1、TPACK 美国 “ 信息技术与课程整合 ” 途径 与 方法的新发展 何克抗 北京师范大学 现代教育技术研究所 2011-10 【 摘要 】 ： 本文 将美国自 90 年代中期以来、对“信息技术与课程整合”途径与方法的研究大致划分为三个发展阶段，对于前面两个发展阶段先作简要的介绍与回顾，然后对第三阶段（即近年来美国在这一领域的最新发展）作重点阐述；在此基础上，再对三个发展阶段的不同特点进行分析与比较，以便从中吸取可供借鉴的有益经验与教训。 【 关键词 】 ： 信息技术与课程整合 ； 信息技术整合于学科教学 ； 整合的途径与方法 ；WebQuest（基于网络的探究） ； TELS（运用技术加强理
2、科学习） ； TPACK（ 由“ 学科内容、教学法和技术”这 三者 整合而成的 一种 新知识） 一 .引言 美国以科技立国 ， 历来 重视各种技术（尤其是信息技术）在教育、教学领域的应用，也是最早强调应将信息技术有效地整合于学科教学过程（即应有效实现“信息技术与课程整合”过程）的国家。在这一领域， 美国 进行了大量的理论与实践探索（包括“信息技术与课程整合理论”和“信息技术与课程整合的 途径与方法 ”这两个方面都进行了大量的探索），并取得了许多富有教益的经验与教训。随着教育信息化 在全球的蓬勃发展，许多国家（包括像我们中国这样的发展中国家），教育信息化进程已经从强调“软、硬件基础设施建设”的初
3、始阶段，逐渐进入到强调应用、尤其是“教学过程中应用”的深入发展阶段。在当前教育信息化已经发展到强调“教学过程中应用”的新阶段中，广大教师（特别是中小学教师）最为 关注 的恰恰是如何实施“信息技术与课程整合”的有效 途径与方法 。可见，对 美国 在这一领域 即“信息技术与课程整合的 途径与方法 ”领域 多年来所做的研究与探索（特别是近年来在这方面取得的最新进展）进行回顾和梳理，将对我国的广大教师、以及教育信息 化 的健康深入发展具有重要的借鉴意义。 众 所周知，“ 信息技术与课程整合”是由早期的 计算机辅助教学发展而来 。自 1959 年美国 IBM 公司研究出第一个计算机辅助教学系统以来，信息
4、技术教育应用大体上有以下三种不同方式： （ 1） CAI（ Computer-Assisted Instruction 计算机辅助教学） 这种方式主要应用于 60 年代初至 80 年代中期（事实上，迄今在世界各地 CAI 方式仍有不少应用）。此方式主要是利用计算机的快速运算、图形动画和仿真等功能，辅助教师解决教学中的某些重点、难点。这些 CAI 课件大多以演示为 主。在这一时期，一般只提“计算机教育应用”（因为这时还没有“信息技术教育应用”的概念）。 （ 2） CAL（ Computer-Assisted Learning 计算机辅助学习） 这种方式主要是从 80 年代中后期开始应用。 在这一
5、时期， 计算机教育应用逐步从辅助教为主转向辅助学为主。也就是强调如何利用计算机作为辅助学生自主学习的认知工具、探究工具，例如用计算机帮助搜集资料、辅导答疑、自我测试、以及帮助安排学习计划等等，即不仅用计算机辅助教师的教，更强调用计算机辅助学生自主地学。从 80 年代中后期开始，“计 算机教育应用”和“信息技术教育应用”两种概念同时并存。 应当指出的是，对于我们中国来说，由于信息技术教育 应用 的起步较晚 80 年代初才开始进行计算机辅助教学的试验研究，加上我国教育界历来受“以教师为中心”的传统教育思想影响较深，只重视教师的教，而忽视学生自主的学，所以尽管国际上自 80 年代中后期以后 ， 信息
