TPACK整合框架下無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略

王 芊 陳 亮 舒紅英 陳萍華

(1.南昌航空大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，江西 南昌 330063；2.南昌航空大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，江西 南昌 330063)

近年來，網(wǎng)易公開課、百度優(yōu)課等多媒體授課方式用大數(shù)據(jù)改變著教育，師生交流更加豐富而多元，體現(xiàn)了當(dāng)代信息化教育趨勢對信息技術(shù)與課程整合的理念在教育領(lǐng)域不斷滲入的需求[1-3]。教師不僅需要具備專業(yè)的學(xué)科知識，更需要利用信息時(shí)代的新技術(shù)、新設(shè)施以及新的師生交流平臺來設(shè)計(jì)和組織教學(xué)活動。因此，目前迫切需要做的是如何將信息技術(shù)與教師已有的知識進(jìn)行整合，改變教學(xué)行為和優(yōu)化教學(xué)過程，整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(TPACK)的概念已經(jīng)成為近年來備受關(guān)注的理論框架。TPACK作為橋梁教師教育和教育技術(shù)的合適框架。利計(jì)算機(jī)、智能設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，將技術(shù)元素有效整合到教學(xué)設(shè)計(jì)中，利用信息技術(shù)，選擇合適的教學(xué)方法將教學(xué)內(nèi)容更為有效地呈現(xiàn)出來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。那么，在某一具體課程的教學(xué)過程中，如何有機(jī)地整合這三方面的要素，提升教學(xué)效果，是信息時(shí)代每一位教師在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)過程中迫切需要重視和革新的。

1 TPACK知識框架

2006年，美國密歇根州立大學(xué)的Mishra和Koehler在Shulman的PCK的基礎(chǔ)上提出了整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(TPACK)。TPACK框架的核心元素包括：學(xué)科內(nèi)容知識(PCK)、教學(xué)法知識(PK)、技術(shù)知識(TCK)。TPACK框架的復(fù)合要素包括：具體學(xué)科內(nèi)容教學(xué)的教學(xué)法知識(PCK)、整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識(TCK)、整合技術(shù)的教學(xué)法知識(TPK)、整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(TPACK)[4]。

2 教師TPACK能力與無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的關(guān)系

具體學(xué)科內(nèi)容教學(xué)的教學(xué)法知識(PCK)、整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識(TCK)、整合技術(shù)的教學(xué)法知識(TPK)作為TPACK的核心復(fù)合要素，如若能將這三個(gè)要素的動態(tài)平衡應(yīng)用于無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的設(shè)計(jì)與制作中，不僅可以調(diào)動教師參與實(shí)驗(yàn)課的意識和熱情，還可以提高教師在課堂中運(yùn)用信息技術(shù)的水平。

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)科教學(xué)知識(TPACK)在教學(xué)中，教師與學(xué)生共同總結(jié)設(shè)計(jì)流程，反思課堂教學(xué)效果，使TPACK各要素之間的關(guān)系相互促進(jìn)，以達(dá)到更好的課堂效果。

3 TPACK整合框架下基于學(xué)生預(yù)習(xí)和作業(yè)的教學(xué)模式的建構(gòu)

本文所提出的TPACK整合框架下是以超星學(xué)習(xí)通APP平臺。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，超星學(xué)習(xí)通由超星網(wǎng)推出，即能夠滿足老師實(shí)現(xiàn)課程資源共享和學(xué)生在課上課下隨時(shí)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)師生互動交流，又能進(jìn)行課堂教學(xué)評價(jià)的手機(jī)軟件。通過超星學(xué)習(xí)通，教師可以利用該平臺，把教學(xué)內(nèi)容輔以多種教學(xué)方法及手段，保質(zhì)、高效完成教學(xué)任務(wù)。基于預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的教學(xué)模式，是指在一個(gè)教學(xué)周期中，以《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程為例，主要分為三個(gè)環(huán)節(jié)。

3.1 環(huán)節(jié)一，課前：教師線下提前傳遞教學(xué)資源，學(xué)生線上隨時(shí)隨地預(yù)習(xí)，互動答疑完成預(yù)習(xí)

