授物理課程”3個指標(biāo)，涉及5個調(diào)查項目。總量表調(diào)查項目所涉及的選項均采用李克特5級量表，根據(jù)程度從不符合到完全符合依次賦分：1，不符合；2，較符合；3，符合；4，很符合；5，完全符合。隨后，進(jìn)行信效度分析。

1.信度分析

本量表在薩欣(Sahin)研制的量表基礎(chǔ)上進(jìn)行了修改和設(shè)計，采用SPSS 22.0進(jìn)行信度分析，具體如表2所示。除了整合技術(shù)的物理知識(TCPK)要素的Alpha信度系數(shù)接近0.80，其他要素的Alpha信度系數(shù)都超過0.80，由此說明問卷所有要素的信度都較好。總體來說，本研究設(shè)計的問卷具有較高的內(nèi)部一致性。

表2 調(diào)查問卷的信度分析

2.效度分析

本研究采用因子分析法對問卷進(jìn)行結(jié)構(gòu)效度分析，總體KMO值為0.891(KMO>0.8，P<0.05)，累計方差貢獻(xiàn)率為79.656%，超過累計方差總貢獻(xiàn)率的40%，表明問卷收斂效度和區(qū)別效度良好，可以進(jìn)行探索性因子分析。Bartlett球形檢驗的P值為0.00小于0.05，表明該問卷具有較好的結(jié)構(gòu)效度。各要素均提取一個因子，進(jìn)行效度分析，具體如表3所示。結(jié)果表明問卷效度良好，題項可以全部保留。

表3 調(diào)查問卷的結(jié)構(gòu)效度分析

(三)調(diào)查結(jié)果分析

本研究從整體水平和構(gòu)成TPACPK的7個要素兩個方面對大四師范生整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)進(jìn)行了分析。調(diào)查結(jié)果主要分為兩部分：第一部分是根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，統(tǒng)計師范生各個要素整體的得分均值及方差，從而了解師范生在各個要素中的真實情況；第二部分是根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各個要素項目的得分均值及方差，從而發(fā)現(xiàn)師范生在各個要素中存在的問題。

1.整體結(jié)果分析

物理師范生整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)7個要素的得分均值及方差，具體如表4所示。在各個要素中師范生的得分均值皆大于3，說明目前他們掌握的各類知識總體上處于中等水平。將7個要素按均值排序，其結(jié)果是：整合技術(shù)的物理知識(TCPK)>整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)>物理教學(xué)知識(PCPK)>物理知識(CPK)>整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)>教學(xué)法知識(PK)>技術(shù)知識(TK)。其中：師范生在整合技術(shù)的物理知識(TCPK)要素上的得分均值最高，說明師范生在利用技術(shù)展示物理知識方面表現(xiàn)較好，能夠很好地將技術(shù)知識與物理知識相結(jié)合；師范生在技術(shù)知識(TK)要素上的得分均值最低，說明師范生沒有很好地掌握技術(shù)知識。

表4 物理師范生TPACPK各要素的得分均值及方差

2.構(gòu)成要素結(jié)果分析

(1)對技術(shù)知識(TK)要素的調(diào)查結(jié)果及分析

物理師范生的技術(shù)知識(TK)要素得分均值及方差情況，具體如圖2所示。調(diào)查物理師范生的技術(shù)知識(TK)要素包括15個調(diào)查項目，用TK1—TK15分別對其進(jìn)行編碼。師范生在TK5—TK9(“使用文字處理軟件、電子表格軟件、通信軟件、圖片編輯軟件、演示軟件”方面)調(diào)查項目上的得分均值都接近4，說明當(dāng)前師范生已掌握此類知識并能將其熟練運用到生活和學(xué)習(xí)中；師范生在TK3(“了解電腦軟件及其功能”方面)、TK10(“保存數(shù)據(jù)到數(shù)字媒體”方面)、TK12、TK13、TK15(“使用打印機(jī)、投影儀、數(shù)碼相機(jī)”方面)調(diào)查項目上的得分均值大于3，說明這類與日常生活有關(guān)的項目，由于有大量的使用機(jī)會和使用需求使得師范生掌握了此類技術(shù)；師范生在TK1(“解決電腦的技術(shù)問題”方面)、TK2(“了解電腦硬件及其功能”方面)、TK4(“跟隨最新電腦技術(shù)”方面)、TK11(“使用特定的軟件”方面)、TK14(“使用掃描儀”方面)調(diào)查項目上的得分均值小于3，說明師范生雖然能夠在日常生活中使用某些技術(shù)，但是關(guān)于技術(shù)的相關(guān)理論及最新知識還極為匱乏，僅是掌握了某些常見技術(shù)的基本操作，沒有理論知識作為支撐，對技術(shù)本身所蘊(yùn)含的知識“知之甚少”，這也進(jìn)一步反映了師范生不太可能熟練地掌握較為復(fù)雜的計算機(jī)技術(shù)。另外，師范生在TK5—TK9(“使用文字處理軟件、電子表格軟件、通信軟件、圖片編輯軟件、演示軟件”方面)調(diào)查項目上的方差較小，即師范生的回答較為集中，說明師范生具備的技術(shù)手段大部分是從生活中獲得的且具有較強(qiáng)的實用性；師范生在其他幾個調(diào)查項目上的方差都較大，說明只有少部分師范生從學(xué)校開設(shè)的相關(guān)課程中獲得了一些技術(shù)知識，對大部分師范生來說，技術(shù)類課程還需進(jìn)一步調(diào)整和完善。