6、技术教育应用的主要方式已逐渐由 CAI 转向 CAL，但是在我们国家似乎并没有感受到这种变化 不仅在 80 年代和 90 年代是如此，就是到了今天，我国有许多学校将信息技术应用于教学时，所采用的模式仍然主要是 CAI。 （ 3） IITC（ Integration of Information Technology and Curriculum 信息技术与课程整合） 方式 这 是九十年代中期以来，国际教育界非常关注、非常重视的一个研究课题，是信息技术应用 于 教育 的全新方式，也是 信息技术应用于教学过程的 最有效 方 式 （ 从 90 年代中期开始 ，由于以多媒体计算机和网络通信为标志 的
7、信息技术已普及到国民经济的各个领域，并日益融合于人们的日常生活， 这就 使原来的 “计算机教育 应用 ” 概念 ，从此以后， 完全被“信息技术教育 应用 ”所取代 ） 。 那么，“ 信息技术与 课程整 合”的 具体内涵又 是什么呢？ 美国教育技术 CEO 论坛 的 第 3 年度 （ 2000）报告为“ 信息技术与课程整合 ” 给出的、比较公认的定义 1是： “ 数字化学习的关键是将数字化内容整合的范围日益增加，直至整合于全课程，并应用于课堂教学。 为了创 设 生动的数字化学习环境，培养 21 世纪的能力素质，学校必须将数字化内容与各学科课程相整合。 ” 这是国 际上 关于 “ 数字化内容与学科
8、课程相整合 ” （也就是“ 信息技术与课程整合 ”）最为权威 的 论述。它阐明了 整合的目标 培养 具有 21世纪能力素质 的创新人才；也揭示了 整合的内涵 创设生动的数字化学 习环境。 根据 这一定义 可知， “ 信息技术与课程整合”和 CAI 或 CAL 的本质区别在于：“ 整合” 强调的是通过 信息技术 来 创设 数字化 的 学习环境（或 数字化 的教学 环境 ） ； 而 CAI 或 CAL 只是把计算机或 信息技术 看作是辅助 教或辅助学的一种新 工具、 新 手段。 由于“环境”这一概念含义较广（凡是主体以外的一切人力因素与非人力因素都属于 环境 的范畴），所以 CEO 论坛第 3 年
9、度 报告所界 定的 整合 内涵，就信息技术在教育领域的应用而言，和把信息技术仅仅看成工具 、手段 的传统观念相比，显然 更 深、更 广 ，其实际意义也要重大得多。 由于教育信息化的最终目标是 要 提升教育质量，也就是要 通过促进各级各类教育的 深化改革，来显著提升各学科的教学质量与学生的综合素质。 显然， 为实现这一目标， 信息技术的 教育应用 一定要 关注 课堂教学过程 、 而 且 必须 落实到课堂教学过程。 这表明， “ 信息技术与课程整合 ” 是 实施 教育信息化的核心与关键 。正因为如此，西方发达国家（尤其是美国） 历来重视对 “ 信息技术与课程整合 ” 的途径与方法的研究及探索。根据
10、目前我们所查阅到的文献资料， 自 90 年代中期 以来， 美国 对 “ 信息技术与课程整合 ” 途径与方法的研究大致可划分为三个发展阶段： 第一阶段 WebQuest 阶段 (大 致从 90 年代中期 至 2003 年 )； 第二阶段 TELS 阶段 (大致从 2003 年至 2008 年 )； 第三阶段 TPACK 阶段 (大致从 2008 年至今 )。 下面我们先对上述前两 个阶段作简要的介绍与回顾，然后 对第三阶段（即近年来美国在这一领域的最新发展） 作重点阐述；在此基础上，再对三个阶段进行 比较 、剖析 与评价，以便从中吸取可供借鉴的有益经验与教训。 二 .WebQuest 阶段 美国
11、 探索“信息技术与课程整合 ”途径、方法的第一阶段 1 第一阶段 最具影响力的 “ 整 合 ” 模式 WebQuest 教学模式的类型是多种多样的、分层次的，而且因学科和教学单元而异。基于信息技术与课程整合的教学模式也不例外。由于“信息技术与课程整合”也就是“信息技术与学科教学整合”，而学科教学过程涉及三个阶段：一是与课堂教学环节直接相关的 “ 课内阶段 ”，另外两个是“课前”与“课后”阶段 这二者也可合称为一个“ 课外阶段 ”，所以从最高层次考虑，基于信息技术与课程整合的教学模式只有两种 ， 即按照所涉及教学阶段来划分的 “课内 整合模式 ”与“ 课外整合模式 ”两种。 在整个 90 年代
