基于TPACK模式高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師信息化能力提升研究

莫樹培 趙大磊 陳明

摘 要：針對(duì)高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師信息化能力處于中等水平、教學(xué)效果不佳的現(xiàn)狀，作者提出了基于TPACK模式教師信息化能力提升研究，首先分析高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師信息化能力存在的問題，其次搜集教師和學(xué)生的TPACK能力問卷調(diào)查，再次分析和評(píng)估教師TPACK能力分值和形成原因，最后構(gòu)建分級(jí)分層信息化培訓(xùn)、完善教師實(shí)踐制度以及加強(qiáng)教學(xué)方法和技術(shù)知識(shí)等培養(yǎng)方式，提升高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師TPACK能力，提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：TPACK;信息化;高職教師;物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)

中圖分類號(hào)：G451 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1673-8454（2020）12-0071-04

2019年國(guó)家出臺(tái)《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案的通知》《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018-2022年）》和《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》等文件，其中提出大力推進(jìn)教育信息化，著力構(gòu)建基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式、教育服務(wù)供給方式以及教育治理新模式[1]。促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，支持學(xué)校充分利用信息技術(shù)開展人才培養(yǎng)模式和教學(xué)方法改革，逐步實(shí)現(xiàn)信息化教與學(xué)應(yīng)用師生全覆蓋。2019年人力資源和社會(huì)保障部發(fā)布的13個(gè)新職業(yè)就包含有“物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員和物聯(lián)網(wǎng)安裝調(diào)試員”。同時(shí)貴州等地區(qū)打造先進(jìn)裝備制造、大數(shù)據(jù)電子信息和生態(tài)特色食品等千億產(chǎn)業(yè)，需要大量的高技能、高素質(zhì)、高品德的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)員[2]。

綜合上述問題，高職院校必須培養(yǎng)出適合企業(yè)使用的高技能物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生，為此需要提高教師的教學(xué)教法水平，并提升教師信息化能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。本文以TPACK模式探索高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師信息化運(yùn)用能力的培養(yǎng)方式。

一、高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師信息化能力存在問題

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)[3]是一門交叉學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)、通信、電子和測(cè)控等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，以及管理學(xué)、軟件開發(fā)、大數(shù)據(jù)和人工智能等多方面知識(shí)，其主要學(xué)習(xí)信息流、物質(zhì)流、數(shù)據(jù)流和能量流彼此作用、相互轉(zhuǎn)換的技術(shù)和方法，有著較強(qiáng)的工程實(shí)踐特點(diǎn)。

高等職業(yè)院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師主要來源于以下三類人員：一是高校畢業(yè)碩士研究生，這類教師理論知識(shí)豐富，但缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);二是工作過幾年的本科生，這類教師有一定理論知識(shí)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);三是校企合作的企業(yè)工程師，這類教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，但在傳授理論知識(shí)上不夠系統(tǒng)性和深刻性。上述三類教師大多都是工科畢業(yè)，有較強(qiáng)的工科理論知識(shí)水平，但都是非師范類專業(yè)畢業(yè)，沒有受過專業(yè)授課能力的培訓(xùn)，大多數(shù)教師對(duì)如何進(jìn)行課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)沒有理論性和系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，很多是憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行授課，達(dá)不到“雙師型”[4]教師要求，因此高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師在教育教學(xué)方法和運(yùn)用信息技術(shù)方面的水平相對(duì)較低。

二、高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師的TPACK現(xiàn)狀分析

1.TPACK理念

整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)[5][6]（Technological Pedagogical Content Knowledge，TPACK）是由美國(guó)學(xué)者科勒（Koehler）和米什拉（Mishra）在2005年總結(jié)舒爾曼（Shulman）提出的學(xué)科教學(xué)知識(shí)PCK的基礎(chǔ)上延伸出來的。此后，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)整合學(xué)科教學(xué)知識(shí)、教學(xué)方法和技術(shù)知識(shí)進(jìn)行全面研究，從而使TPACK成為研究熱點(diǎn);通過研究學(xué)者們發(fā)現(xiàn)TPACK有助于提升教師運(yùn)用教育信息技術(shù)的能力，從而提高學(xué)生動(dòng)手能力，提升教學(xué)質(zhì)量。TPACK已經(jīng)成為教師應(yīng)當(dāng)且必須具備的全新知識(shí)，其結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