圖2 物理師范生TK要素的得分均值及方差

(2)對教學(xué)法知識(PK)要素的調(diào)查結(jié)果及分析

物理師范生的教學(xué)法知識(PK)要素得分均值及方差情況，具體如圖3所示。調(diào)查物理師范生的教學(xué)法知識(PK)要素包括6個調(diào)查項目，用PK1—PK6分別對其進(jìn)行編碼。師范生在PK1(“評估學(xué)生表現(xiàn)”方面)、PK3—PK6(“使用不同的評估方法和技術(shù)”“運用不同的理論和方法”“意識到學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和錯誤觀念”“管理班級”方面)調(diào)查項目上的得分均值大于3，說明經(jīng)過大學(xué)四年相關(guān)課程的學(xué)習(xí)后，師范生已經(jīng)具備了一定的教學(xué)法知識并能將其運用到實踐中；師范生在PK2(“消除個體差異”方面)調(diào)查項目上的得分均值遠(yuǎn)小于3，說明師范生不能判斷在經(jīng)過教學(xué)后學(xué)生的差距是否縮短，也說明師范生現(xiàn)有的教學(xué)知識不夠充足，雖然能夠運用不同的評估方法和技術(shù)，但不能靈活地改編評估方法、實時地評價教學(xué)水平和及時地檢驗教學(xué)效果。另外，相較于PK要素的其他項目來說，師范生在PK5(“意識到學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和錯誤觀念”方面)調(diào)查項目上的方差最小，說明大部分師范生能利用教育實習(xí)機(jī)會有效地運用教學(xué)法知識進(jìn)行教學(xué)；師范生在其他5個調(diào)查項目上的方差都較大，說明師范生在這幾個方面的得分并不集中。這一方面是由于原有課程內(nèi)容不足，師范生未獲得足夠的相關(guān)知識；另一方面是師范生在教學(xué)中雖然能夠?qū)W(xué)生的表現(xiàn)作出評價，但將知識運用到真實課堂中的能力還有待提高。

圖3 物理師范生PK 要素的得分均值及方差

(3)對物理知識(CPK)要素的調(diào)查結(jié)果及分析

物理師范生的物理知識(CPK)要素得分均值及方差情況，具體如圖4所示。調(diào)查物理師范生的物理知識(CPK)要素包含6個調(diào)查項目，用CK1—CK6分別對其進(jìn)行編碼。師范生在這6個調(diào)查項目上的得分均值都大于3，說明通過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)，師范生能夠較好地掌握物理專業(yè)知識，這與學(xué)校設(shè)置專業(yè)課程的數(shù)量有密切關(guān)系。其中：師范生在CK1(“了解物理學(xué)的關(guān)鍵課題”方面)、CK2(“開展關(guān)于物理知識的教學(xué)活動”方面)、CK4(“知道物理領(lǐng)域的科學(xué)家”方面)調(diào)查項目上的方差都較小，說明大部分師范生能夠有效地掌握和運用物理知識并開展教學(xué)；師范生在CK3(“了解物理學(xué)領(lǐng)域的最新發(fā)展和應(yīng)用”方面)、CK5(“搜集物理方面的最新文獻(xiàn)”方面)、CK6(“關(guān)注物理學(xué)領(lǐng)域的會議和活動”方面)調(diào)查項目上的方差較大，說明只有部分師范生掌握了物理知識并具備了一定的科研能力，能從各類文獻(xiàn)和相關(guān)會議活動中搜索出最新的學(xué)科知識及應(yīng)用技術(shù)。這是未來物理教師必備的能力之一。但是，就目前的調(diào)查結(jié)果看，大部分物理師范生的研究意識和能力還很欠缺。

