馮志靜 馬燕

[摘要]結合教育信息化時代的現實需求和地理新課程特點，以及信息技術手段、教學內容和教學方法之間存在的不匹配性，需要引入TPACK整合理論指導教學設計。本文從地理學科視角，以“地貌”單元為例，研究技術、內容、教法的匹配，通過Google-earth等三維地圖展示不同視角、不同尺度縮放的三維地貌，借助疊加圖層將各類地理事物三維化，利用Arcgis、SmartArt、Photoshop等工具構建“五圖”教學法，精剪視頻增強情感共鳴，培養(yǎng)學生地理空間素養(yǎng)。以TPACK整合理論，構建基于TPACK的高中地理教學設計模型，以期該模型能為當前新課程的高中地理教學設計提供一些借鑒，促進信息技術與課堂教學深度融合，落實核心素養(yǎng)，達成有效教學。

[關鍵詞]TPACK；地理教學設計；模型

一、問題提出

教育信息化背景下，高中地理新課程要求教師將學科核心素養(yǎng)作為教學起點，采用信息技術手段構建真實情境，采用整合單元設計落實核心素養(yǎng)。地理學科特有的空間和時間延展性，學生認知水平的差異，迫切需要信息技術作為支撐，突破學生空間思維薄弱的難點。然而，信息技術的應用目前還存在“有形少實”的現象，內容、技術、教法存在不匹配的問題。

TPACK是Technological Pedagogical Content Knowledge 的縮寫，即整合技術的教學法知識，決定教師如何有效整合技術到課堂教學中，是數字化環(huán)境下學科教學設計發(fā)展新的思想架構。

TPACK是美國學者科勒（Koehler）和米什拉（Mishra）于2005年在舒爾曼（Shulman）提出的學科教學知識PCK的基礎上提出的，強調了學科知識、教學法知識以及技術性知識互動融合。[1]TPACK框架包含三個核心要素，即學科內容知識（CK）、教學法知識（PK）和技術知識（TK）；四個復合要素，即學科教學知識（PCK）、整合技術的學科內容知識（TCK）、整合技術的教學法知識（TPK）和整合技術的學科教學知識（TPACK），以及境脈因素（Context）。[2]境脈是指具體教學班級中的信息化教學設施、學生情況、班風等因素。[1]境脈的復雜性，讓教師只有在具體課堂教學實踐情境中，才能將TPACK各要素有機融合，設計出較優(yōu)的教學整合方案，因此TPACK更加注重實踐性。TPACK只有應用于教學設計才能充分體現其應用的價值。[3]

從中國知網搜索關鍵詞“TPACK”，外文學術期刊923篇，國內學術期刊891篇；Cite-Space軟件數據分析，聚合率為0.8731；高頻關鍵詞為整合技術的學科教學知識、信息技術、在線教學、師范生、發(fā)展路徑?？梢钥闯?，“TPACK”關注領域集中在教師的視角，而對具體應用研究較少。

作為一線教師結合自身教學，研究TPACK在具體學科中的應用，從整合的角度來考慮將信息技術與課程教學深度融合，克服技術、內容和教法的不匹配。本文以高中地理“地貌”教學單元為例，與“地貌”相匹配的LSV、Google-earth等三維地圖從不同視角、不同尺度縮放三維地貌，疊加圖層將各類地理事物三維化，結合視頻創(chuàng)設仿真現實情境，利用Arcgis、Surfer、Photoshop、SmartArt等信息技術工具構建“五圖”教學法，培養(yǎng)學生空間素養(yǎng)。整合內容、技術、教法，構建基于TPACK的高中地理教學設計模型。

二、基于TPACK的高中地理教學設計原則

為了更好地理解教學規(guī)律，確保教學設計的科學化，應遵循如下原則：

（一）整合化原則

整合化原則其核心概念是TK、PK和CK的有機融合，創(chuàng)造出TPACK整合技術的學科教學法知識。在教學設計過程中，從學科價值、思想和方法凝練核心概念，結合境脈（Contexts）中學生的真實和具體需求，跨單元、跨教材、跨學科、跨學段地整合教學內容、課程資源，突破教材自然單元的限制，實現目標和任務、情境和資源、活動和評價、檢測和作業(yè)的全過程調整和重構，賦予了教師更大的發(fā)揮空間。

（二）整體性小步遞進原則

整體性原則是將單元視為一個有機整體，改變學科知識點的碎片化。將教學中的各個要素看作一個整體，進行有效的整合，建構單元知識結構。在具體實施中，結合學生認知發(fā)展特點，堅持從簡單到復雜，從單一到全面，從培養(yǎng)到提升的小步遞進教學原則，以實現單元整體教學設計的最優(yōu)化。

