朱曉軍 季彥呈 邱恭安 吉曉東 曹娟 金麗 劉敏 段瑋

摘 要：文章探索了在“新工科”背景下，“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程的TPACK框架模式，以期通過模型框架的建立，促進TPACK在“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程中的應(yīng)用，以解決教學過程中出現(xiàn)的“教”與“學”的問題。本框架模式的實行有利于改變傳統(tǒng)的教學模式，拓寬TPACK理論模式在工科實踐類課程中的應(yīng)用，為相關(guān)應(yīng)用實踐類課程的TPACK模式提供參考和建議。

關(guān)鍵詞：新工科;TPACK框架模式;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);教學改革

0 引言

2017年以來國家大力推進新工科的建設(shè)。發(fā)布了《關(guān)于推進新工科研究與實踐項目的通知》《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》等通知[1]，全方位的探索具有領(lǐng)跑全球工程教育的教育模式，培養(yǎng)工程化人才，助力教育強國戰(zhàn)略。

課程改革是高等教育改革中的重要環(huán)節(jié)，直接決定了高等教育人才培養(yǎng)方向和培養(yǎng)內(nèi)容。隨著5G技術(shù)的大量普及和應(yīng)用，如何將信息技術(shù)和單一課程相結(jié)合，實現(xiàn)有效的教學成為一項艱巨的任務(wù)。尋求“新工科”背景下的新型教學模式和教學方法成為高校教師迫在眉睫的擔當和任務(wù)。2005年，Koehler等人提出了整合技術(shù)的學科教學法知識（Technological Pedagogical Content Knowledge，TPACK）。即將先進技術(shù)融入具體的課程內(nèi)容、教學知識點以及教學方法過程中，使得課程具備情境性、動態(tài)性和綜合性等特征。此框架提出后受到了研究國際教育技術(shù)和教師學者們的高度關(guān)注，是現(xiàn)代高等教育的發(fā)展趨勢。最初TPACK理論主要用于新教師發(fā)展策略研究，TPACK 理論的實踐價值之一在于對教師培訓過程中使用信息化知識并對其進行相關(guān)培訓。隨著TPACK理論研究的逐漸深入和應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴大，學科化的TPACK理論研究也在不斷發(fā)展[2]。

目前TPACK模式的相關(guān)研究文章主要集中在教育技術(shù)類[3]、計算機教育類、教學和教師發(fā)展類。課程也主要集中于大學英語、數(shù)學等基礎(chǔ)理論課程的研究[4]。而在面向普通本科應(yīng)用實踐類課程，尤其如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)這類和現(xiàn)代通信技術(shù)結(jié)合很緊密課程相關(guān)的TPACK模式研究較少。因此，本課題將TPACK模式應(yīng)用于“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程中，在“新工科”背景下，將現(xiàn)代信息技術(shù)與“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程相整合，研究應(yīng)用實踐課程的TPACK教學模式。將有助于改變傳統(tǒng)的教學模式，為“教”與“學”提供一種新的教學模式和理念。有利于豐富TPACK理論模式，拓寬在其實踐類課程中的應(yīng)用，為相關(guān)應(yīng)用實踐類課程的TPACK模式提供參考和建議。

1 教學中存在的問題

信息技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)深刻影響到人們的生活和學習，將對教育產(chǎn)生深刻的影響。高等教育也將面臨巨大的機遇和挑戰(zhàn)?！敖獭迸c“學”的問題也將隨著信息技術(shù)的發(fā)展發(fā)生變革。我們在信息技術(shù)與學科課程整合方面的研究工作已經(jīng)十余年，但還是主要集中于理論研究方面，結(jié)合到具體的課程教學的實踐應(yīng)用研究比較少。如何在“新工科”背景下，將學科課程的整合落到實處，推動教學模式改革，激發(fā)學生的主動性、積極性與創(chuàng)造性， 持續(xù)提高課程教學質(zhì)量和教學效果，培養(yǎng)高校專業(yè)人才的創(chuàng)新精神與實踐能力，是教育工作者需要一直思考的問題。

2 課程教學改革模式的思考和探索

“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程是一門交叉學科，本身與計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)、電子、半導體等技術(shù)知識密切相關(guān)。而對于信息通信類專業(yè)學生來說，他們的課程設(shè)置一般過于重視通信類相關(guān)課程，而對于計算機、算法、傳感器等類課程重視度不夠。在學習過程中，學生對課程的學習和掌握將會有一定的難度。因此，在“新工科”背景下，針對“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程在教學中遇到的一系列問題，根據(jù)“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程相關(guān)內(nèi)容，設(shè)計了TPACK的框架模式，現(xiàn)對其框架內(nèi)容分別進行了說明。

（1）技術(shù)知識（TK），包括關(guān)于技術(shù)本身的專業(yè)知識資源，如專業(yè)研究方向、學術(shù)背景等。同時包括新型信息技術(shù)的應(yīng)用，如動畫制作、數(shù)據(jù)處理、多媒體平臺的使用等。此外還包括在教學中如何運用技術(shù)知識資源，如微課、PPT等課件的制作技術(shù)等。

（2）教學知識（PK），是教學模式、方法、教學策略與技巧、課堂的組織與管理等方面的內(nèi)容。包括教學基本的理論知識和實踐經(jīng)驗。教學方式現(xiàn)有線上和線下兩種。不管是線上還是線下，相關(guān)活動發(fā)表觀點的生成性資源都是教學法知識類資源的有效來源。