圖4 物理師范生CPK要素的得分均值及方差

(4)對整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TCPK)要素的調(diào)查結(jié)果及分析

物理師范生的整合技術(shù)的物理知識(TCPK)要素得分均值和方差情況，具體如圖5所示。調(diào)查物理師范生的整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TCPK)要素包含4個調(diào)查項目，用TCK1—TCK4分別對其進(jìn)行編碼。師范生在所有調(diào)查項目上的得分均值都大于3。其中：相比較于TCPK要素的其他項目來說，師范生在TCK1(“使用特定的電腦應(yīng)用軟件”方面)調(diào)查項目上的得分均值最大且方差最小，說明大部分師范生通過課堂學(xué)習(xí)掌握了特定功能的信息技術(shù)，如虛擬仿真實驗等；師范生在TCK4(“利用教學(xué)技術(shù)開展課堂活動和項目”方面)調(diào)查項目上的得分均值最低，說明了師范生在學(xué)習(xí)過程中雖然掌握了相關(guān)技術(shù)，但是從整合知識的角度看，有的師范生并未將技術(shù)知識和物理知識進(jìn)行有機(jī)地融合，仍存在掌握了知識但不會運用的問題，這與師范生在課堂上缺少實踐機(jī)會有密切關(guān)系。

圖5 物理師范生TCPK要素的得分均值及方差

(5)對物理教學(xué)知識(PCPK)要素的調(diào)查結(jié)果及分析

物理師范生的物理教學(xué)知識(PCPK)要素得分均值及方差情況，具體如圖6所示。調(diào)查物理師范生的物理教學(xué)知識(PCPK)要素包含7個調(diào)查項目，用PCK1—PCK7分別對其進(jìn)行編碼。師范生在所有調(diào)查項目上的得分均值都大于3，說明師范生在物理教學(xué)知識方面處于中等偏上水平。其中：師范生在PCK4(“完成課程計劃中的教學(xué)目標(biāo)”方面)調(diào)查項目上的得分均值最大且方差最小，說明師范生不僅掌握了專業(yè)知識，而且能將知識有效地傳授給學(xué)生，從而實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)；師范生在PCK2(“在教學(xué)領(lǐng)域中開發(fā)評估測試和調(diào)查”方面)調(diào)查項目上的得分均值最低且方差最大，說明師范生雖然能夠較為熟練地進(jìn)行物理教學(xué)，但根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開發(fā)評價測試(如設(shè)計考試題、調(diào)查問卷等)的能力還存在不足，即師范生未能將教學(xué)評價知識與物理專業(yè)知識有效結(jié)合。這反映出大學(xué)課程中缺少有關(guān)物理教學(xué)評價方面的學(xué)習(xí)內(nèi)容和師范生缺少開發(fā)評估測試的實踐機(jī)會等問題。

圖6 物理師范生PCPK 要素的得分均值及方差

(6)對整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)要素的調(diào)查結(jié)果及分析

物理師范生的整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)要素的得分均值和方差情況，具體如圖7所示。調(diào)查物理師范生的整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)要素包含4個調(diào)查項目，用TPK1—TPK4分別對其進(jìn)行編碼。師范生在所有調(diào)查項目上的得分均值都大于3，說明師范生基本掌握了將技術(shù)整合到教學(xué)中的相關(guān)知識，能夠在教學(xué)中使用并評價信息技術(shù)。其中：相較于TPK要素的其他項目來說，師范生在TPK1(“選擇合適的教學(xué)方法和策略的技術(shù)”方面)調(diào)查項目上的得分均值最小且方差最大，說明部分師范生根據(jù)教學(xué)方式來選擇技術(shù)的能力還很欠缺，同時也說明師范生在該方面的知識水平存在差異，即師范生雖然普遍掌握了一定的教學(xué)法知識和技術(shù)知識，但是在領(lǐng)悟兩類知識的內(nèi)部聯(lián)系方面還有不足，師范生整合技術(shù)教學(xué)水平還有待提高。