相比傳統(tǒng)課堂，教師在課前就通過超星學(xué)習(xí)通電腦客戶端或手機(jī)端把課堂章節(jié)所需理論知識、實(shí)驗(yàn)操作等資源上傳至網(wǎng)絡(luò)空間課堂，并布置課前任務(wù)通知，學(xué)生使用手機(jī)客戶端接收任務(wù)，進(jìn)行課前線上預(yù)習(xí)并完成章節(jié)測試，期間可以與教師隨時(shí)互動。教師參照后臺實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，隨時(shí)掌控學(xué)生預(yù)習(xí)情況，并根據(jù)測試結(jié)果分析了解知識掌握情況，為課堂及時(shí)調(diào)整教學(xué)側(cè)重點(diǎn)提供依據(jù)，大大提高課堂效率。由于無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要使學(xué)生掌握無機(jī)化學(xué)的基本理論和概念，而且要培養(yǎng)學(xué)生熟練的實(shí)驗(yàn)技能。更重要的是，提高學(xué)生參與課堂自主性，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)、自我管理和問題探究等方面綜合的能力。所以學(xué)生在課前觀看通過學(xué)習(xí)通發(fā)布的的網(wǎng)絡(luò)操作視頻可以大大加強(qiáng)課上的學(xué)習(xí)效率；其次學(xué)生可以參考教師在超星學(xué)習(xí)通平臺空間課堂上準(zhǔn)備的豐富的資源庫、擴(kuò)展閱讀、專題等多媒體資源，減少自己盲目搜集資料的時(shí)間，提高自主學(xué)習(xí)效率。例如本課程中的“硫酸鋁鉀的制備”實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，就送減壓過濾、酒精燈的使用等基本無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng)，還推送了硫酸鋁鉀大晶體的制備，硫酸鋁鉀的凈水原理，硫酸鋁鉀在食品添加劑及造紙工業(yè)上的應(yīng)用等相關(guān)知識點(diǎn)供學(xué)生查閱學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的針對性和目的性，真正達(dá)到事半功倍。

3.2 環(huán)節(jié)二，課上：線上以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)“任務(wù)驅(qū)動” + “小組討論法”交互式學(xué)習(xí)

3.2.1 以學(xué)生為主體，小組討論學(xué)習(xí)。小組討論法是提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和有效學(xué)習(xí)能力的一種組織教學(xué)的方法，是合作學(xué)習(xí)的一種重要形式。課上，教師通過超星學(xué)習(xí)通在線上隨機(jī)分成若干學(xué)習(xí)小組的形式，同時(shí)把需要討論的主題內(nèi)容相關(guān)的知識點(diǎn)通過APP平臺推送給 每組成員，激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

3.2.2 分組交互學(xué)習(xí)，共同完成實(shí)訓(xùn)操作。首先對學(xué)生進(jìn)行分組安排，從而保證學(xué)生在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)保質(zhì)保量地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。以小組為單位，要求學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)所用儀器、試劑、先進(jìn)行“紙上練兵”，即書寫設(shè)計(jì)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟。這樣既促進(jìn)了學(xué)生獨(dú)立思考，同時(shí)又兼顧了團(tuán)隊(duì)合作。為檢驗(yàn)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的自學(xué)效果，在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)開始前，隨機(jī)讓一組學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)在黑板上書寫的實(shí)驗(yàn)流程。其他組學(xué)生根據(jù)該組學(xué)生的書寫的流程進(jìn)行討論。為鼓勵所有小組積極參與討論，把該環(huán)節(jié)劃歸預(yù)習(xí)成績，教師根據(jù)討論情況當(dāng)場給出預(yù)習(xí)成績。通過小組合作的方式，鼓勵學(xué)生參加討論，榮辱與共，同一組學(xué)生的預(yù)習(xí)成績相同。沒有參與討論的小組預(yù)習(xí)成績均為零，且不能參加當(dāng)次實(shí)驗(yàn)。討論結(jié)束后，每個(gè)學(xué)生再獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)。