由圖1可以看出，TPACK教師知識(shí)結(jié)構(gòu)框架[7][8]包含學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（CK）、教學(xué)法知識(shí)（PK）和技術(shù)知識(shí)（TK）三個(gè)核心要素，并由這三個(gè)核心要素延伸出學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK）、整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識(shí)（TCK）、整合技術(shù)的教學(xué)法知識(shí)（TPK）、整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)（TPACK）四個(gè)復(fù)合要素。TPACK具有學(xué)科性、整合性、實(shí)踐性、情境性和個(gè)體性等特點(diǎn)，在TPACK實(shí)施過程中，必須強(qiáng)調(diào)教師是教學(xué)改革的積極參與者，也是課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)者、實(shí)施者;在教學(xué)實(shí)施過程中教師利用現(xiàn)代化技術(shù)有效地將學(xué)科知識(shí)、工程實(shí)踐技術(shù)、信息化教學(xué)技術(shù)和教育教學(xué)方法進(jìn)行整合，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)溝通交往能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

2.問卷設(shè)計(jì)

為充分掌握高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師信息化教學(xué)能力情況，并能通過物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生第三視角更加客觀地掌握教師的信息化教學(xué)能力情況，筆者分別針對(duì)貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師和學(xué)生設(shè)計(jì)了兩種不同的問卷[9-12]。

教師問卷主要涵蓋兩個(gè)方面：①基本信息的調(diào)查。涵蓋年齡、學(xué)歷、教齡、企業(yè)工作年限和經(jīng)常使用那些現(xiàn)代化技術(shù)工具等基本情況。②以阿尚波特問卷為藍(lán)本，并依據(jù)高職學(xué)校教師教學(xué)能力和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)問卷進(jìn)行修改，得到涵蓋TPACK的七個(gè)維度評(píng)價(jià)量表。

學(xué)生問卷主要以施密特問卷為藍(lán)本，依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)要求，并重點(diǎn)考察教師態(tài)度、責(zé)任、技能、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、教學(xué)創(chuàng)新等多個(gè)方面，再結(jié)合高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)對(duì)學(xué)生問卷內(nèi)容進(jìn)行修改， 從而得到學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師TPACK能力的七個(gè)維度評(píng)價(jià)量表。

對(duì)教師和學(xué)生問卷進(jìn)行內(nèi)容效度分析時(shí)，采用探索性因素分析，選擇取樣適當(dāng)性量數(shù) KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）的方法判斷兩份問卷七個(gè)維度是否適合因素分析。問卷各維度的KMO值表見表1，從中可以看出，高職教師問卷KMO值比高職學(xué)生問卷KMO值高，高職教師問卷中七個(gè)維度KMO值介于0.61至0.74之間，均值都高于0.6;高職學(xué)生問卷中七個(gè)維度KMO值介于0.60至0.71之間，均值也都高于0.6。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，KMO值在0.6以上則較合適進(jìn)行因素分析，因此問卷具備較好的效度水平。

