美国教师TPACK能力的培养机制与发展路径

张丹

摘   要：美国的教师教育以整合技术的学科教学知识框架为理论基础，要求培养教师融合技术的学科教学能力。通过国家教育技术计划的支持、学科领域教师教育协会和教育技术机构的协同作用和建设互联网基础设施，促进教学与技术整合意识的树立、“学习社区”协作模式的构建、教师角色的多元转化，多方位培养教师的TPACK能力，实现教学与技术深度融合的目标。

关键词：TPACK能力 培养机制 发展路径 教学与技术的融合

在教师教育领域，教师教学越来越离不开信息技术，实现技术与教学的深度融合是教师能力发展的重要诉求。为引领和推动教育信息化转型升级，我国教育部制定了《教育信息化2.0行动计划》。我国将通过数字资源服务普及、网络学习空间覆盖、智慧教育创新发展、信息素养全面提升等八项行动，来实现教育2.0行动。《教师教育振兴行动计划（2018-2022年）》中提出“互联网+教师教育”创新行动，利用互联网技术推动以自主、合作、探究为主要特征的教学方式变革。

在教育信息化的背景下，美国发布国家教育技术计划，以支持教育领域的技术应用与发展;针对教师准备计划，美国提出教学整合技术的原则与要求，以应对教师在技术教学能力方面面临着新的挑战。2005年，美国学者提出整合技术的学科教学知识（Technological Pedagogical Content Knowledge，TPACK）理论框架，从提升教师信息技术应用能力向全面提升教师信息素养转变，从而构建教师专业发展新模式。

一、TPACK理论框架

2005年，美国学者马修·科勒（Matthew J. Koehler）和普尼亚·米什拉（Punya Mishra）提出了TPACK能力框架，即以技术整合教学的视角扩展了李·舒尔曼（Lee S. Shulman）提出的学科教学知识（Pedagogical Content Knowledge，PCK），试图帮助教师厘清教学中融合技术所需的知识性质，同时帮助教师解决知识能力的复杂性和多面性问题。美国教师TPACK能力构建的理论框架核心由三种主要知识形式和四种交互知识类型构成（见图1）。

（一）三种主要知识形式

TPACK理论框架的三种主要知识形式是由学科内容知识（Content Knowledge，CK）、教学知识（Pedagogical Knowledge，PK）、技术知识（Technology Knowledge，TK）构成。

科勒和米什拉指出，教师教授的学科内容知识复杂而特殊。舒尔曼指出知识包括概念、理论、观点、组织框架、证据等，以及为发展这些知识所建立的实践和方法。学科内容知识对教师很重要，教师需要深入了解并掌握学科基础知识。以数学为例，学科内容知识包括数学概念、公式、定理、法则等知识，同时包括提高学生的空间想象、抽象概括、推理论证、运算求解、数据处理等基本能力的知识。

教学知识指教师对教学过程和实践方法有深入的了解，包括教育教学的总目标、具体目标、价值观等通用型知识，用于理解并運用到课程计划、课堂教学、课堂管理、学生评估等方面，综合提高教学的效率和质量。教师根据学生已有的知识水平和学习经验选择适当的教学方法和手段，创设合理的教学情境进行课堂教学，采用多样的评价方式对教学过程和结果进行客观公正的评价，并进行教学反思。

技术知识主要是教师对技术、工具和资源的使用，以及对信息技术的掌握，以便在日常生活和工作中有效地应用技术，能够识别信息技术是否有助于教学目标的实现，并不断适应信息技术的变化。同时，技术知识具有可变性。美国研究理事会信息技术素养委员会（The Committee of Information Technology Literacy of the National Research Council）认为，技术知识要求教师更深入、更本质地理解和掌握信息技术，进行信息处理、交流，解决问题。

（二）四种交互知识类型

由以上提到的三种主要知识形式交互作用而成的学科教学知识、整合技术的学科内容知识（Technological Content Knowledge，TCK）、整合技术的教学知识（Technological Pedagogical Knowledge，TPK），再由这三种知识类型交互形成了TPACK。

