林冰冰 鄭健 柯曉露 林艷欽

摘 ? 要?要切實(shí)提升學(xué)科教師在課堂教學(xué)中對信息技術(shù)的整合能力，需要將信息技術(shù)能力提升融入到具體學(xué)科教師教學(xué)培訓(xùn)中。本文通過審視當(dāng)前中學(xué)物理教師整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識發(fā)展現(xiàn)狀，從整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識（TPACK）結(jié)構(gòu)出發(fā)，在“TPACK in action”的課程與技術(shù)整合的理論框架下，以深度融合信息技術(shù)為特點(diǎn)的教學(xué)范式為主線開展相關(guān)培訓(xùn)課程設(shè)計(jì)，構(gòu)建促進(jìn)中學(xué)物理教師整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識發(fā)展的培訓(xùn)課程，經(jīng)過實(shí)踐研究表明提出的發(fā)展策略是有效的。

關(guān)鍵詞?物理教師 TPACK 發(fā)展策略 培訓(xùn)課程

2015年，教育部在《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》中指出：“要將信息技術(shù)應(yīng)用能力提升與學(xué)科教學(xué)培訓(xùn)緊密結(jié)合，有針對性地開展以深度融合信息技術(shù)為特色的課例和教學(xué)法的培訓(xùn)”。2018年教育部印發(fā)的《普通高中物理課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中，也明確指出“通過多樣的教學(xué)方式，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì)”。信息技術(shù)的教育應(yīng)用的重要性已經(jīng)得到公認(rèn)，但切實(shí)提升學(xué)科教師在課堂教學(xué)中對信息技術(shù)的整合能力，還需要將信息技術(shù)能力提升融入到具體學(xué)科教師教學(xué)培訓(xùn)中。

一、中學(xué)物理教師TPACK發(fā)展現(xiàn)狀

2007年，全美教師教育學(xué)院協(xié)會(huì)正式將TPCK更名為TPACK（Technological Pedagogical and Content Knowledge）。TPACK這一概念的核心要素包含了學(xué)科內(nèi)容知識（CK）、教學(xué)法知識（PK）以及技術(shù)知識（TK）三個(gè)方面，是這三個(gè)元素的有機(jī)整合[1]。2011年，Niess指出應(yīng)立足各學(xué)科自身的特點(diǎn)來整合學(xué)科、教法以及技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了TPACK的發(fā)展應(yīng)把深入學(xué)科作為前提。2016年，陳建參照Guerrero相關(guān)數(shù)學(xué)學(xué)科的TPACK結(jié)構(gòu)模型提出物理教師TPACK結(jié)構(gòu)，即整合技術(shù)的統(tǒng)領(lǐng)性觀念、整合技術(shù)的物理教學(xué)策略、整合技術(shù)的物理課堂管理以及整合技術(shù)的物理教學(xué)內(nèi)容[2]。

目前，發(fā)展教師TPACK研究較多集中在對師范生的提升培養(yǎng)上。例如，詹藝通過會(huì)話分析方法分析師范生教學(xué)設(shè)計(jì)中的關(guān)注點(diǎn)、用微型課程發(fā)展師范生TPACK水平[3]，袁志強(qiáng)通過給師范生開設(shè)TPACK課程來研究師范生TPACK的變化[4]。也有聚焦在教師TPACK現(xiàn)狀調(diào)查上等，具體到學(xué)科教師上的相關(guān)研究也多數(shù)在信息技術(shù)、數(shù)學(xué)等學(xué)科，針對物理學(xué)科在職教師TPACK發(fā)展的研究甚少涉及。

二、中學(xué)物理教師TPACK發(fā)展培訓(xùn)課程的構(gòu)建與實(shí)踐

1.課程框架的構(gòu)建

在培訓(xùn)課程的構(gòu)建中，依據(jù)物理教師的TPACK結(jié)構(gòu)從“整合信息技術(shù)的統(tǒng)領(lǐng)性觀念、整合技術(shù)的物理教學(xué)策略、整合技術(shù)的物理課堂管理、整合技術(shù)的物理教學(xué)內(nèi)容等”方面進(jìn)行探索，在Harris等人提出“TPACK in action”[5]的課程與技術(shù)整合理論框架下以深度融合信息技術(shù)為特點(diǎn)的教學(xué)范式為主線展開相關(guān)培訓(xùn)，根據(jù)福建省高中物理學(xué)科骨干教師特點(diǎn)從三個(gè)維度開展中學(xué)物理教師TPACK發(fā)展，以超越單一的信息技術(shù)使用學(xué)習(xí)（見表1）。

2.培訓(xùn)課程的實(shí)踐

（1）維度一：如何更好地認(rèn)識和理解TPACK

教師整合技術(shù)的統(tǒng)領(lǐng)性觀念決定著在運(yùn)用信息技術(shù)時(shí)對教學(xué)策略的選擇，這不僅是對技術(shù)的選擇，更多的是如何用技術(shù)創(chuàng)設(shè)有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)活動(dòng)，因此概念引領(lǐng)必須放在模塊課程最前面。