12、， 美国 从事信息技术教育应用的 学 者 普遍认为， 信息技术 应用于教学 主要 应在 课前 与 课后 包括资料查询以及在学生与教师之间 的互动、学生与学生之间的 交流与合作；而在课堂教学过程的几十分钟内，一般难以发挥 信息技术 的作用，还是要依靠教师去言传身教 2。在这种主流观念的指引下，多年来美国（乃至整个西方）教育界关于信息技术与 课程整合 ，一直是在课前及课后下功夫，而较少在 课堂上 （即课堂教学过程的几十分钟内）去进行认真的探索。 从美国 在整个 90 年代 （包括 21 世纪 初的 头几年） 实施的信息技术与课程整合 的主要教学模式上看， 确实可以看到上述主流观念所起的作用。自 9
13、0 年代中期以来，美国 实施信息技术与课程整合的 常用教学模式不外乎以下几种： Just-in-Time Teaching(适时教学模式 ，简称 JiTT)、 WebQuest（ 基于网络的探究 ） 、 基于问题的学习 (Ploblem-based Learning)、基于项目的学习 (Project-based Learning)和 基于资源的学习 (Resources-based Learning)等。 其中 Just-in-time Teaching 主 要应用于 课前 与 课后 教师利用 JiTT 这种模式在课前将讲授内容、相关资料、重点难点 以及预习要求，事先通过网络发布，使学生在上
14、课前能作好充分准备，并要求学生将预习情况与存在问题在上课前反馈给任课教师，以便教师及时调整下一节课的授课内容、方法及进度； JiTT 模式还要求教师布置疑难问题让学生在课后进行网上探究。 基于问题的学习、基于项目的学习与基于资源的学习，若从本质上看，则和 WebQuest一样 都是 属于 基于网络探究的同一类模式 （这 类模式都离不开网络的支持 ） 。由于这类模式都是选择自然界或社会生活中的某个实际问题作为探究主题而展开，因而往往是多个学科的交叉，多种知识的综合运用（或是一个学科内若干 知识点的综合运用），需要通过网络进行大量的文献调研和小组合作探究， 需 要花费较多的课外活动时间，所以 基于
15、问题的学习、基于项目的学习与基于资源的学习实际上可以看成是 WebQuest 模式的三 个 子类 ，而且都属于“ 课外整合模式 ” （一般来说，它们 不适宜作为 课堂教学几十分钟内的 “课内整合模式 ” ）。这样，在整个 90 年代 （包括 21 世纪的头几年） 美国 实施 的 主要 整合模式就只有“ WebQuest”和“ JiTT”两种；而在实际应用中占据统治地位的则是“ WebQuest”模式。在 2003 年 12月由美国“ Teaching & Learning”杂志评选出的全美十佳“教育技术应用项目”中，无一例外都属于 WebQuest 模式，就是有力的证明。由此也可看出，在这一阶
16、段，上述“重课外、轻课内”主流观念的深刻影响。 2关于 WebQuest 模式 的内容及实施 （ 1） WebQuest 模 式产生 的 背景 WebQuest 模式由美国圣地亚哥州立大学伯尼道奇 (Bernie Dodge)和汤姆马奇于 1995年提出。在英语中，“ Web” 是 指“ 网络 ” ， “ Quest” 是 指“ 寻求 ” 、 “探究”，组成“ WebQuest”以后，可以理解为“基于网络的探究性活动”。这种整合模 式可以有效激发学生到网上去查找相关资料并在此基础上开展自主探究活动的积极性。对于 WebQuest 的产生背景，伯尼道奇教授作了以下说明 3： “美国的权威教育研究