科勒和米什拉两位学者与舒尔曼关于学科教学知识的想法相似，舒尔曼对学科教学知识的核心定义在于教学主题的转变。根据舒尔曼的观点，这种转变发生在教师解释学科知识、寻找多种方式表达学科知识，并调整教学内容来适应不同学生的知识架构的过程中。学科教学知识包括教学、课程、评估、报告等方面。

教师不只需要掌握他们所教授的学科，还必须深刻理解需要通过哪些特定技术来融合教学内容，了解哪些特定技术适合讲解哪些领域的学科知识，即整合技术的学科内容知识。技术的选择需符合教师教授学科的知识性质，同样某一学科内容也会限制教师所采用技术的类型，有限制也就有发展的可能性，既相互限制，也相互推动。

教师要理解当特定技术以特定方式使用时，教授方式和学习方式如何发生变化。整合技术的教学知识涉及到学科和教学设计、教学策略，因此教师要了解各种技术工具在教学上的适用性和限制性因素。整合技术的教学知识要求教师打破关于技术本身的功能固有想法，以教学为出发点，创造性地应用技术。

TPACK不同于学科内容知识、教学知识和技术知识，它有效技术教学的基础，是这三个要素相互作用的整合。具备TPACK能力，教师需要：运用技术的概念表征;以建设性的方式使用技术来教授内容;了解什么知识的概念难以或易于被学习，以及技术如何帮助学生解决问题;了解学生的先验知识;了解如何利用技术构建新知识并巩固旧知识。

TPACK的特征复杂而又深刻。第一，交互性。TPACK建立在学科内容知识、教学知识和技术知识的基础上，又不同于这三种各自独立的知识，而是对它们的超越。TPACK同时整合了这三种知识，是在每一门学科情境下的独特融合、复杂交织。第二，灵活性。TPACK是三种知识之间的复杂互动，该知识系统必须根据其应用境脉的演变不断进行调整[1]，每个要素知识本身也具有复杂性，因此需要教师认识到要素之间的关联复杂性，在交叉领域中灵活运用技术教学解决方案。第三，平衡性。学科内容知识、教学知识和技术知识难以从教学实践中剥离开来，这三种知识类型处于一种动态平衡的状态。“TPACK存在于框架里三个要素动态交互的关系中，若这些要素中的任何一个发生改变，那么就要由另两个要素进行‘补偿”[2]。网络技术的应用使教师对教学结构有新的认识和思考，如何将技术与学科知识、教学知识和学生有机联系在一起，是美国教师TPACK能力培养更高层次的诉求与愿景。

二、TPACK培养机制

（一）国家教育技术计划的支持

美国以科技立国，重视科学技术在各个领域的应用，尤其在教育领域，美国更加提倡技术促进教育教学的发展，因此通过各项政策支持技术在教育领域发挥作用。

1996年，美国发布《让美国的学生为21世纪做好准备：迎接技术素养的挑战》（Getting Americas Students Ready for the 21st Century： Meeting the Technology Literacy Challenge），该框架提出，“全国所有教师将获得必要的技术培训和支持;所有教师和学生在课堂上都将拥有现代化的多媒体电脑。在联邦政府的领导下，州和地方社区可以通过该框架制定地方行动计划，以利用技术实现高标准教学”[3]。2000年，美国发布《数字化学习：让所有儿童获得世界一流教育》（e-Learning： Putting a World-Class Education at the Fingertips of All Children）。该文件在总结1996年框架的基础上，进一步提出继续支持教师使用技术和数字内容进行教学和学习，将使“所有教师有效利用技术，及时帮助学生达到较高的学术水平和改进下一代教学技术应用”作为主要目标，同时该政策加强了教师教学与技术应用的深度融合[4]。2008年，美国教师教育学院协会（The American Association of Colleges of  Teacher Education）的创新与技术委员会出版了《整合技术的学科教学知识：教育者手册》（Handbook of Technological Pedagogical Content Knowledge for Educators），该手册较为全面地阐述了TPACK的建立和整合，为教师教学整合技术提供详细的指导建议。2010年《改革美国教育：技术使学习变得更强大》（Transforming American Education： Learning Powered by Technology）、2016年《面向未来的学习：重新认识技术在教育中的作用》（Future Ready Learning： Reimagining the Role of Technology in Education）等一系列国家教育技术计划全方位支持所有教师TPACK能力的发展。2016年12月，美国教育技术办公室（Office of Educational Technology）发布《推进教育技术在教师准备中的作用：政策简述》，指出技术在教学准备过程中实现有效整合面临的挑战以及教学指导原则和解决方案。