TPACK認(rèn)知引領(lǐng)中，針對當(dāng)前多數(shù)教師缺乏整合技術(shù)的統(tǒng)領(lǐng)性觀念，訓(xùn)前提供給學(xué)員10篇相關(guān)TPACK的研究論文匯編，內(nèi)容涵蓋TPACK的溯源發(fā)展、發(fā)展現(xiàn)狀等。在學(xué)員閱讀論文基礎(chǔ)上，訓(xùn)中開設(shè)“物理教師TPACK結(jié)構(gòu)及其發(fā)展”等專家理論性講座，同時(shí)設(shè)置了認(rèn)知引領(lǐng)課“TPACK視角下的規(guī)律建立課”“TPACK視角下的規(guī)律應(yīng)用課”“TPACK視角下的模型建立課型”，在這三種觀摩課型中分別向參訓(xùn)學(xué)員展示如何用手機(jī)、VR、SolidWorks軟件結(jié)合白板來解決高中物理教學(xué)中的教學(xué)難點(diǎn)[6]，促成教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。在認(rèn)知引領(lǐng)觀摩課后進(jìn)一步組織學(xué)員進(jìn)行深度研討，通過對課例的分析、反思加深對TPACK概念的理解，通過間接經(jīng)驗(yàn)反思他人與自己的淺層認(rèn)知，學(xué)習(xí)正確的TPACK理念。

（2）維度二：如何在教學(xué)中更好地融合進(jìn)“學(xué)科化”的信息技術(shù)知識

在概念認(rèn)知引領(lǐng)的基礎(chǔ)上，通過“問題式深度研討”的方式[7]，依據(jù)Harris和Hofer提出的“TPACK in action”理論框架重視教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐，融入“學(xué)科化”的教育技術(shù)，從而在整合技術(shù)的物理教學(xué)策略以及整合技術(shù)的物理教學(xué)內(nèi)容方面對學(xué)員進(jìn)行集中強(qiáng)化培訓(xùn)。

在訓(xùn)前調(diào)研中確定教學(xué)展示主題為“平拋運(yùn)動(dòng)”，并要求參訓(xùn)教師準(zhǔn)備一份“平拋運(yùn)動(dòng)”教學(xué)設(shè)計(jì)。第一次研討中，在確定教學(xué)目標(biāo)后，重點(diǎn)討論教學(xué)重難點(diǎn)，及自己日常教學(xué)中的處理方式，并初步確定用以突破重難點(diǎn)的技術(shù)工具。然后，一方面讓學(xué)員帶著問題和自己的技術(shù)設(shè)想觀摩信息技術(shù)支持下的“平拋運(yùn)動(dòng)”示范課。示范課在交互式白板的基礎(chǔ)上，通過手機(jī)投屏將演示實(shí)驗(yàn)直接投放到白板，讓學(xué)生能夠更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，再通過放慢攝影幀數(shù)，解決傳統(tǒng)拍攝中由于速度太快而造成的拖影現(xiàn)象，讓學(xué)生可以從演示實(shí)驗(yàn)中清晰觀察到小球運(yùn)動(dòng)軌跡的形成過程。另一方面，讓學(xué)員帶著技術(shù)設(shè)想進(jìn)示范課堂，能夠讓學(xué)員在觀摩中就產(chǎn)生“頭腦風(fēng)暴”，也會(huì)有強(qiáng)烈的對比認(rèn)知，讓受訓(xùn)教師在“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”過程中對TPACK進(jìn)行潛移默化，在訓(xùn)后能有較為明顯的成果體驗(yàn)。

在評課議課環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)員圍繞學(xué)科內(nèi)容，利用信息技術(shù)有針對性地進(jìn)行教學(xué)重難點(diǎn)的突破，而并非“為技術(shù)而技術(shù)”。信息技術(shù)與課程的整合，重在如何利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境、引導(dǎo)思考，從而解決教學(xué)問題，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。之后才是引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行示范課中的技術(shù)學(xué)習(xí)，做到“先學(xué)科后技術(shù)”。

（3）維度三：如何將信息技術(shù)在教學(xué)中用得更好

在前面兩個(gè)維度之后，不讓培訓(xùn)停留在“聽和看”的層面上，更重要的是引領(lǐng)學(xué)員如何將信息技術(shù)在教學(xué)中用得更好。為了讓學(xué)員在小組集體備課中更好地進(jìn)行自我衡量判斷，課題組引進(jìn)Ruben R.Puentedura的SAMR模型[8]，根據(jù)培訓(xùn)需求調(diào)整制作TPACK發(fā)展自評觀察量表，幫助學(xué)員對教學(xué)設(shè)計(jì)中在技術(shù)的選擇應(yīng)用上進(jìn)行自我評價(jià)與修正。具體設(shè)計(jì)的自評觀察量表見表2。