圖7 物理師范生TPK 要素的得分均值及方差

(7)對整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)要素的調(diào)查結(jié)果及分析

物理師范生的整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)要素得分均值及方差情況，具體如圖8所示。調(diào)查物理師范生的整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)要素包含5個調(diào)查項目，用TPACK1—TPACK5分別對其進(jìn)行編碼。師范生在所有調(diào)查項目的得分均值都大于3，說明師范生在整合技術(shù)的物理教學(xué)知識方面處于中等偏上水平。其中：相較于TPACPK維度的其他項目來說，師范生在TPACK3(“結(jié)合物理知識、教學(xué)法知識和技術(shù)知識進(jìn)行教學(xué)”方面)調(diào)查項目上的得分均值最大且方差較小，說明師范生在經(jīng)過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)后，能夠?qū)⑽锢碇R、教學(xué)知識和技術(shù)知識結(jié)合起來進(jìn)行教學(xué)；師范生在TPACK5(“用不同的教學(xué)策略和計算機(jī)應(yīng)用程序教授物理課程”方面)調(diào)查項目上的得分均值最小且方差最大，說明師范生判斷技術(shù)知識、教育知識是否適合具體物理教學(xué)的能力還很缺乏，同時也說明師范生在該方面的知識水平存在差異。這反映了師范生只是將自己掌握的各類知識進(jìn)行了簡單的組合，但未考慮各類知識之間的“相關(guān)性”，即師范生有效整合知識的水平有待提高。

從整體的結(jié)果分析可知，6所院校物理師范生整合技術(shù)進(jìn)行物理教學(xué)的能力總體上處于中等水平，尤其是在整合技術(shù)的物理知識(TCPK)要素上，師范生能夠較好地通過技術(shù)展示物理知識，但在掌握技術(shù)知識(TK)、教學(xué)法知識(PK)方面還有所欠缺。從構(gòu)成要素的分析結(jié)果看，當(dāng)前師范生在各個要素上都存在一定的問題，具體表現(xiàn)為師范生在技術(shù)知識(TK)要素上技術(shù)感知水平較低、在教學(xué)法知識(PK)要素上不能靈活改編評估方法、在物理知識(CPK)要素上缺乏研究意識、在物理教學(xué)知識(PCPK)要素上開發(fā)評價測試存在困難、在整合技術(shù)的物理知識(TCPK)要素上整合技術(shù)與物理知識的能力有待提高、在整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)要素上判斷教學(xué)法知識與技術(shù)匹配度的水平較低、在整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)要素上信息技術(shù)與物理教學(xué)深度融合水平較低。

圖8 物理師范生TPACPK要素的得分均值及方差

四、結(jié)論及建議

(一)物理專業(yè)師范生TPACK水平調(diào)查結(jié)論

1.TPACPK整體處于中等水平，但技術(shù)知識(TK)、教學(xué)法知識(PK)欠缺

從對6所院校的整體調(diào)查結(jié)果可得，目前物理師范生整合技術(shù)進(jìn)行物理教學(xué)的能力總體上處于中等水平。師范生能夠運用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行物理教學(xué)，尤其是在整合技術(shù)的物理知識(TCPK)要素上，能夠?qū)⒓夹g(shù)與物理專業(yè)知識進(jìn)行有效聯(lián)系。這反映出師范生在學(xué)習(xí)過程中能夠接觸到較多的學(xué)科技術(shù)。但是，師范生在技術(shù)知識(TK)、教學(xué)法知識(PK)方面的得分較低，這說明師范生應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)知識、教學(xué)法知識方面的學(xué)習(xí)。

2.運用TPACPK相關(guān)知識要素的意識和能力不強(qiáng)

(1)技術(shù)知識(TK)要素——技術(shù)感知水平較低

從6所院校師范生TK要素的調(diào)查結(jié)果可知，師范生雖然能熟練運用日常生活中常用的技術(shù)，但是對信息技術(shù)的感知水平較低。一方面，說明學(xué)校開設(shè)的相關(guān)課程并未有效地增加師范生的技術(shù)知識儲備，師范生應(yīng)用到教學(xué)中的相關(guān)技術(shù)(如Word文檔、PPT演示文稿、Excel表格等)多半來自生活，師范生對信息技術(shù)的認(rèn)識有局限性；另一方面，說明師范生對技術(shù)知識的重視程度不夠，這與學(xué)校的相關(guān)政策有密切關(guān)系。

(2)教學(xué)法知識(PK)要素——不能靈活改編評估方法

從對6所院校師范生PK要素的調(diào)查結(jié)果可知，師范生雖然掌握了部分的教學(xué)法知識并能將其運用到教學(xué)中，但是不能有效地將其進(jìn)行改編和創(chuàng)造性地運用。尤其是教學(xué)評估方法方面，師范生雖然學(xué)過相關(guān)知識，但無法應(yīng)用相關(guān)知識有效地檢驗教學(xué)效果。這說明大部分情況下院校教師在課堂中采用的都是傳統(tǒng)“教師講、學(xué)生聽”的講授法，師范生運用教學(xué)知識的實踐機(jī)會較少。