这些政策规划都从技术支持教学的视角促进教学与技术的深度融合，也是美国教师TPACK能力发展的关键政策支持机制。美国的技术政策、计划、手册都为教师TPACK能力的提高提出了行动准则，同时发挥联邦政府的主导作用，协调教育技术部门工作，按计划实现预期目标。美国的教育技术政策指导教师在实现教学与技术融合的路径中，以技术为导向，强调教育领域各方积极合作，为具体实践工作的推进设立良好愿景，设定被普遍认同的理念、标准、顶层规划设计，探索未来教育教学新模式。

（二）学科领域教师教育协会和教育技术机构的协同作用

TPACK在舒尔曼的学科教学知识的基础上整合了技术知识和教学知识，因此学科领域教师教育协会之间的协同作用是美国教师TPACK能力培养的重要保障。学科领域教师教育协会的对话包括学科内容、教学法、技术等方面。随着更多专家进入该领域，美国国家技术领导联盟（NTLC）逐渐形成，NTLC旨在强调教师教育中的技术，以及教育技术对教师专业发展的推动作用。该联盟包括核心的学科领域教师教育协会和教育技术机构（见表1）。

由于美国越来越重视技术教学的深入研究，NTLC逐渐扩大，美国幼儿教师教育者协会（NAECTE）于2003年加入该联盟，美国教师教育学院协会（AACTE）和美国教师教育者协会（ATE）于2005年加入。此外，NTLC的成员每年都会参加美国技术领导峰会，为支持学科和技术领域的跨越式合作开展交流活动，会议成果发表在教育技术期刊上，扩大数字技术对教师教育的积极影响。该联盟创办了《技术与教师教育当代议题》杂志，为教师提供与他们所授学科相关的技术整合信息，该杂志的同侪评议可在网站上免费查看。

TPACK是学科内容、教学法、技术的交集互动，通过学科领域教师教育协会和教育技术机构的协同作用，建立各机构之间的协作交流机制，通过机构间持续性的合作对话，构建教师TPACK知识体系。[5]

以数学学科为例，AMTE指出技术在数学学科教与学中的重要性，如果要求数学学科教师学会创造一个有利于协作解决问题的积极环境，以有意义的方式整合技术，那么他们自己就必须在信息化的环境中体验学习。AMTE主张必须确保所有数学教师和预备教师都有机会整合技术并将其运用于数学教学实践中。从2007年开始，AMTE技术委员会专注于创建一套数学教师标准，以促进技术在数学教学中的使用，主要包括：教师关于在数学教学中融入技術的总体构想、了解学生关于整合技术的数学知识的理解和思考、了解在数学课程和课程材料中融入技术的知识、掌握整合技术的数学教学策略和表征知识。数学教师标准为数学教师提供了一个框架性的专业指导。

（三）建设互联网基础设施

美国国家教育技术计划提出所有学生和教育工作者可以随时获得强大而全面的基础设施，如校内外高速互联网建设确保师生网络的可获得性，学习设备促进教师间的沟通和协作，高质量的数字学习内容优化学习体验。互联网基础设施的建设主要从以下三个方面进行。第一，基础设施的资助资金主要从联邦政府、州政府、地方三个来源获得。联邦政府技术支持设备、互联网技术、教师专业发展等多方面;州政府资助设备和网络建设，如特拉华州、爱达荷州和缅因州，同时一些州提供专业发展资金推动数字学习资源建设[6]。第二，美国学校向数字化方向转变的过程很迅速。2016年，美国只有1/3的学校能够使用宽带，2019年，81%的学校可以访问互联网，宽带的普及大大增加了学生和教师的专业学习机会。第三，各地区和学校试图通过教授标准化的基本技术建立有效教学策略模型，无缝整合教育技术以支持教师的教学。

