在舒爾曼的“學科教學知識（PCK）”基礎上形成的“整合技術的學科教學知識（TPACK）”已被教育學界所接受，并逐漸成為建構和考量教師專業知識的一個“理論量标”和教師專業發展的重要内容；如何有效地促進教師TPACK的發展已成為教育理論研究和實踐應用的熱點問題。本研究以TPACK理論為基礎，以微課開發項目為案例，通過訪談、參與式觀察、問卷調查等考察、分析了參與此項活動的師範生的TPACK發展：通過微課開發活動他們的TPACK發生了什麼樣的變化？微課開發從哪些方面促成了這些變化的産生？影響他們TPACK發展的因素有哪些？研究結果表明：基于學科知識教學的微課開發活動能夠有效促進師範生在教學設計中整合技術的意識以及知識和能力的形成與發展。
【關鍵詞】師範生；整合技術的學科教學知識；TPACK；微課開發；案例研究
【中圖分類号】G434【文獻标識碼】A【文章編号】1009-458ｘ（2018）3-0021-06
一、問題的提出及研究假設
教育信息化的全面推進使得運用信息技術于教學的能力日漸成為教師開展教學活動、提高教學效率和效果的基本素養。在舒爾曼的“學科教學知識（PedagogicalContentKnowledge,PCK）”基礎上發展而來的“整合技術的學科教學知識（Techno⁃logicalPedagogicalContentKnowledge,TPACK）”理論為教師的學科内容、教學法和教育技術的整合能力之建構和發展提供了基本的思路和框架。自2005年Mishra和Koehler正式引入“整合技術的學科教學知識”這一術語并将其作為一個概念框架用來描述教師運用技術進行教學的知識基礎以來，TPACK逐漸成為教育技術學、課程與教學論及教師教育領域關注的熱點問題，相關研究不斷湧現并呈現逐年增加趨勢，視點主要集中在框架的理論分析及在職教師TPACK水平的測量上，較少讨論TPACK的發展策略，尤其是師範生TPACK的發展策略。與此同時，教育信息化的推進使得作為一種新型教學形式的“微課”在教育實踐領域大量湧現，并以其“短小精悍”的特點迎合了當前快節奏的學習生活，适應了學生個性化學習的需求。然而，在這種看似繁榮的背後微課發展也表現出一些消極特征，陷入“認識誤區、設計與創作誤區、應用與評價誤區、培訓與研究誤區(鄭小軍，2016)”等多重誤區之中。究其原因，缺乏科學的理論指導應該是根源。
基于對上述兩個問題的思考，本研究嘗試通過案例研究對師範生的微課開發活動進行考察，重點考察師範生在微課開發項目中做出教學設計的決策時其整合技術的意識和知識能力發生的變化。為此，研究者提出了五個初步假設，包括四個解釋性假設及一個競争性假設：
假設一：微課開發活動能夠促進項目參與者依據教學境脈選擇、使用和調整教學所需技術工具的能力的發展。
假設二：微課開發活動能夠促使項目參與者認識到教學中技術整合的意義，提高其運用技術的舒适度，形成在教學中主動整合技術的意識。
假設三：微課開發活動能夠促進項目參與者對技術運用于教學的效果進行評價和反思的能力的發展。
假設四：項目參與者當前的技術水平、微課開發的主觀意願、教育教學知識背景、相關資源的可用性等因素會影響其TPACK的發展。
假設五：師範生TPACK的發展并非受到微課開發活動的促進，而主要受到師範教育和專業培訓、其他教學實踐及其他外部條件的影響（競争性假設）。
二、研究設計及實施
（一）研究方法