17、机构总结了全美对人类学习的研究，发现教育研究并没有做出人类学习方面的关键性的发现。在研究的过程中，大量的情境被剥离了，人工的成分很多，获得的研究结果对学校教育很难有切实的指导作用。真实的学校环境极其复杂难于控制，教学实验充满开放性和不确定性，往往存在多种合理解释，这就给研究结果的应用造成了很大困难。和学生学习需要支架一样，教师的教学设计能 力的发展同样需要支架。在WebQuest 中，我们给教师们提供了固定的结构、大量的规则和指导，教师们不需要从头开始设计，操作性强，容易去做。我想这是众多教师选择 WebQuest 的原因” 这也正是伯尼道奇等人研究 WebQuest 的初衷与背景。 （ 2）
18、 Webquest 模式的内涵与特征 WebQuest 创始人伯尼道奇等人为 WebQuest 给出的定义为 4：“一种以探究为取向、利用因特网上的资源来开展课程单元的教学活动，在这种教学活动中，学习者交互过程所使用的全部或部分信息都是从因特网上获得的 （可以选择视频 会议资料作补充）。” 在这类课程计划中，呈现给学生的是一个特定的假想情景或者一项任务（通常是一个需要解决的问题或者一个需要完成的项目）；课程计划中为学生提供了一些网上的信息资源，要求学生通过对信息的分析与综合来得出创造性的解决方案。为了便于开展这种教学活动，WebQuest 还要为教师提供了固定的设计模板和有关的规则及指导，使教
19、师们不需要从头学习设计，因而操作性强，容易实施 56。 由以上定义可以看到 WebQuest 的内涵具有以下三个方面的特征：第一， WebQuest 的主题（ 这类课程计划 的主题）是“ 一 个需要解决的问题或者一个需要完成的项目 ”，即现实生活中的真实任务；第二，在 WebQuest 这 类 活动中，“学生使用的全部或大部分信息都是从网上获 取 ”，所以 WebQuest 能有效激发学生上网查找相关资料的积极性，这也是 WebQuest模式的主要特征之一 ； 第三，由于 WebQuest 为教师提供有固定结构的教学设计流程模板和一系列的指导信息，这就为一线教师提供了一种便于掌握教学设计新理念
20、的脚手架，从而使广大教师易于上手、易于 操作 。 （ 3） Webquest 模式的实施 伯尼道奇认为 WebQuest 的实施应包含下面七个步 骤 7： 设计一个合适的课程单元 在设计这样的课程单元时需要考虑四个方面：要与课程标准一致、能取代原来令人不满意的课、能有效地利用网络、能促进学生更深层次的理解。 一 个能促进高级认知发展的任务 按照伯尼道奇的观点，促进高级认知发展的任务可以划分为： 复述、汇编、神秘性任务、编写新闻、设计、创造性作品、达成一致、劝说、认识自我、分析、判断 和 科学任务等 12 种类型。任务 （即探究的主题） 是 WebQuest 模式中最重要的组成要素之一，它为学生
21、的学习、研究活动提供 基础。 开始网页设计 为便于教师设计网页， 自 1995 年开始 WebQuest 即向广大教师提供设计模板 。 为使用该模板可以从 WebQuest 网站 （ http:/www.spa3.k12.sc.us/WebQuests.html） 下载。这种设计模板具有以下特点：包含 WebQuest 的基本结构，模板的每一部分都给出帮助你设计WebQuest 的具体策略。例如，第一步是草拟任务和标题，并写出一份能引起学习者兴趣的引言。 完 成评价 在评价的设计环节中，教师应写出评价指标，这有助于理清思路，同时在考虑评价指标时还有可能对任务作进一步修改。 制定学习活动过程 以