在教學(xué)實(shí)踐中，我們采用同課異構(gòu)方式進(jìn)行，選定主題為“機(jī)械能守恒定律”。物理實(shí)驗(yàn)定律的驗(yàn)證方法可以多種多樣，就“機(jī)械能守恒定律”而言，可以通過自由落體、單擺、斜面運(yùn)動(dòng)等方法進(jìn)行驗(yàn)證。在分組進(jìn)行集體備課中，確定在教學(xué)設(shè)計(jì)中融入DIS技術(shù)，以尋求更為直觀簡便的方法。之后組織參訓(xùn)教師進(jìn)行相關(guān)技術(shù)學(xué)習(xí)，為學(xué)員講解DIS軟件基本功能及使用，以及常見DIS傳感器在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用，并在后續(xù)的教學(xué)實(shí)踐準(zhǔn)備自己選定的“機(jī)械能守恒定律”驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)實(shí)踐后及時(shí)組織參訓(xùn)教師對本組教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行反思深化。

在集訓(xùn)中進(jìn)行TPACK發(fā)展自評觀察量表使用指導(dǎo)后，培訓(xùn)第二階段的在崗研修中依舊沿用此自評觀測量表進(jìn)行自我發(fā)展。在崗研修階段，培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)選取部分學(xué)員進(jìn)行地區(qū)教學(xué)成果展示點(diǎn)評等。

三、中學(xué)物理教師TPACK發(fā)展培訓(xùn)實(shí)踐反思與建議

1.重注在物理實(shí)驗(yàn)資源整合中融合信息技術(shù)

在學(xué)科教學(xué)中融合信息技術(shù)，如何利用信息技術(shù)突出解決教學(xué)重難點(diǎn)是重中之重，其中不乏在物理（演示）實(shí)驗(yàn)中融合進(jìn)信息技術(shù)。在很多羞澀難懂的概念規(guī)律課中，演示實(shí)驗(yàn)就能得到很好的課堂實(shí)效。例如，在“牛頓第三定律”中，可以借助力傳感器，在“牛頓第二定律”中將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器換成光電門，在分析物體運(yùn)動(dòng)中利用Tracker軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)相對誤差的分析，在磁場分布中利用solidworks來構(gòu)建磁場模型，在演示實(shí)驗(yàn)中可以用手機(jī)攝像頭同屏推送以解決后排側(cè)邊位置學(xué)生看不清的問題。

2.關(guān)注專家名師的間接經(jīng)驗(yàn)，反思他人與自己的淺層認(rèn)知

在高中物理骨干教師培訓(xùn)教學(xué)實(shí)踐模塊中，培訓(xùn)者通過具體課例載體，邀請省內(nèi)外名師專家對相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行具體的教學(xué)策略探析，并通過示范課引領(lǐng)或者同課異構(gòu)方式進(jìn)行深度比較研究，讓參訓(xùn)教師對自身在具體課例中教學(xué)方式方法進(jìn)行反思。在學(xué)科教學(xué)中融合信息技術(shù)，最大的困難并非在信息技術(shù)的獲取，而在于教師能否有意識地進(jìn)行信息技術(shù)融合，因此有針對性地進(jìn)行認(rèn)知引領(lǐng)并學(xué)習(xí)他人經(jīng)驗(yàn)是發(fā)展TPACK的一條捷徑。例如在“平拋運(yùn)動(dòng)”課例中，我們將普通拍攝改成運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行拍攝，從而解決拖影問題，類似的應(yīng)用還可以放在斜拋、圓周運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒等課例中。

3.利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺以及自評觀測量表，進(jìn)行自主研修與評價(jià)

以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”形式在訓(xùn)中搭建學(xué)習(xí)共同體，將培訓(xùn)任務(wù)細(xì)致化到各項(xiàng)活動(dòng)中，促進(jìn)參訓(xùn)教師主動(dòng)重組自己原有知識結(jié)構(gòu)，在潛移默化中接受TPACK，實(shí)現(xiàn)學(xué)員間的協(xié)作成長。但是訓(xùn)后學(xué)員在相關(guān)方面的自主研修積極性不高，主要源于繁重的教學(xué)任務(wù)，并且整合技術(shù)的教學(xué)需要花費(fèi)較多的時(shí)間精力去認(rèn)真設(shè)計(jì)打磨，因此“訓(xùn)中激動(dòng)，訓(xùn)后不動(dòng)”的現(xiàn)象居多。為了培訓(xùn)效果能夠在訓(xùn)后的教學(xué)活動(dòng)中得到延續(xù)，學(xué)習(xí)共同體的建設(shè)是必要的。在訓(xùn)后依托省市名師培養(yǎng)工作室，基于網(wǎng)絡(luò)平臺及自評觀測量表，定期在平臺中共享新的相關(guān)文獻(xiàn)、開展主題式討論、新技術(shù)使用、相關(guān)教學(xué)研討等活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)研訓(xùn)一體化，促進(jìn)學(xué)員自我發(fā)展。

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[作者：林冰冰（1987-），女，福建福清人，福建教育學(xué)院理科研修部講師，碩士;鄭健（1981-），男，福建福州人，福州格致中學(xué)鼓山校區(qū)一級教師;柯曉露（1982-），女，福建安溪人，福建教育學(xué)院理科研修部講師，碩士;林艷欽（1971-），女，福建福州人，福建教育學(xué)院理科研修部講師，碩士。]

【責(zé)任編輯 ? 郭振玲】