由于《無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程在教學(xué)過程中，部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求學(xué)生之間相互協(xié)作才能完成。實(shí)際教學(xué)過程中，一個(gè)教師很難完成每組實(shí)驗(yàn)的輔導(dǎo)任務(wù)。超星學(xué)習(xí)通的分組模式、互動交流、作品展示、評價(jià)系統(tǒng)等功能為解決以上難題提供了可能。教師在線上首先通過超星學(xué)習(xí)通隨機(jī)分組模式，將班級學(xué)生根據(jù)需要隨機(jī)分成若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，推送小組學(xué)習(xí)任務(wù)、布置作業(yè)，學(xué)生線上提交實(shí)訓(xùn)、作業(yè)問題，完成互動答疑。教師根據(jù)后臺數(shù)據(jù)分析實(shí)時(shí)了解學(xué)生課上理論知識以及實(shí)訓(xùn)操作的掌握程度情況，既避免了耗時(shí)的分組工作，又增強(qiáng)教師和學(xué)生之間的交流、合作、互動，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)化和過程化考核學(xué)生，包括：動態(tài)考查學(xué)生的小組團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及交互式學(xué)習(xí)能力等。

3.3 環(huán)節(jié)三，課后：線上動態(tài)完成過程考核無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程

紙筆測驗(yàn)法作為一種悠久的傳統(tǒng)的考核評價(jià)方式依舊有其適用范圍，我們在繼承的同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的課程特點(diǎn)與需求做出具體的改進(jìn)，并體現(xiàn)過程評價(jià)的客觀性。所以教師必須不斷總結(jié)教學(xué)中出現(xiàn)的各種問題并及時(shí)做出相應(yīng)的教學(xué)的調(diào)整，關(guān)注學(xué)生動態(tài)發(fā)展、給予記錄和及時(shí)客觀的評價(jià)，制定合理定的評價(jià)方案和實(shí)施細(xì)則。

借助超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺，變革傳統(tǒng)考核方式。理論考試通過超星學(xué)習(xí)通平臺，教師線下將章節(jié)試題通過PC端或手機(jī)端上傳至空間課堂并推送給學(xué)生，限時(shí)讓學(xué)生完成作答，使考核過程可以分階段進(jìn)行，當(dāng)然教師還可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，適時(shí)增加搶答、測驗(yàn)、投票、問卷、小組活動等環(huán)節(jié)，提高課堂趣味性和參與度，平臺根據(jù)學(xué)生回答情況進(jìn)行教學(xué)評價(jià)，系統(tǒng)后臺按照分段成績預(yù)先設(shè)定的占比情況，最后生成綜合成績，從根本上改變傳統(tǒng)的學(xué)生考核評價(jià)方式，加強(qiáng)學(xué)生的過程考核，更能全方位的綜合評價(jià)學(xué)生。

這樣不僅鍛煉學(xué)生能力，更關(guān)注了學(xué)生能力發(fā)展的整個(gè)過程。學(xué)生在每一步實(shí)驗(yàn)中逐一檢查和總結(jié)自己的進(jìn)度和結(jié)果，同時(shí)也積極分析、解決問題和建構(gòu)知識，讓學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)和自我評價(jià)，對自己的存在的問題作出自我評定。使評價(jià)的教育意義得到更好地發(fā)揮，學(xué)生成為評價(jià)的主人，促進(jìn)學(xué)生自我規(guī)劃。

4 結(jié)語

本文基于TPACK框架，分析無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)，以超星學(xué)習(xí)通為網(wǎng)絡(luò)平臺，將適切的大學(xué)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容系列化、專題化，變革傳統(tǒng)考核方式，促進(jìn)學(xué)生的理解與拓展，促進(jìn)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深層整合，體現(xiàn)了以“學(xué)生為本”的教育理念。基于TPACK框架的混合式教學(xué)法，發(fā)展了不同層級學(xué)生的實(shí)踐操作能力，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，實(shí)現(xiàn)面向?qū)W生不同層次的個(gè)性化學(xué)習(xí)，促進(jìn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)以適應(yīng)社會與時(shí)代的需求。