(3)物理知識(CPK)要素——缺乏研究意識

從對6所院校師范生CPK要素的調(diào)查結(jié)果可知，師范生雖然具備足夠的物理專業(yè)知識，但是在搜集文獻(xiàn)、關(guān)注權(quán)威學(xué)術(shù)活動等方面還有所欠缺，即師范生的研究意識及研究能力還有待提高。首先，這反映了學(xué)校開設(shè)的專業(yè)類課程更多地傾向于基礎(chǔ)知識，師范生在學(xué)習(xí)過程中不能有效地將科研成果與物理知識緊密結(jié)合；其次，這也反映了教師在教學(xué)過程中對相關(guān)領(lǐng)域最新動向的宣講明顯不夠，忽視了物理知識的前沿性和應(yīng)用性；最后，這還反映了目前大部分師范生缺乏研究意識，研究對象普遍認(rèn)為關(guān)于中學(xué)物理教學(xué)的內(nèi)容是最重要的，而學(xué)術(shù)研究的內(nèi)容與未來職業(yè)規(guī)劃無關(guān)。造成這種狀況的原因，除了師范生自身意識不足，還與學(xué)校開展的相關(guān)活動及課程設(shè)置等大都以學(xué)科教學(xué)為主、沒有突出學(xué)術(shù)研究對教學(xué)的影響有關(guān)。

(4)物理教學(xué)知識(PCPK)要素——開發(fā)評價測試存在困難

從對6所院校師范生PCPK要素的調(diào)查結(jié)果可知，師范生雖然掌握了關(guān)于物理教學(xué)的知識并順利開展課堂教學(xué)，但是在對學(xué)生學(xué)習(xí)情況開展測評方面存在困難。大部分師范生不能根據(jù)課堂內(nèi)容開發(fā)評價工具并對學(xué)生進(jìn)行調(diào)查評價。一方面，師范生學(xué)習(xí)物理教學(xué)評價方面的知識較少，使得他們忽視了教學(xué)評價這個環(huán)節(jié)的重要性；另一方面，大部分師范生在課堂上會直接采用現(xiàn)有的測試卷、調(diào)查問卷等進(jìn)行評價，真正地根據(jù)學(xué)生實際情況改編和開發(fā)測量工具的情況極少。這反映出院校課堂缺乏讓師范生進(jìn)行教學(xué)評價的機(jī)會，進(jìn)而導(dǎo)致師范生不能靈活運用相關(guān)知識開發(fā)評價學(xué)生實況的工具。

(5)整合技術(shù)的物理知識(TCPK)要素——整合技術(shù)與物理知識的能力有待提高

從對6所院校師范生TCPK要素的調(diào)查結(jié)果可知，師范生雖然已能夠較為熟練地使用關(guān)于物理專業(yè)的特定軟件，但是在利用相關(guān)技術(shù)開展各項活動方面還存在困難，即師范生雖然學(xué)習(xí)了相關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識，但是應(yīng)用相關(guān)知識開展各項活動、從事項目研究的能力還很欠缺。這也反映出在相關(guān)的大學(xué)課程中，師范生多半以學(xué)習(xí)理論知識為主，缺乏應(yīng)用知識解決實際問題的機(jī)會。同時，由于軟件本身具有學(xué)科性、指向性和復(fù)雜性(如虛擬實驗課堂使用的軟件)，大部分師范生只會在特定的課堂上使用此類軟件，缺少實踐的機(jī)會，師范生應(yīng)用相關(guān)軟件的能力也隨之降低。

(6)整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)要素——判斷教學(xué)法知識與技術(shù)匹配度的水平較低

從對6所院校師范生TPK要素的調(diào)查結(jié)果可知，師范生雖然能夠?qū)⒓夹g(shù)知識整合到實際教學(xué)中，但是整合的有效性還有待提高，即師范生不能明確判斷出各類技術(shù)知識與教學(xué)法知識的匹配程度。這也說明了師范生雖然學(xué)習(xí)了相關(guān)知識，但是對知識的靈活運用還很不夠，這與課程的內(nèi)容、學(xué)分、課時等方面的設(shè)置有著密不可分的關(guān)系。例如：開設(shè)的相關(guān)課程并沒有具體分析各類教學(xué)法知識、技術(shù)知識的特點以及彼此之間的關(guān)聯(lián)，未設(shè)置實踐學(xué)時、未提供實踐場所等，這些均會導(dǎo)致師范生雖然完成了“整合知識”的學(xué)習(xí)，但是未形成“有效整合”的能力。