22、文字形式记下所有活动内容 检查并改进 除了伯尼道奇提出的、包含上述七个实施步骤的 WebQuest 模式以外，在多年实际推广应用 WebQuest 的过程中，还形成了其他一些实施步骤或实施环节略有不同的 WebQuest模式 （ 例如，包含引言、任务、过程、资源、评价、总结等六个步骤的 WebQuest 模式， 以及 包含引言、任务、过程、评价、结论等五个环节的 WebQuest 模式 ） 。 三 .TELS 阶段 美国探索“信息技术与课程整合 ” 途径、 方 法的第二阶段 1 第 二 阶段 最具影响力的 “ 整合 ” 模式 TELS 这个 阶段 的 主要特征是：“信息技术与课程整合”的模式
23、，逐渐从原 来全球一边倒地只推崇 WebQuest 和 JITT 这类 课外整合模式， 过渡到有愈来愈多的教师与学者开始关注各种行之有效的课内整合模式。 这一子阶段之所以强调应从 2003 年 前后开始，是因为在 2003 年 秋天美国国家科学基金会启动了一项对于教育信息化具有标志性意义的重要项目“ 运用技术加强理科学习（ Technology Enhanced Learning in Science,简称 TELS 项目）”。该项目的目标是要通过 理科课程设计 、 教师专业培训 、 评估 和 信息技术支持 等四个环节的研究与实践，来促进信息技术与理科教学的有效整合，从而显著提高学生的理科学习
24、成绩，最终达到“运用技术加强理科学习”的目的 8。为实现该项目的上述目标，美国国家科学基金会还为此建立了专门的研究中心，并吸纳 28所 学校的 14000 多名中学生和 200 多名中学教师参与试验研究。 应当特别指出的是， TELS 项目十分重视 课程的 设 计 。为满足中学理科教学的需要，实现信息技术与理科教学的整合， TELS 项目为初中的 理科教学选择了三个 主题 学科 ：地球科学、生命科学、物理科学； 为高中的 理科教学也选择了三个 主题 学科 ： 生物学、化学、物理学。在此基础上， TELS 项目 共 形成了有 信息技术环境支持的 18 个中学理科主题课程模块（初中和高中各有 9
25、个主题模块） TELS 项目的课程模块之所以设计成若干个主题 ,其目的就是要把类似 WebQuest 的 、基于网络的探究性学习引入课堂教学 ， 以便 能更有效地实现信息技术与学科教学的“课内整合” 9。 该 项目 经过 几年的 试验研究 探索， 并通过 实际测试与评估结果证实，在理解复杂科学概念方面，参与 TELS 项目的所有 试验班 学生 与非 试验班 学生相比， 确实都有 比 较 明显 的提高 ，从而使该 项目在美国产生愈来愈大的影响 。 TELS 项目的 实施是美国（乃至 所有 西方国家）从只关注 课外整合模式 开始转向重视 课内整合模式 的一个明显标志；也是 以 TELS 项目为代表
26、的 “信息技术与课程整合”途径、方法具有 日益增 大影响力 的 一个明显标志。 2关于 TESL 模式 的内容及实施 （ 1） TESL 模式产生 的 背景 尽管教育信息化可以在显著提升学科教学质量与学生能力素质方面，从理论上为我们描绘出一幅令人鼓舞的美好前景（ 2004 年微软主办的国际信息化论坛曾强调“通过信息技术在教育中的应用，要实现教育在质量提升方面的 蛙跳式 发展”），但是，多年来国内外教育信息化领域的 应用实践，却与这种理想境界之间有 较 大的落差，这种现象在基础教育信息化领域显得尤为 明显 。 例如， “ 美国亚洲协会 ” 的教育专家 (亚洲协会 的 宗旨是专门 对西方和 亚洲