研究主要采用嵌入性多分析單位的單案例研究，對象為某師範大學物理教育專業的8位大二師範生，通過組織開展一系列微課開發活動考察參與者TPACK及其各個因子水平發生的變化。案例研究作為一種混合型的研究方法需要綜合運用多種資料收集技術或手段，本研究具體運用了深度訪談和參與式觀察。其中，兩輪深度個人訪談參考了埃文·塞德曼在其著作中建議的一種基于現象學的三輪訪談序列（埃文,2009pp.17-29）并加以改造。第一輪訪談主要了解項目參與者的技術、教學法和學科知識的獲得經曆以确定他們TPACK的先期水平；第二輪訪談讓項目參與者重述他們在微課開發過程各個階段的細節，以深入了解他們在意識、理念、态度和行為等方面的細微變化。參與式觀察則得以使研究者以參與者和觀察者的雙重身份進入微課開發的活動現場，組織、引導活動的開展并收集翔實的資料。為驗證案例研究的結論，提高研究結論的内在效度，本研究也采用了少數量化研究作為補充。
（二）活動建模
為有效開展微課開發活動，幫助項目參與者有序學習和掌握與微課開發有關的知識與技能并逐步發展其TPACK水平，研究者參考“基于項目的學習模式”和“任務驅動式教學”的方法特點并結合課題的現實條件和參與者的狀況，設計了本課題的“微課開發活動模型”（見圖1）。活動要求每個參與者設計、制作和展示一堂微課并參與其他組員的集體備課和評價交流。這樣做的好處在于每個組員都有自己的活動主題——設計并主講一堂微課，同時也有機會與其他組員讨論、交流、學習。如此，他們既能就自己主講的微課傾聽别人的想法，也能就他人的微課分享自己的心得體會或提出自己的意見。
圖1微課開發活動模型（三）資料分析技術
作為一項嵌入性多分析單位的單案例研究，本研究的思路和分析路徑适用于羅伯特·K.殷所說的“匹配特定邏輯模型”的分析技術。結合殷提出的第四種“項目層面的邏輯模型（殷,2014,p.163）”，研究者設計了适用于本研究技術分析的邏輯模型，如圖2所示。具體的資料分析工具則使用了當前比較流行和适用的質性資料分析軟件Nvivo11.0，用于研究資料的初期整理、登錄和歸類，并在對錄音轉錄文本、研究劄記、備忘錄進行編碼的基礎上完成對資料的初步分析和解讀，如編碼參考點聚類分析、圖表統計等。
（四）研究曆程
1.招募參與者
采用招募的形式，從某師範大學物理教育專業大二學生中招募了8位志願者并按照每人所選課題的知識類型分成兩個小組：CT組（conceptionandtheo⁃ry,概念原理組）和PS組（problemsolving,問題解決組），每組4人，每人負責一個主題的設計、制作和展示并參與其他組員的集體備課和作品評價活動。活動開展前參與者填寫了一些調查表格，包括《個人背景信息表》《技術運用舒适度調查表》《學習者中心信念調查表》。表1顯示，微課開發活動開展之前，項目參與者整體的技術運用舒适度中等偏低，技術素養自我評價較低（小張除外）。
圖2研究資料分析技術邏輯模型圖
2.進行兩輪個人深度訪談
在微課開發活動開展之前，根據事先設計的《第一輪訪談提綱》對所有參與者進行個人訪談，以了解其先前與技術整合相關的知識背景，初步确定其TPACK先期水平。具體内容包括：先前的學科、教學法、技術及其整合的水平；已形成的教學信念；過往經曆對本次活動的影響。在微課開發活動結束之後，對參與者實施第二輪個人訪談，其目的在于了解和把握參與者在參與本活動之後其TPACK水平（包括TPACK的七個因子）的發展狀況。具體内容包括：參與者回顧微課開發的過程，包括設計—制作—運用—修改這一循環中的細節；參與者在TPACK七個因素的發展上獲得的體驗；參與者的TPACK在本研究主要分析指标上顯現的變化。
3.參與式觀察
這一過程是與項目參與者的微課開發循環活動同步開展的。研究主持者首先作為一個微課開發技術的指導者和評價者參與整個活動過程，同時也作為一名現場觀察者收集資料并尋找項目參與者TPACK發展的有效證據。微課開發循環是本研究活動部分的主體，包括設計、制作、展示評價、修改提交四個主要環節。在此過程中，每位參與者在自己的小組中主持一次集體備課、一次微課作品展示，并參與其他組員的微課作品欣賞和評價活動。