(7)整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)要素——信息技術(shù)與物理教學(xué)深度融合水平較低

從對6所院校師范生TPACPK要素的調(diào)查結(jié)果可知，師范生雖然能夠運用相關(guān)的物理專業(yè)知識、技術(shù)知識、教學(xué)法知識進(jìn)行課堂教學(xué)，但是無法確定所運用的技術(shù)知識、教學(xué)法知識是否適合學(xué)科的內(nèi)容，只是將掌握的各類知識進(jìn)行組合，這反映出師范生選擇與教學(xué)法內(nèi)容適切的技術(shù)及教學(xué)知識的能力較低，只是默認(rèn)地將信息技術(shù)作為一個外部變量來匹配原本的教育教學(xué)[15]。由此說明，師范生有效整合這3類知識的能力還有待提高。造成目前這種狀況，是與學(xué)校開設(shè)的相關(guān)課程有直接關(guān)系的。首先，課程內(nèi)容中信息技術(shù)與物理知識、教學(xué)法知識的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)；其次，大部分課程以教師講解為主，且講解的內(nèi)容較為分散，缺少將3類知識進(jìn)行整合的教學(xué)案例；最后，學(xué)校給予師范生實踐應(yīng)用的機(jī)會太少，主要集中在教育實習(xí)中，理論學(xué)習(xí)與實踐應(yīng)用的時間沒有合理、均衡地分配在師范生培養(yǎng)的全過程，因此師范生在面對實際教學(xué)時，不能明確作出選擇和靈活運用適合的技術(shù)及教學(xué)法知識。

(二)提高物理專業(yè)師范生TPACK水平的建議

1.增設(shè)相關(guān)學(xué)習(xí)平臺，提升師范生TPACPK水平

針對師范生在整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)方面存在的問題，院校應(yīng)該提供更多讓師范生接觸技術(shù)、教學(xué)法知識的機(jī)會，保證師范生能夠?qū)W習(xí)并掌握相關(guān)知識。具體可以從教學(xué)、課程、資源幾個方面著手：首先，在教學(xué)方面，院校教師應(yīng)不斷提高教師信息化教學(xué)水平，讓師范生真切地體會技術(shù)在教學(xué)中所發(fā)揮的重要作用，促使師范生在應(yīng)用的過程中學(xué)習(xí)技術(shù)知識和教學(xué)法知識；其次，在課程方面，院校應(yīng)增設(shè)有關(guān)技術(shù)知識和教學(xué)法知識的課程，保證師范生能夠接觸到足夠多的相關(guān)知識；最后，在資源方面，院校應(yīng)創(chuàng)設(shè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，與其他院校實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，使師范生的學(xué)習(xí)不僅不受時空限制，還能接觸到更多的優(yōu)質(zhì)課程資源，滿足學(xué)生的差異化、個性化學(xué)習(xí)需要。另外，院校還可以開展多樣化的學(xué)習(xí)形式，激發(fā)師范生的學(xué)習(xí)興趣，使其積極參與到TPACK學(xué)習(xí)當(dāng)中去[16]。

2.創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境，提升師范生TPACPK水平

(1)技術(shù)知識(TK)要素——創(chuàng)設(shè)技術(shù)感知環(huán)境，明確技術(shù)功能

技術(shù)知識(TK)是教師進(jìn)行信息化教學(xué)的基礎(chǔ)，不具備任何技術(shù)知識的教師，其信息化教學(xué)便無從談起[17]。師范生TPACK水平的高低受自身對技術(shù)感知程度的影響，很多師范生以技術(shù)的難易、是否有用為標(biāo)準(zhǔn)而選擇放棄或應(yīng)用技術(shù)，這種情況時有發(fā)生[18]。因此，院校應(yīng)創(chuàng)設(shè)技術(shù)感知環(huán)境，讓師范生明確技術(shù)的功能。這可以從3個方面入手：第一，院校應(yīng)創(chuàng)設(shè)技術(shù)使用環(huán)境，構(gòu)建和完善線上課程體系，讓師范生在使用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的過程中體會技術(shù)的作用，進(jìn)而逐步形成對技術(shù)正確的認(rèn)識觀；第二，院校應(yīng)創(chuàng)設(shè)技術(shù)交流環(huán)境，構(gòu)建線上交流平臺，在分享交流的過程中使師范生認(rèn)識到技術(shù)知識對學(xué)科教學(xué)的重要性；第三，院校還應(yīng)注重創(chuàng)設(shè)技術(shù)評價環(huán)境，增強(qiáng)師范生感知技術(shù)的能力。師范生可以將自己的教學(xué)視頻上傳至教學(xué)平臺，教師實時進(jìn)行評價，同學(xué)之間互評，這有利于師范生在評價和反思的過程中進(jìn)一步掌握技術(shù)的相關(guān)功能。