3.調(diào)查結(jié)果分析

調(diào)查共收回教師問卷64份，學(xué)生問卷256份，其中有效問卷300份，占比回收問卷的93.75%。被調(diào)查教師包括學(xué)校教師和企業(yè)教師，其基本信息如下：男性教師占43.75%，女性教師占56.25%;學(xué)歷都是本科以上，碩士占65.63%;年齡主要在28—40歲之間占84.38%;教齡5年以下占37.50%，6—15年占46.88%，15年以上占15.62%;教師企業(yè)鍛煉工作年限3年以下占50%，4—8年占31.25%，8年以上占18.75%。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)教師經(jīng)常使用的現(xiàn)代化技術(shù)工具，如圖2調(diào)查數(shù)據(jù)可以看出，教師經(jīng)常使用的現(xiàn)代化技術(shù)工具主要有：多媒體教室、手機(jī)、電腦、Word、PPT、QQ和微信等設(shè)備或軟件;但對(duì)圖像處理軟件、視頻制作軟件、音頻處理軟件、動(dòng)畫制作軟件、虛擬仿真軟件、藍(lán)墨云、學(xué)習(xí)通、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫(kù)和精品在線資源課使用得相對(duì)較少。由此可見，教師對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用還在展示和演示層面，并沒能將信息技術(shù)與學(xué)科內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合。

利用SPSS軟件對(duì)TPACK的七個(gè)維度評(píng)價(jià)量表按照維度進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)中分值分別用完全不符合為1分、不符合為2分、符合為3分、比較符合為4分、完全符合為5分進(jìn)行表示，并對(duì)各個(gè)維度分別進(jìn)行變量計(jì)算，具體計(jì)算如下：CK=（CK1+CK2+…+CK5）/5，其 TPACK能力均值如表2所示。

由表2可以看出，各個(gè)維度分值都在3分左右，說明教師TPACK能力處在中等水平。其中TK維度的分值最高，說明教師技術(shù)知識(shí)水平較高，基本能滿足物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)知識(shí)要求。

三、現(xiàn)狀形成原因分析

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師的教育信息化能力整體上不樂觀，TPACK各個(gè)維度都處于中等水平。教師信息化能力主要表現(xiàn)為：能掌握主流的信息化教學(xué)方法，會(huì)使用簡(jiǎn)單的信息化教學(xué)軟件和設(shè)備，但對(duì)于信息化教學(xué)的內(nèi)涵理解不夠深入，未能掌握中高級(jí)信息化軟件的使用，信息化教學(xué)效率較低，未能將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)法和技術(shù)知識(shí)有效整合。綜合起來有以下原因：

1.教師信息化培訓(xùn)不夠完善

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，高職院校每學(xué)期都會(huì)有一定的信息化培訓(xùn)，但大多數(shù)都是傳統(tǒng)模式的培訓(xùn)，其培訓(xùn)內(nèi)容的實(shí)用性與針對(duì)性也不強(qiáng)，沒有根據(jù)高職“雙師型”教師職業(yè)發(fā)展的不同階段開展相對(duì)應(yīng)的教師TPACK能力培訓(xùn)，并且培訓(xùn)往往側(cè)重于技術(shù)的操作知識(shí)，很少能將信息技術(shù)與學(xué)科內(nèi)容知識(shí)和教學(xué)方法知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系，而教學(xué)方法知識(shí)、信息技術(shù)知識(shí)與學(xué)科內(nèi)容知識(shí)融合是高職教師迫切需要的知識(shí)，從而造成培訓(xùn)效果不佳，并不能滿足高職教師對(duì)信息化知識(shí)獲取的需求。

2.優(yōu)質(zhì)高職學(xué)科教學(xué)資源缺乏

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，高職教師在使用技術(shù)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教學(xué)資源對(duì)教學(xué)效果會(huì)產(chǎn)生較大的影響。網(wǎng)上的教學(xué)資源雜亂，質(zhì)量良莠不齊，適合高職教育的資源很少，真正適合高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)的資源就更難找到。在網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字化課程資源有很多，但能夠滿足高職課堂教學(xué)需求的資源很少，且很多資源缺乏實(shí)際應(yīng)用性。高職教學(xué)資源“量”已經(jīng)上去，但“質(zhì)”還未得到品質(zhì)的提升，實(shí)用性和教學(xué)針對(duì)性都強(qiáng)的資源少。高職優(yōu)質(zhì)的學(xué)科教學(xué)資源缺乏的情況依然存在，不能滿足高職教師實(shí)際信息化教學(xué)的需要。