27、文化作比较研究 )， 在 21 世纪初 发表的一项关于美国中学生数学与理科学习 状 况的研究报告显示，美国 中 学生的数学与理科 成绩 大大落后于亚太地区 的韩国、新加坡以及台湾等地 的学生。为此 “美国国内对 中学的数学和理科教育水平深感担忧。 这就表明，能否通过教育信息化来显著提升学科的教学质量与学生的能力素质，正面临一场 严峻的挑战。这场 挑战的实质 就是要求对 “教育信息化能否显著提升 学科教学质量与学生的能力素质” 这一问题作出明确的回答；并要为此找到相关的对策（ 也就是 实现“信息技术与课程整合” 的 有效途径与方法）。 美国为应对基础教育领域面临的这一挑战，由国家科学基金会出面，
28、于 2003 年秋天建立了一个称之为“运用技术加强理科学习（ Technology Enhanced Learning in Science,简称 TELS）”研究中心。如上所述， 该 研究中心的任务是要通过 对中学 理科课程设计 、 教师专业培训 、 评估 和 信息技术支持 等四个环节的研究与实践，来促进信息技术与 中学 理科教学的有效整合，从而显 著提高 中 学生的理科学习成绩，最终达到“运用技术加强理科学习”的目的 6。 （ 2） TESL 模式的内涵与特征 如上所述， TELS 实际上 是美国国家科学基金会 于 2003 年秋天启动 的 “ 运用技术加强理科学习 （ Technolog
29、y Enhanced Learning in Science）项目”的 简称。该项目 力图 通过理科课程设计 、 教师专业培训 、 评估 和 信息技术支持 等四个环节的研究与实践，来促进信息技术与理科教学的有效整合，从而显著提高 中 学生的理科学习成绩，最终达到“运用技术加强理科学习”的目的 8。这既是该项目所要达到 的 研究 目标， 实际上， 也正是在此项目基础上形成的 “ TELS 整合模式 ” 的 基本 内涵。 这个基本内涵有两个主要特征： 第 一， 是 特别关注 课程设计 。 如上所述，为满足中学理科教学的需要，实现信息技术对理科教学的支持， TELS 项目 为 中学理科设计了 有 信
30、息技术环境支持的 18 个主题课程模块（初中和高中各有 9 个主题模块）。 初中 理科 选择了三个主题学科：地球科学、生命科学、物理科学； 高中 理科 也选择了三个主题学科：生物学、化学、物理学。初中的 地球科 学 包含“全球变暖：地球”和“火成岩”等两个主题 ， 生命科学 包含“减数分裂与细胞形成过程”、“ 探索海底世界”和“简单遗传”等三个主题 ， 物理科 学 则包含“体验速度”、“氢燃料小汽车”、“热力学：探索身边环境”和“狼的生态学与人口管理” 等四个主题 。 所以 整个初中阶段的理科教学共有 9 个主题模块；高中阶段的三个主题学科（生物学、化学、物理学）也相应地划分为 9 个主题模块
31、。 TELS 项目 之所以要这么做，是想把类似 WebQuest 的 、基于网络的探究性学习引入课堂教学，以便能更有效地实现信息技术与学科教学的“课内整合”。这是因为，到了 21世纪初，美国教育界 的专家、学者已普遍 认识到： WebQuest 这种 课外整合模式 ，鼓励 学生围绕自然界或社会生活中的实际问题进行自主学习，自主探究，对于学生的创新精神与创新能力培养非常有利；但由于 WebQuest 强调的是解决实际问题，而实际问题都具有综合性和跨学科性质，且主要是课外活动，所以需要花费较多的时间；加上是针对某个具体实际问题，因而对于中小学各学科基础知识的系统学习与掌握，往往不如传统课堂教学。这
32、样，随着 WebQuest 的流行不仅不能保证提高学科的课堂教学质量，甚至还可能削弱。不过，如果能够在坚持课堂教学的前提下（即采用 课内整合模式 的前提下），适当吸纳 WebQuest模式的优点（例如 围绕若干主题来进行课堂教学），从而使学科基础知识的学习与创新精神、创新能力的培养二者有机结合起来，将有可能达到 既培养学生的创新精神与解决实际问题能力、又 显著提升课堂教学质量与学生 综合 素质的效果；与此同时， 还 可以把 课内整合模式 提升到一个更高的层次。 第 二， 是 特别关注 信息化学习环境的 创设与营造。这与 TELS 项目力图把 类似WebQuest 的 、基于网络的探究性学习引入