北卡罗来纳州研究和教育网络（The North Carolina Research and Education Network）是美国第一个全州性的教育网络平台，为高等教育和学术研究机构提供高速互联网。该网络由州政府提供资金，并通过《复苏法》（Recovery Act）和“力争上游”（Race to the Top）计划扩展云基础设施。内布拉斯加州的网络可以为94%的州内学区提供服务。[7]

三、TPACK发展路径

（一）树立教学与技术整合的意识

美国教育技术办公室制定了四项指导原则，用于帮助教师教学准备计划中的TPACK能力拓展。第一，注重技术的有效运用，通过创造、生产和解决问题来实现教学目标，教师根据自己的经验，有选择地使用技术来模拟课程实践。例如，范德堡大学的教学中心为教育工作者提供专业学习资源、定期系列讲座、数字教学对话等，将技术成功融入课程。第二，建立可持续的、范围广的专业学习系统，变革学习和教学方式，加强教师的专业能力建设。职前教师能力的发展必须有一个支持技术和教学整合的专业发展过程，因此职前教师需要深入学习TPACK。第三，确保职前教师教育技术的经验是深刻而广泛的，职前教师将教育与技术标准结合，在职前学习中模拟的所有教学过程都应包含教育技术的运用。第四，为职前教师、新任教师、在职教师提供统一的认证标准，得到领域同行的能力认证。美国预备教育工作者认证委员会（The Council for the Accreditation of Educator Preparation）的目标是“通过基于证据的认证推进优秀教育工作者计划”[8]，同时与国际教育技术学会长期合作，制定教师技术教学能力认证标准。

教师技术教学的影响因素主要包括一般支持（学校系统、管理人员、学生）和自我信念态度。当涉及技术整合时，教师的信念态度也可以发挥重要作用。萨拉·弗拉纳根（Sara Flanagan）和梅兰妮·肖夫纳（Melanie Shoffner）研究了2位英语教师如何使用技术来支持他们的英语语言艺术教学。一位是具有14年教学经验的资课教师，另一位是从教第2年的新手教师。两位教师都重视技术整合，新手教师认为技术是教学的重点，并将技术作为优先考虑因素，而资深教师认为技术只是辅助教学的工具，他们对技术的不同认知使得他们在教学实践中的表现也有所不同。[9]

研究表明，为职前教育工作者提供单一的教育技术课程并不能充分发展教师的TPACK能力，转变教师对课堂技术使用的态度和信念是提升教师专业能力的关键因素。教学整合技术的过程十分复杂，教师需要获得适当的资源并了解和支持技术整合的教育实践，教师对技术的信念和态度是他们在课堂上是否使用技术的重要因素。如果教师将技术的使用作为课程的一部分，而不是孤立看待，他们则更有可能将技术整合到学科教学中去。

（二）构建“学习社区”的协作模式

2014年，圣利奥大学（Saint Leo University）为帕斯科县学区（Pasco County School District）的在职教师建立了一个夏季技术学院。该学院提倡“学习社区”模式，在职教师是共同学习者，他们之间进行专业交流、互相支持和指导，共同完成为期1年的行动研究项目，探讨如何融合技术改变学生的学习模式，并定期召开会议进行项目更新和反馈指导[10]。美国联邦教育部“连接教育者项目”（Connected Educators Project）的启动了“连接教育者月”（Connected Educator Month），170多个组织提供了450多项活动，各科教师、教育专家制定教师专业发展计划;通过开放的网络研讨会、论坛等方式在线合作探讨TPACK教学方式。超过125个国家的教育工作者参与其中，其参与组织、人员在不断增加，范围也在不断扩大。[11]

这一模式使教师获得更多协作的机会，将教学扩展到课堂之外，教育工作者可以创建“学习社区”，通过这种技术教学协作模式，获得学习材料、资源和工具。教育工作者通过合作提高TPACK能力，除了与学校中的教师合作以外，还能够与社区或世界各地的教育专家协作，形成在线专业“学习社区”，扩大同行互助、共同学习的知识网络，致力于探究、协作精神和创造力的提高。