(2)教學(xué)法知識(PK)要素——增加教學(xué)實踐機(jī)會，靈活應(yīng)用教學(xué)法知識

針對師范生在教學(xué)法知識(PK)要素方面存在的問題，院校應(yīng)增加師范生教學(xué)實踐的機(jī)會，在實踐中提高師范生靈活運用各類教學(xué)法知識的能力。這可以從三個方面入手：第一，院?？梢栽鲈O(shè)培養(yǎng)師范生教育教學(xué)能力的課程，將理論學(xué)習(xí)與實踐應(yīng)用相結(jié)合，在模擬授課的過程中不斷提高師范生應(yīng)用教學(xué)法知識的能力；第二，院校應(yīng)該與初、高中學(xué)校建立密切聯(lián)系，為師范生提供觀摩一線教學(xué)的機(jī)會，讓師范生學(xué)習(xí)一線教師在教學(xué)中運用教學(xué)法知識的方法；第三，院校的實習(xí)指導(dǎo)中心與實習(xí)學(xué)校之間應(yīng)強(qiáng)化合作關(guān)系，可以考慮給帶隊教師提供一些專門的培訓(xùn)[19]。

(3)物理知識(CPK)要素——加強(qiáng)科研管理，提高研究意識

針對師范生在物理知識(CPK)要素方面存在的問題，院校應(yīng)改進(jìn)相關(guān)制度和政策。當(dāng)前院校對本科生科研活動的管理存在一些問題，如對本科生的科研活動沒有具體要求、獎勵機(jī)制不完善等。為此，院?？梢詮膬蓚€方面入手：第一，重視科學(xué)研究的重要性，加大科研經(jīng)費的投入力度，為師范生提供更為優(yōu)質(zhì)的科研環(huán)境；第二，加強(qiáng)對師范生教育科研活動的管理，成立專門的管理機(jī)構(gòu)，制定和完善師范生教育科研制度，包括科研活動的申請制度、評審制度、獎勵制度、保障制度等，培養(yǎng)師范生良好的科研態(tài)度和提高實際的科研能力[20]。

(4)物理教學(xué)知識(PCPK)要素——搭建師范生與一線教師互通的橋梁，掌握評價方法

針對師范生在物理教學(xué)知識(PCPK)要素方面存在的問題，院校應(yīng)搭建師范生與一線教師互通的橋梁，在交流學(xué)習(xí)中使師范生掌握評價方法。這可以從兩個方面入手：第一，院?？梢远ㄆ谂e行師范生與一線教師的學(xué)術(shù)交流會，聽一線教師分享在教學(xué)中積累的經(jīng)驗；第二，院校應(yīng)創(chuàng)設(shè)教學(xué)觀摩的機(jī)會，邀請專家型教師進(jìn)行示范性教學(xué)，師范生在觀摩學(xué)習(xí)的同時反思自身在教學(xué)中存在的不足，不斷提高自己的教學(xué)水平。

(5)整合技術(shù)的物理知識(TCPK)要素——重視學(xué)科信息化學(xué)習(xí)工具的搜集與應(yīng)用

針對師范生在整合技術(shù)的物理知識(TCPK)要素方面存在的問題，院校應(yīng)該重視學(xué)科信息化學(xué)習(xí)工具的搜集與應(yīng)用。這可以從4個方面入手：第一，教師應(yīng)提高師范生應(yīng)用學(xué)科信息化工具的意識，讓師范生在課堂中了解相關(guān)工具，明確其價值，并盡可能掌握其功能，以提高師范生應(yīng)用信息化工具的能力；第二，院校要為師范生提供相關(guān)的支持和培訓(xùn)[21]，進(jìn)一步提高師范生基于技術(shù)設(shè)計開展多樣化學(xué)習(xí)活動的能力，促進(jìn)師范生的專業(yè)能力發(fā)展，提高教育教學(xué)質(zhì)量[22]；第三，院校應(yīng)為師范生提供使用信息化工具的平臺，解決權(quán)威軟件的版權(quán)使用問題，使師范生可以通過校園賬號登錄就能使用，便于師范生接觸和學(xué)習(xí)信息化工具；第四，院校應(yīng)開放多媒體實驗室，強(qiáng)化師范生信息化工具的開發(fā)、設(shè)計與應(yīng)用能力，鼓勵師范生參與開發(fā)制作信息化工具，并通過組織展評，對存在的不足進(jìn)一步修正和完善，對制作精良的信息化工具要及時推廣和應(yīng)用，調(diào)動師范生研制軟件的積極性[23]。