33、课堂教学，以便能更有效地实现信息技术与学科教学的“课内整合”设想密切相关 要想在课堂教学 过程中 开展这类探究性学习，当然离不开 基于计算机 软件的各种学习 工具和教学资源的支持，也就是“信息化 学习环境”的 支持。为此，在实施 “ TELS 整合模式 ”之前，必须下大力气开发能支持理科教学的、 基于计算机 软件的各种学习工具和相关的信息化教学资源。 （ 3） TESL 模式的 实施 下面我们 结合 TELS 四个环节（即 理科课程设计 、 教师专业培训 、 评估 和 信息技术支持 等四环节）的贯彻 落实，对 TESL 整合 模式的 实施方式作简要介绍 9。 TELS 的理科课程设计 课程是教
34、学实施的关键， 为满足中学理科教学的需要，实现信息技术对理科教学的支持，TELS 项目为 中学理科设计了 有 信息技术环境支持的 18 个主题课程模块（初中和高中各有9 个主题模块），如下 表 1 所示。 表 1 TELS 项目的 中学理科主题课程模块 初级中学 高级中学 地球科学 生物学 主题 1 全球变暖：地球； 主题 2 火成岩（ Igneous Rocks） 主题 1 鸟翅膀的进化； 主题 2 改善社区哮喘问题； 主题 3 减数分裂 (Meiosis) 下一代：多样化生存； 生命科学 化学 主题 1 减数分裂 (Meiosis)与细胞形成过程； 主题 2 探索海底世界； 主题 3 简单
35、遗传； 主题 1 化学反应； 主题 2 我们如何循环 利用旧轮胎； 主题 3 事件的阶段与阶段的变化； 主题 4 汽车使用汽油会成为历史吗？ 物理科学 物理学 主题 1 体验速度； 主题 2 氢燃料小汽车； 主题 3 热力学：探索身边环境； 主题 4 狼的生态学与人口管理。 主题 1 安全气曩； 主题 2 模拟静电。 TELS 的教师培训 为了 达到 TELS 项目 的上述目标 ，需对参与项目的教师进行专业培训，以帮助教师理解和把握 TELS 的 设计思想与 课程 要求 。培训任务由 TELS 项目的设计者和研究者承担；培训内容主要是如何运用信息化环境下的技术工具与教学资源来 支持、促进中学生
36、的理科学习，以达到有效提高中学理科教学质量的目标；培训方式是举办讲习班和个别辅导相结合。 TELS 的评估 TELS 项目的评估目的是想检验通过该项目的课程计划和信息化环境下技术工具与教学资源的支持， 能否有效实现信息技术与理科教学的整合，从而提高中学生的理科学习成绩。 为了检验 信息技术与理科教学整合的有效性， TELS 项目组结合各学科的主题 模块 制定了应达到的知识能力标准，在此基础上拟定了一套标准化的基准测试题。测试科目覆盖初中的 地球科学、生命科学、物理科学，以及 高中的 生物学、化学、物理学。 TELS 的信息技术支持 在 TELS 项目中的信息技术支持，主要体现在 ：为了项目的实
37、施 ， 项目研究组与有关企业合作 ， 大力开发 基于计算机 软件的各种学习工具和 信息化教学资源 ，以便 为课堂教学 创设、 营造生动的信息化学习 环境，使复杂、抽象的科学现象可视化，从而 帮助和促进学生对科学知识、概念的理解与掌握。 在 TELS 项目中的信息化学习环境包括“ 基于网络的科学探究环境 （ Web-based Inquiry Science Environment ,WISE）”和“ 互动学习升级系统 (Scalable Architecture for Interactive Learning,SAIL)”等两大部分。借助 WISE 和 SAIL 能有效地实现下述教与学的功能