（三）技術合理性原則

學校擁有的軟硬件、教學場所條件，不同學生主體、教學內容的表征，需要不同的教學技術支持。教師有針對性地選擇合適的教學技術，以達到技術合理性原則。

（四）映射原則

根據學生的特點、需求和背景，選擇合適的教學方法和教學資源，讓學生能夠將所學知識映射到實際生活中，激發(fā)學生的學習興趣和動力。相應信息技術支持特定教學方法的知識，實質是教學方法的技術映射。

（五）可接受性原則

最近發(fā)展區(qū)理論要求在教學內容的安排和課時分配時考慮學生的身心發(fā)展，確保學習任務在難度上符合學生的才能水平，能夠被接受，但又有一定難度，需要努力才能夠完成，這樣可以促進學生的成長。

三、基于TPACK的高中地理教學設計模型

模型是經驗的抽象集合，其作用在于把一個抽象的概念具象化?；赥PACK的高中地理教學設計模型，是以TPACK為核心理論，OBE教育理論[4]、建構主義學習理論、信息加工理論、反饋提取認知理論、SOLO分類理論[5]、最近發(fā)展區(qū)理論等為基礎，并通過教學實踐進行驗證，包括前期分析階段、中期設計開發(fā)階段、后期實施和評價階段。設計模型具體分析以“地貌”單元為例（模型如圖1）：

（一）前期分析階段

前期分析主要包括CK教學內容分析、PK學情分析、物理教學環(huán)境和TK分析。

教學內容CK分析：依據高中地理課程標準、課標解讀、人教版教材等進行單元內容的整合；以OBE教育理論為依據，逆向思維，反向設計；以核心素養(yǎng)“人地協(xié)調”為出發(fā)點，確定單元主題：地貌與人類活動，引導學生關注地貌與人類活動之間的相互作用。提取大概念：地表形態(tài)的變化。

學情PK分析：利用問卷星（TPK），對初中地理知識和已有生活經驗問卷，根據統(tǒng)計數據快速得到精準學情PK。

物理教學環(huán)境和具體學科TK分析：TK是情境創(chuàng)設的必要條件，需要學校的信息技術條件和網絡支撐。學校的教學場地和教學設備良好，直接關系教學活動的正常進行?！?S”技術發(fā)展，讓地理學科突破空間限制，極大豐富了地理資源。希沃白板的交互性，讓課堂評價更為及時，為高效課堂的“教-學-評”注入活力。利用學生終端和網絡平臺，構建線上線下混合教學，利用在線網絡和地理課程資源，構建開放式的地理課堂教學。

（二）中期設計開發(fā)階段

整合課標、教材、與內容相關的課程資源，確定單元教學目標、素養(yǎng)目標，構建單元知識結構，結合學業(yè)質量水平分級、學科核心素養(yǎng)分層進階，遵循整體性小步遞進原則，確定課時分配和課時學習任務（即學習目標）。

針對分課時特定內容CK，進行TCK、PCK、TPK分析：

1.設計教學內容CK：教學目標、素養(yǎng)目標、重難點。信息時代，培養(yǎng)核心素養(yǎng)以應對未來的不確定性。在選擇整合內容時，以學科素養(yǎng)為導向，根據教材和學習資源進行整合。在教學設計中同時考慮明線學科內容主線和暗線學科素養(yǎng)的明暗雙線設計策略。

2.設計學習內容CK：以“學習任務單”形式設計。學習任務表單包括四個要素：學習任務，即問題鏈（PCK）；學習資料、活動（TPK、TCK）；學業(yè)質量評價標準（PK）；自評（PK）。以TPACK整合理論為依據，選擇CK、PK、TK的匹配和TPK、TCK、PCK、TPACK的整合。

3.開發(fā)整合

基于前期分析和中期設計兩個階段，重點在于選擇合適的教學資源。整合各類資源進行二次加工，制作、開發(fā)各種輔助學習資源，如微課以及整合各種文本、圖片、動畫、視頻的教學課件。此次開發(fā)充分展示TPACK的整體性，關注TPACK核心要素的節(jié)點。