(6)整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)要素——完善相關(guān)課程設(shè)置，加強(qiáng)知識間的聯(lián)系

針對師范生在整合技術(shù)的教學(xué)知識(TPK)要素方面存在的問題，院校需要進(jìn)一步完善課程設(shè)置。有效加強(qiáng)技術(shù)知識與教學(xué)法知識的聯(lián)系可以從3個方面入手：第一，院校應(yīng)豐富相關(guān)課程內(nèi)容，保證師范生能夠掌握較多的關(guān)于整合技術(shù)的教學(xué)知識，合理設(shè)置課程數(shù)量，過多或過少均不利于師范生的學(xué)習(xí)；第二，課程的學(xué)分和學(xué)時分配要按照課程的內(nèi)容合理設(shè)置，保證課程內(nèi)容能夠符合師范生的認(rèn)知水平，從而調(diào)動師范生的學(xué)習(xí)積極性；第三，課程的學(xué)時設(shè)置反映了師范生的學(xué)習(xí)方式，院校應(yīng)結(jié)合課程的具體內(nèi)容設(shè)置適當(dāng)時長的授課學(xué)時，保證師范生能從教師的講解中獲得足夠的知識，同時也要結(jié)合師范生的實際水平設(shè)置相應(yīng)的實踐學(xué)時，保證師范生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識運用到實踐中。

(7)整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)要素——優(yōu)化信息化教學(xué)環(huán)境，提供學(xué)習(xí)保障

針對師范生在整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)要素方面存在的問題，院校應(yīng)優(yōu)化信息化教學(xué)環(huán)境，而信息化教學(xué)環(huán)境的建設(shè)要以教師專業(yè)能力的提升和信息技術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)為重心，以信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合發(fā)展為思路，建設(shè)簡單實用、功能完善、能夠促進(jìn)教師學(xué)科教學(xué)能力和信息技術(shù)素養(yǎng)全面提升的教學(xué)實踐環(huán)境[8]。優(yōu)化信息化教學(xué)環(huán)境可以從4個方面入手：第一，院校應(yīng)完善軟硬件教學(xué)設(shè)施，把教師教育工作放在首位，資源配置、支持措施等都要落實到位[24]，及時更新配套教學(xué)設(shè)備，建立適合師范生模擬教學(xué)的環(huán)境，為師范生提供實踐教學(xué)場域；第二，院校應(yīng)利用線上平臺為師范生提供學(xué)習(xí)資源，借助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信軟件等信息化工具，推送關(guān)于新興技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步的資料、技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的典型教學(xué)案例等，引導(dǎo)師范生逐步掌握將技術(shù)恰當(dāng)?shù)仄ヅ涞浇虒W(xué)實踐中的操作技巧；第三，院校應(yīng)構(gòu)建不同專業(yè)的教師合作團(tuán)隊，每個團(tuán)隊包含教育學(xué)類教師、物理學(xué)類教師和信息技術(shù)類教師，教師間彼此分享各自領(lǐng)域的知識，共同探究在人工智能時代如何成為信息應(yīng)用的探索者、智能教育建設(shè)的服務(wù)者、技術(shù)雙重屬性的反思者[25]，從而轉(zhuǎn)變?yōu)樾聲r代的智慧型教師；第四，院校還應(yīng)加強(qiáng)專家型教師與新手教師的合作，年長教師在物理知識(CPK)、教學(xué)法知識(PK)上對年輕教師進(jìn)行指導(dǎo)，年輕教師在技術(shù)知識(TK)上給年長教師提供技術(shù)支持[26]。

本研究的調(diào)查對象范圍僅局限于6所高等院校，得出的結(jié)論可能有一定的局限性。目前，將具體學(xué)科與TPACK理論框架相結(jié)合的探索仍然處于起步階段，完善整合技術(shù)的物理教學(xué)知識(TPACPK)理論框架、開發(fā)和完善教師教育中技術(shù)應(yīng)用的課程、探究師范生TPACK水平提升策略等課題將是下一步研究的重點[27]。