3.傳統(tǒng)教學(xué)觀念阻礙信息化教學(xué)

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，教師對(duì)于技術(shù)的使用停留在演示階段，課堂教學(xué)依舊采取傳統(tǒng)的教學(xué)形式，導(dǎo)致這些問題出現(xiàn)最根本的原因是高職教師還沒有完全拋棄傳統(tǒng)的教學(xué)觀念。傳統(tǒng)教學(xué)觀念使高職教師對(duì)信息技術(shù)的理解不準(zhǔn)確，信息技術(shù)僅用于展示教學(xué)內(nèi)容，未能真正將其融合于學(xué)科內(nèi)容和教學(xué)法中，從而導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。

4.教師信息化的應(yīng)用缺乏深入研究

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)年輕教師都認(rèn)識(shí)到了教學(xué)信息化的重要性，也在主動(dòng)學(xué)習(xí)新的信息技術(shù)、教學(xué)方法以及中高級(jí)信息化軟件的使用，但對(duì)于如何將信息技術(shù)應(yīng)用到課程當(dāng)中未能深入研究，導(dǎo)致應(yīng)用效果不佳[13]。

5.高職教師缺乏企業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，高職教師缺乏職業(yè)實(shí)踐知識(shí)，大多是從高校畢業(yè)直接進(jìn)入高職教學(xué)，他們具備較高的專業(yè)水平，理論知識(shí)也較豐富，但缺乏企業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷，知識(shí)應(yīng)用能力不強(qiáng)，能深入講解學(xué)科知識(shí)，但未能將之有效融入系統(tǒng)的企業(yè)崗位所需的能力，理論知識(shí)講授未能與專業(yè)實(shí)踐相結(jié)合，造成企業(yè)生產(chǎn)與教學(xué)不能夠有效地結(jié)合，最終教出來的學(xué)生難以適應(yīng)社會(huì)和企業(yè)的需求。

四、高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師信息化能力的培養(yǎng)策略

針對(duì)現(xiàn)階段高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師TPACK能力處于中等水平、難以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和職業(yè)教育信息化快速發(fā)展需求的現(xiàn)狀，筆者提出以下培養(yǎng)策略：

1.構(gòu)建分級(jí)分層信息化培訓(xùn)模式，提高物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師TPACK能力

根據(jù)教師年齡進(jìn)行分級(jí)，年輕教師接收新的信息技術(shù)較快，中老年教師對(duì)信息技術(shù)有一定學(xué)習(xí)能力但不能靈活使用，因此在培訓(xùn)中，應(yīng)該把年輕教師和中老年教師各分為一級(jí)，針對(duì)各級(jí)采用不同的培訓(xùn)方式。通過培訓(xùn)提升教師TPACK能力，在培訓(xùn)的中后期應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)設(shè)備和軟件的實(shí)踐操作。同時(shí)應(yīng)根據(jù)教師學(xué)習(xí)程度進(jìn)行分層教學(xué)，將動(dòng)手能力強(qiáng)的教師分為一個(gè)層次進(jìn)行教學(xué)，并指定培訓(xùn)教師進(jìn)行指導(dǎo)，可以通過QQ、微信和郵件進(jìn)行教學(xué);動(dòng)手能力較弱的教師分為一個(gè)層次進(jìn)行教學(xué)，定期組織培訓(xùn)，可適當(dāng)增加遠(yuǎn)程在線輔導(dǎo)。

教師培訓(xùn)大綱以TPACK能力要求為指導(dǎo)，將教師學(xué)科內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)和技術(shù)知識(shí)充分結(jié)合，設(shè)置模塊化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從易到難，并利用課程實(shí)例進(jìn)行講解，幫助物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師快速提高TPACK能力[14][15]。