利用教師獨特的教學經驗，將學科知識轉化成易于學生理解的表征形式的PCK知識。利用技術對網絡和課程教學資源二次加工TCK知識，如利用網絡視頻資源、錄屏、視頻剪輯制作視頻；利用地理數據庫、Arcgis等制作地圖；利用網絡、Photoshop處理圖片；Google-earth時空轉換，高度配置地形剖面圖真實體驗身臨其境地貌特征；利用Google-earth圖層疊加地圖和圖片，實現地理事物的三維化；包括地貌演變過程動畫的制作；用百度識圖功能，尋找最清晰的圖片；統(tǒng)計數據的可視化圖表。基于學情分析，培養(yǎng)空間思維“五圖教學法”的TPK知識。整合各類資源，TPACK知識，制作出PPT課件。

（三）后期實施和評價（TPACK）

實施階段是指充分運用各類教學資源，借助信息技術手段，結合境脈，根據教學設計開展教學活動，實現人才培養(yǎng)目標。

1.教學流程：

課前微課：觀看微課視頻→完成自學學習任務單→問卷星測試。

課中：情境導入→問題鏈→小組合作探究→協(xié)同繪制思維導圖。

情境導入PK分析，建構主義認為，知識的理解不可能脫離具體的情境。學習過程中，情感與認知同樣重要，有效的學習應該“知情意行”結合，創(chuàng)造一種良好的情感體驗，激活情感，提高學習效率。

問題鏈PCK分析：提取思維信息加工理論和反饋提取的認知理論認為，每個提取過程都能改善記憶、重建認知。進階式問題鏈，將學生逐步引向深度思考，促進知識的提取。通過提問、歸納、畫思維導圖等方式，引導學生自主、深入地進行知識提取和建構。問題串的集成就是對核心素質的培育，地理思想的養(yǎng)成?；谡w規(guī)劃，小步遞進。問題鏈的設計具有層級性和進階性特點。

小組合作探究PK分析：維果茨基認為，人的高級心理機能是在活動和社交互動中發(fā)展起來的，語言對思考與社交影響很大。以“小組學習”活動為基本單位，構建學習共同體。小組成員共同協(xié)作、討論、發(fā)言等方式將思想外顯化；同時，教師傾聽，了解學生思維結構層次（SOLO理論），精準把握學情。

繪制思維導圖PK分析：知識可視化、結構化。

以認知負荷理論和圖式理論的信息加工理論為依據，知識可視化可以降低學生的認知負荷。運用思維導圖工具梳理知識關系，生成知識可視化、結構化，有效促進“組塊化”。

課后：拓展提升。

2.學習評價：

以評促學。課前，問卷星平臺完成自評。課中，學習任務單中學業(yè)質量標準自評和互評；根據SOLO理論五個思維結構層次（前結構、單點結構、多點結構、多聯結構、抽象拓展結構）及時對學生的課堂答題和思維導圖作出評價。評價體系嵌入學習全過程，通過學習任務單，實現全程導航，構建多元評價體系。

3.教學反思：

通過課堂實錄，利用OKC軟件分析，得到課堂TK、CK、PK、PCK、TCK、TPACK分析數據，以反思改進教學設計。

教學設計模型最大優(yōu)勢在于其結構化的框架，通過結構化方式確定教學目標并確保所有教學活動都能實現該目標，可以高效實現預期的教學效果達成有效教學。

四、結語

基于TPACK的高中地理教學設計模型建構，從課堂視角看，信息技術與課堂教學深度融合，落實核心素養(yǎng)，達成有效教學；從學生視角看，激發(fā)興趣、提高思維層次和學業(yè)成績（實驗組與對照組對比）；從教師視角看，在設計和實踐中發(fā)展了教師的TPACK水平。本文主要探索基于TPACK的高中地理教學設計模型，希望對新課程下課堂改革和提高教學質量有一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]徐鵬，張海，王以寧，劉艷華.TPACK國外研究現狀及啟示[J].中國電化教育，2013（9）：112-116.

[2]袁智強.數學師范生整合技術的學科教學知識（TPACK）發(fā)展研究[D].上海：華東師范大學，2012.

[3]李惠芳，代紅兵，李嘉怡，馮煥華.基于TPACK 框架的教學設計模式研究[J].中國教育信息化，2017（4）：56-59.

[4]姜波.OBE：以結果為基礎的教育[J].外國教育研究，2003（3）：35-37.

[5]孫瑩.高考生物全國卷科學思維考查情況分析[D].江蘇：南京師范大學，2020：7.

作者簡介：

馮志靜（1969.1-），女，漢族，四川成都人，碩士，中學高級教師，研究方向：教育技術應用研究；

馬燕（1960.10-），男，回族，云南昭通人，博士生導師，教授，研究院院長，研究方向：智慧教育與評價，社會網絡分析等。