4.資料編碼和分析
本研究采用了Miles所提出的“預建式”編碼方式（Miles,2015,pp.82-87），即根據TPACK框架結構預先建立一套初始代碼清單，并在資料整理和分析過程中根據實際情況做了多次調整和修改。同時，代碼方案還參考了Cavin的編碼方案（Cavin,2007,pp.173-174），并結合《中小學教師教育技術能力标準（試行）》（教育部,2004）予以修訂而成。采用Nvivo軟件對各級節點進行編碼，可以對研究資料進行有意義的分割和歸類。同時，軟件統計得到的不同節點上的編碼參考點數量也可反映出項目參與者在相關技術整合維度上的關注熱度和發展程度，從而為其TPACK水平的發展提供證據。
編碼方案共分兩個主要部分，即TPACK部分和相關因子部分。在每一次活動結束之後，研究者快速将訪談錄音或觀察結果轉錄成文本，并根據已得到的文本調整和修改訪談提綱和觀察視點。同時，将文本作為“材料來源”導入Nvivo資料庫中，參照編碼方案嘗試對文本材料進行初步的整理和編碼，并進一步根據資料編碼情況及時修正編碼方案。在完成所有材料的整理和編碼工作的基礎上，運用Nvivo軟件對研究資料進行歸類，并嘗試解釋所獲資料與TPACK各因子水平之間的關系，以此尋求參與者TPACK得到發展的各種證據并辨識影響發展的各種因素。
①為保護個人隐私，參與者姓名均采用化名；技術素養自評分取值範圍為1－10，學習者中心信念取值範圍為18－72。
三、研究結果分析及研究結論
（一）研究結果分析
1.TPACK節點的産生及其分析考察TPACK的發展主要從思想與意識、知識與能力、應用與創新、社會責任四個方面進行。本研究設置與此相應的4個一級編碼，并分别設置了相應的二級編碼17個和三級編碼9個，共計30個編碼節點。一級節點及其下屬二級節點的編碼參考點數如表2所示。
從表中各節點的參考點數分布情況并結合具體參考點的文本理解，可以看到：
（1）思想與意識。本一級節點參考點數共計145個，表明通過微課開發活動項目參與者的技術整合思想與意識有了很好的發展。其中，對于“教學中技術整合影響因素”的認識發展最為明顯。通過文本解讀我們發現，該節點的編碼參考點主要分布在參與者當前的技術水平、主觀意願、技術設備的可用性等内容上面，分别有參考點數17個、25個、28個，這一點正好驗證了我們的研究假設四。同時，“技術運用重要性的認識”“主動整合技術的意識”兩個節點上參考點數也相對較多（假設二）。細讀文本，我們也發現，在集體備課和微課作品點評等環節，參與者經常提出一些有關技術運用的看法，如：某項技術比其他同類技術更好用，某個重點或難點用某種技術（如視頻、動畫等）來突破比較好，等等。
（2）知識與能力。相較前一個一級節點，本一級節點上參考點數更多，達到335個。這表明參與者在整合技術于教學的知識與能力方面發展十分顯著。具體而言，首先，參與者在“對微課的認識以及微課設計方法的掌握”方面有了很大的發展，共計191個參考點，且主要分布在對微課内涵和特點的理解、微課開發的理論基礎、微課選課、時間分配、導入、重難點突破等方面。其次，參與者在對微課中技術整合效果的“評價與反思”上有參考點數62個，表明他們能夠積極主動地對自己和組員的微課設計方法和過程進行評價，對技術整合的效果進行反思（假設三）。最後，參與者在“選擇技術工具”“調整技術工具的運用方式”兩個節點上也有大量的參考點，分别為35和47個。這一結果反映出參與者比較關注微課開發中技術工具的選擇和運用，以及依據教學境脈來改變和調整技術運用的方式和策略（假設一）。