2.完善教師實(shí)踐制度，提高物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師工程實(shí)踐能力

高職生的培養(yǎng)更注重技能和工程實(shí)踐能力，因此高職教師的TPACK知識(shí)除常規(guī)知識(shí)外，還應(yīng)增加企業(yè)工程實(shí)踐知識(shí)。高職教師可以利用寒暑假到企業(yè)進(jìn)行頂崗實(shí)踐，參與企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研發(fā)和品質(zhì)監(jiān)控等工作，從中學(xué)習(xí)到相關(guān)工程實(shí)踐知識(shí)和技術(shù)，并能將工程實(shí)踐知識(shí)融合到日常TPACK教學(xué)中。教師可以利用信息技術(shù)，如圖像、視頻和動(dòng)畫等方式，將企業(yè)的生產(chǎn)過程和工程實(shí)踐知識(shí)融合到課堂教學(xué)之中。

3.建立完善的信息化教學(xué)環(huán)境，鼓勵(lì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師進(jìn)行教學(xué)改革

TPACK教學(xué)必須有硬件條件支撐，學(xué)校應(yīng)盡量打造TPACK教學(xué)環(huán)境，如校園有線無(wú)線一體化網(wǎng)絡(luò)、多媒體教室、錄播室和智慧云課堂等教學(xué)場(chǎng)景。學(xué)校有完善的硬件環(huán)境，才能吸引教師進(jìn)行信息化教學(xué)改革。通過信息技術(shù)可將企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境模擬到課堂當(dāng)中，使學(xué)生能在擬定環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

4.加強(qiáng)教學(xué)方法和技術(shù)知識(shí)培養(yǎng)，提升物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力

高職教師或企業(yè)教師都是非師范專業(yè)，上崗前進(jìn)行短暫的教師崗前培訓(xùn)，無(wú)法到達(dá)高職教師的標(biāo)準(zhǔn)。因此應(yīng)該建立“老帶新”制度，每名年輕教師配備1—2名老教師，從教學(xué)方法和技術(shù)知識(shí)對(duì)教師進(jìn)行培養(yǎng)，引導(dǎo)年輕教師將信息化手段融入到教學(xué)設(shè)計(jì)之中。使教師逐漸學(xué)會(huì)將CK、TK和PK三個(gè)核心要素進(jìn)行整合，避免三個(gè)核心要素之間出現(xiàn)相互脫節(jié)，并利用設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)方式對(duì)PCK、TCK、TPK和TPACK四個(gè)復(fù)合要素進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和研究，從而提升物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力。

5.鼓勵(lì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師進(jìn)修，開闊教師的眼界與視角，拓寬知識(shí)面

鼓勵(lì)高職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師參加訪問學(xué)者、攻讀碩博士和參加正規(guī)專業(yè)培訓(xùn)等形式的進(jìn)修，學(xué)校應(yīng)該出臺(tái)相應(yīng)政策進(jìn)行支持。通過進(jìn)修學(xué)習(xí)新技能、新知識(shí)、新技術(shù)和新教法，可申請(qǐng)校級(jí)科研課題或省級(jí)科研課題，提升教師科研能力，進(jìn)一步開闊教師的眼界與視角，拓寬知識(shí)面。

6.加強(qiáng)培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)“雙師型”教師

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)有著較強(qiáng)的工程實(shí)踐特點(diǎn)，普通教師無(wú)法勝任。因此必須加強(qiáng)培養(yǎng)“雙師型”教師，使教師理論與實(shí)踐并重，不僅能講授理論知識(shí)，還能進(jìn)行工程實(shí)踐層面的指導(dǎo)和培訓(xùn)，并能利用教育信息技術(shù)整合相關(guān)知識(shí)，提升教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力，從而培養(yǎng)出高技能的創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才。

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