（3）內(nèi)容知識（CK），主要是關(guān)于“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程相關(guān)專業(yè)知識資源。包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)的組成、各部分的特征參數(shù)和原理、通信協(xié)議、通信軟件和硬件、發(fā)展趨勢以及研究前沿等內(nèi)容。需要指出的是，內(nèi)容知識要突出資源的時效性和實踐性。

（4）教學內(nèi)容知識（PCK），是如何選擇恰當?shù)慕虒W法對課程相關(guān)知識進行合理表現(xiàn)，即具體的學科內(nèi)容怎么教。對于教學內(nèi)容資源，可依托課程教研室為主體，以相近學科專業(yè)內(nèi)容對具有課程教學法進一步組織提升，通過講課比賽、說課等相關(guān)活動凝練教學內(nèi)容、打磨課程體系。

（5）技術(shù)內(nèi)容知識（TCK），是技術(shù)如何與課程內(nèi)容知識兩者相互作用、相互影響。包括兩類資源：①以課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，技術(shù)如何表現(xiàn)課程內(nèi)容，呈現(xiàn)教學資源，如相關(guān)教學軟件的開發(fā)、設(shè)計等。②以技術(shù)為基礎(chǔ)，新興技術(shù)對課程內(nèi)容的影響，如大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)等技術(shù)的涌現(xiàn)，也促成了相關(guān)學科產(chǎn)生了新的課程內(nèi)容和相關(guān)技術(shù)知識。技術(shù)內(nèi)容知識資源是在了解技術(shù)知識的基礎(chǔ)上，將技術(shù)應(yīng)用于課程教學的內(nèi)容而引發(fā)教學內(nèi)容的變化。

（6）技術(shù)教學知識（TPK），不僅包括技術(shù)用于相關(guān)課堂組織、內(nèi)容、管理等的相關(guān)資源，也包括技術(shù)對教學策略、教學方法的改進等。還包括技術(shù)和教學法相互作用下產(chǎn)生的新的教學法，如混合式教學法等。

（7）技術(shù)教學學科知識（TPAK），是教師掌握技術(shù)與課程內(nèi)容，進行教學深度融合的相關(guān)知識資源，是改變傳統(tǒng)教學模式，提升學習效率的主要體現(xiàn)。

在TPACK框架模式中，PK、TK和CK為三類知識，以及這三者之間相互交叉融合產(chǎn)生的PCK、TCK、TPK、TPACK四類知識。TPACK模式涉及了教學方法、學科內(nèi)容以及現(xiàn)代信息化技術(shù)等三要素，其不是將這三種知識進行簡單的疊加或組合，而是要將現(xiàn)代技術(shù)融入具體的學科教學內(nèi)容以及教學方法之中，根據(jù)課程的要求以及學生的培養(yǎng)要求對TPACK模型三類知識進行有效的融合。需要強調(diào)的是，TPACK 框架是基于整合的視角，其強調(diào)課程內(nèi)容、教學法和技術(shù)三方面知識進行動態(tài)的平衡與相互作用，可以根據(jù)實際教學模式和教學內(nèi)容動態(tài)調(diào)整三方面技術(shù)知識以提高教學質(zhì)量，提高學生學習的積極性和主動性，使得從呆板的教學模式改變?yōu)殪`活多變、適應(yīng)性更強的教學模式。

根據(jù)“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程所面臨的問題，可以將TPACK模型中學科內(nèi)容、教學法和技術(shù)等三種知識要素進行有機融合。根據(jù)學生班級情況、學生接受程度、知識背景等不同類型調(diào)整TPACK框架中各知識元素的比例，實現(xiàn)“定制”教學內(nèi)容，提高學生的學習積極性。因此，TPACK 框架涵蓋了“新工科”背景下，信息化環(huán)境下教學的全部核心要素，是對教師所應(yīng)具備知識的高度概況，體現(xiàn)著信息化環(huán)境下教師的專業(yè)能力和整體教學水平。

3 結(jié)語

針對“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程在教學中遇到的一系列問題，本文探索了在“新工科”背景下，“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程的TPACK框架模式，以期通過模型框架的建立，促進TPACK在“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”課程中的應(yīng)用，以解決教學過程中出現(xiàn)的“教”與“學”的問題。此外，希望這種模式的結(jié)合，能夠促進對于“新工科”新型混合教學模式的探索，提高工程類相關(guān)課程的教學質(zhì)量，為培養(yǎng)新一代的新工科人才做出貢獻。

[參考文獻]

[1]劉吉臻，翟亞軍，荀振芳.新工科和新工科建設(shè)的內(nèi)涵解析—兼論行業(yè)特色型大學的新工科建設(shè)[J].高等工程教育研究，2019（3）：21-28.

[2]蔡敬新，鄧峰.“技術(shù)-教學-學科知識”（TPACK）研究：最新進展與趨向[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2015（3）：9-18.

[3]陳燕，蔡麗莉，鄭青，等.TPACK知識的學習對臨床教師教學能力提高的影響[J].中國高等醫(yī)學教育，2017（2）：1-2.

[4]陳林林.基于TPACK框架的商務(wù)英語視聽說課程學生4Cs能力培養(yǎng)[J].文教資料，2020（2）：216-218.

（編輯 傅金睿）