（3）應用與創新及社會責任。參與者在這兩個一級編碼節點上分布的參考點非常少，一共隻有17個。這一點與活動設計有一定的關系。由于微課開發活動方案隻對參與者的微課設計、制作、修改、評價等環節提出要求，并未涉及微課作品的實踐運用，故參與者在這兩個方面的知識水平并沒有得到顯著發展。
2.TPACK相關因子水平的發展
TPACK框架是一個整體，TPACK水平的提高也與其三個基本因子和三個複合型因子水平的發展有着密切的聯系。TPACK相關因子部分主要包括三個基本因子和三個複合型因子。前者包括技術知識（TechnologicalKnowledge,TK）、教學法知識（PedagogicalKnowledge,PK）和學科内容知識（ContentKnowledge,CK）三項内容共計11個一級編碼；後者包括學科教學法知識（PCK）、技術教學法知識（TechnologicalPedagogicalKnowledge,TPK）和技術學科知識（TechnologicalContentKnowledge,TCK）三項内容共計20個一級編碼，不設二級編碼。為了找出在微課開發過程中與師範生TPACK發展相關度較高的因子，研究者采用Nvivo軟件中的聚類分析對TPACK因子與其他相關因子的相關度進行了分析（分析結果見表3）。
表3顯示，TPACK因子與PCK和TPK兩個因子的Pearson相關度和Jaccard相關度均為極強，而與CK、TK、PK、TCK四個因子的Jaccard相關度都不強，尤其是在TCK指标上為弱相關。這一聚類分析結果表明，在微課開發活動中，參與者TPACK的發展與他們的PCK和TPK兩種知識的發展有較強的聯系。（1）PCK編碼參考點及分析。本節點主要用于考察參與者物理教學法知識的發展程度，包含6個一級編碼節點（各節點的參考點數量彙總見表4）。
從表4可以看出，PCK節點共編碼123個參考點，主要分布在“知識點講解方式”“辨識重難點”“個性化的物理教學體驗”三個節點上，而在其餘三個節點上分布較少。結合文本解讀我們發現，幾乎在所有的集體備課中，參與者們都花費大量的時間（将近三分之一）用于探讨某個知識點應如何講解。這足以說明師範生對這個問題的重視程度，同時也反映出他們實際教學經驗的缺乏，對于知識點傳授方式和方法的把握還很欠缺。同樣，他們也對某個教學内容中哪個知識點或某個知識點的哪個方面是重點或難點拿捏不準，經常就重難點的确定展開讨論。
“個性化的物理教學體驗”是本研究确定的一個資料編碼關鍵詞，特指某位參與者在微課開發過程中經常用的能代表他（或她）對物理教學認識的話語，也就是陳向明教授（陳向明,2001,p.284）所說的“本土概念”。參與者在這方面取得的進步尤為可貴，收集的資料也從不同的角度折射出參與者對于物理教學獨特的理解和闡釋形式，這是他們的物理學科教學法知識水平得到提升的顯著标志（表5列舉了這些個性化認識及出處和頻次）。表5微課開發項目的“本土概念”本土概念物理是一個思想物理是假設出來的你不是自己在做題你要把它（指微課）當作一種藝術品來做“要給學生一杯水，自己要有一桶水”
（2）TPK編碼參考點及分析。TPK節點主要用來考察參與者“對具體技術應用時教學與學習如何改變的一種理解（全美教師教育學院協會創新與技術委員會,2011,p.24）”，共含編碼參考點85個，分布情況如表6所示。