（三）教师角色的多元转化

技术与教学的深度融合使教育工作者与学生成为共同学习者。因此，教师在运用TPACK进行教学实践时的角色可以多元转化。教师可以成为学习的指导者、促进者、激励者、领导者、评价者。通过高速互联网获得的信息，教师了解如何帮助学生访问在线信息，参与模拟现实世界事件，并运用技术记录过程，引导学生深入思考等。教师帮助学生创造学习空间，也可以利用这些空间引入新的教学理解，超越对教学的关注，建立教师本身所需的跨学科领域的联系。

教师在TPACK教學实践中，除了支持跨内容领域的学习外，还利用技术支持的评估方式改善教学质量，使教学更加人性化、个性化。技术捕获的教学过程的证据为教师自我反思、同行互鉴、实时反馈提供了新途径。各种类型的评估用于不同时间且有不同的用途，如基于技术支持的嵌入式评估可以帮助教师实时跟踪快速、持续地反馈教学进度信息，又如师生可以使用形成性评估的数据来改进教与学。

四、结语

TPACK是由三种知识形式和四种交互知识类型交集而形成的复杂知识。研究表明，有限的教学知识可能会抑制技术的整合，教师应该在整合技术之前获得教学内容知识[12]。学科内容知识、教学知识、技术知识和学科教学知识、整合技术的学科内容知识、整合技术的教学知识交互融合，共同组成了TPACK，为教师的技术教学能力发展提供理论基础。政府、社会和学校要通力合作，各部门联动支持教师TPACK能力构建，具体包括国家政策支持、教师教育协会与教育技术机构协同作用和互联网基础设施的建设机制，以及树立教学与技术的整合意识、建立“学习社区”的协作模式、教师角色的多元转化的发展路径。

教师缺乏TPACK能力，会影响其教学效果，教育领域中的数字鸿沟会逐渐扩大，无法发挥技术与教学融合的深刻作用。为了向职前和在职教师提供技术支持的专业学习体验，提高教师的数字素养，联邦政府应该与地方政策制定者、学校、教师紧密合作。教师TPACK能力的培养过程中不应该将技术和内容知识分离，而是作为教师培训的一部分，创建教学整合技术的专业提升系统。

参考文献：

[1][2][5]全美教师教育学院协会创新与技术委员会. 整合技术的学科教学知识： 教育者手册[M]. 任友群， 詹艺， 译. 北京： 教育科学出版社， 2011： 10， 26， 323.

[3]U.S. Department of Education. Getting Americas Students Ready for the 21st Century： Meeting the Technology Literacy Challenge[EB/OL]. https：//files.eric.ed.gov/fulltext/ED398899.pdf，2018-07-06.

[4]U.S. Department of Education. e-Learning： Putting a World-class Education at the Fingertips of All Children[EB/OL]. https：//files.eric.ed.gov/fulltext/ED444604.pdf，2018-07-06.

[6]Office of Educational Technology. Funding Digital Learning[EB/OL]. https：//tech.ed.gov/funding/，2018-07-12.

[7]Arne Duncan， Richard Culatta. Future Ready Schools： Building Technology Infrastructure for Learning[R]. Washington District of Columbia： U.S. Department of Education， 2014.

[8][10]John King， Joseph South， Katrina Stevens. Advancing Educational Technology in Teacher Preparation： Policy Brief[R]. Washington District of Columbia： U.S. Department of Education， 2016.

[9]Melody Zoch， Joy Myers， Jennifer Belcher. Teachers Engagement with New Literacies： Support for Implementing Technology in the English/Language Arts Classroom[EB/OL]. http：//www.citejournal.org/volume-17/issue-1-17/english-language-arts/teachers-engagement-with-new-literacies-support-for-implementing-technology-in-the-englishlanguage-arts-classroom/，2018-07-20.

[11]Office of Educational Technology. Re-imagining the Role of Technology in Education： 2017 National Education Technology Plan Update[EB/OL]. https：//tech.ed.gov/files/2017/01/NETP17.pdf，2018-07-15.

[12]Wilfried Admiraal， Felix Van Vugt， Frans Kranenburg， et al. Preparing Pre-service Teachers to Integrate Technology into K-12 Instruction： Evaluation of a Technology-infused Approach[J]. Technology， Pedagogy and Education， 2016， 26（1）： 105-120.

編辑 王亭亭   校对 朱婷婷