從參考點分布看，“技術運用方式”“處理技術故障”是參與者的主要關注點。這說明他們對于教學中的技術運用還不是很熟練，缺乏實踐經驗。這一點在文本解讀中也多次得到驗證。“提升技術運用舒适度”的編碼次數也較多，說明參與者的“技術運用舒适度”有所提升。這一點可以通過《技術運用舒适度》前測和後測數據的比較得到驗證。微課開發活動開展前，參與者的“技術運用舒适度”總值為292，均值為36.5，活動結束後總值和均值分别提高到492和53.62。在“技術工具的運用”上，WWW、PPT、Excel、Flash、Camtasia（計算機錄屏和視頻編輯軟件）、NoBook（物理虛拟實驗室軟件）這幾個工具運用的總值和均值的前值分别為309和51.5，後值分别為446和74.33，活動後的總值和均值較活動前均有較大幅度提升（假設二）。
3.關于競争性研究假設
針對競争性假設（假設五），研究者在個人訪談和集體讨論和交流時加入了這樣一些問題，包括：
•你（們）目前已經修學了哪些與物理教學或教學法有關的課程？
•你（們）是否參加過與物理教學或物理教學技術有關的培訓？
•在下半年教育實習開展之前你（們）做了哪些教學實踐工作？
•迄今為止，學校是否要求你們學習某門與技術整合有關的課程或參加某項與教學技術運用有關的活動？
①分析數據集采用“節點”，聚類的依據為“編碼相似性”。
對于問題一參與者表示：根據學院安排，“需要到下個學年（大三）才會開設教學法方面的課程”。對于問題二參與者表示：“沒有”。當問及原因時他們有這樣一些回答：“學院沒有組織過這樣的培訓活動”，“課程安排很緊，必修課、選修課、校選課等課程把時間都占用了”。對于問題三參與者表示：要到下個學年度才會開展教育實習，而且之前會有專門的備課和試講等工作，所以并沒有提前做這方面的準備。對于問題四參與者表示：根本沒有這樣的課程，連“技術整合”“技術運用”這樣的詞語也是在參與本項目活動之後才開始接觸到。歸納上述問題及參與者的回應我們認為：參與者TPACK及相關因子的發展與他們已受師範教育和專業培訓、其他教學實踐或其他外部條件的影響并無直接的關聯，即競争性假設并不成立。
（二）研究結論
以上考察和分析逐一證實了研究假設一至四以及競争性研究假設。在此基礎上可以進一步歸納出本研究的基本結論：基于學科知識教學的微課開發活動項目可以促進師範生在教學中整合技術的思想意識和知識能力的形成和發展，增強他們對于技術、教學法與學科内容之間關系的理解，進而促進他們TPACK水平的發展；師範生當前的技術水平、微課開發的主觀意願、教育教學知識背景、相關資源的可用性等因素，是微課開發過程中影響其TPACK發展的主要因素。
四、結語
本研究采用案例研究法，嘗試在物理微課開發活動項目中探究師範生TPACK的形成和發展，通過兩輪個人深度訪談和參與式觀察收集參與者的TPACK及其相關因子在思想意識和知識能力方面取得的變化，并運用專業質性資料分析軟件Nvivo進行文本編碼、分析，進而得出研究的基本結論。本研究從理論上進一步驗證和豐富了整合技術的學科教學知識（TPACK）理論，使其具備了師範生、微課開發等實踐因素，為師範生的專業訓練、在職教師的專業培訓提供了一條全新的基于微課開發項目活動的路徑，為教師教育研究者提供了一種實證、質性的範式來考察教師的課堂技術整合知識之發展。當然，本研究隻是從一個比較微觀的角度出發，以一個學科的微課開發為基礎展開研究，研究結論也僅限于物理教育專業師範生這一特殊群體，存在一定的局限性，需要在後續研究中進一步關注并予以改進。
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收稿日期：2017－03－27
定稿日期：2017－06－19
作者簡介：馬建軍，博士研究生，講師；劉要悟，博士，教授，博士生導師。湖南師範大學教育科學學院（410081）。
責任編輯單玲
*本文系湖南省哲學社會科學研究一般項目“農村中小學教師對教育新技術的采納狀況研究”（項目編号：14YBA283）研究成果。