38、： 教师 可方便地完成 TELS 课程内容的设计、修改、完善与上传 ； 学生可按事先拟定的“探究学习主题”（如关于地球气候变化、人类遗传学、汽车混合动力与循环等）， 在该信息化学习环境中，通过设计、实验、辩论、批判和解决问题等方式，让学生 既能深入 理解有关 学 科 的 知识 、 概念， 又 能运用这些知识、概念去解决实际问题 ； 便于学习小组之间的协作 ； 便于师生之间的互动。 四 .TPACK 阶段 美国探索“信息技术与课程整合”途径、 方法的第 三 阶段 1 第 三 阶段 最具影响力的 “ 整合 ” 模式 TPACK 信息技术与课程整合在美国虽然开展较早（在 90 年代的美国中小学，信息
39、技术即有较普遍的应用），但正如前面所述，在第一阶段整合的主要模式是 WebQuest, 它 关注的是学生基于网络的自主学习、自主探究；第二阶段整合的主要模式是 TELS,它 关注的是中学 理科课程设计 把初、高中 理科 的各学科内容重新 设计 成 18 个 主题模块。 TELS 模式 之所以要这么做，是想把类似 WebQuest 的 、基于网络的探究性学习引入课堂教学， 以便能更有效地实现信息技术与学科教学的“ 课内整合 ”，从而克服 WebQuest 这种 课外整合模式有利于 学生创新精神与创新能力的培养、却往往不利于中小学各学科基础知识系统学习与掌握的弊病。从上述 第一、二两个阶段的整合模
40、式可见，它们的主要关注点是“ 技术 ”（强调“基于网络”，也就是 “信息技术环境下”的学习）和“ 学生 ” （ 强调学生的“自主学习、自主探究”）；在第二阶段虽然也开始关注 “课内的整合”，但其目的只是想把基于网络的 自主探究学习引入课堂，也就是说，在前 两个阶段的整合过程中都 是特别强调“技术”和“学生”对技术的自 主运用，而没有 认真关注 “ 教师所需的知识 ” 和 “ 教师在将信息技术整合于学科教学过程中的重大作用 ” 。显然，这是 美国大力推进教育信息化进程中存在的问题与缺陷，并将对其今后教育信息化能否健康、持续、深入发展产生直接的影响。 在美国，最早发现这 类 问题与缺陷，并力图加以
41、纠正的学术机构是“ 全美教师教育学院协会创新与技术委员会 ”。“ 全美教师教育学院协会 ”（ American Association of Colleges of Teacher Education,简称 AACTE）是 全美 各大学的“ 教师教育学院 ”之间的联合团体 ；“创新与技术委员会”则是在该 协会 内、专门为促进教育中的 技术创新而 成立 的一个领导机构。该 委员会通过对美国自 90 年代以来实施信息技术与课程 整合大量案例的回顾， 又 结 合AACTE 自身 在各级各类学校中长期开展中小学教师培训的实践经验，终于发现了上述问题与缺陷，并决心予以纠正。为此， 该 委员会在 2008
42、 年编辑、出版了一本在美国几乎是每一位教师都必须认真学习的理论手册 “ 整合技术的学科 教学知识：教育者手册 ” 10。诚如“创新与技术委员会”主席 Joel A. Colbert 博士和“教师教育领域杰出终身成就奖”获得者 Glen Bull 教授共同为该手册中文版撰写的序言中所言 10：这本“手册” 不仅 对于美国自 90 年代以来在推进教育信息化、实施信息技术与课程 整合 过程中，从过分强调“技术中心”的观点转向“真正的、针对每一个学科内容领域的技术整合非常关键”；而且 这本“手册” 还 会改变“教师的培养方式”和“技术在教育情境中的应用方式”。 由于 AACTE 长期以来， 在全美 教
43、师教育领域为促进教师的专业发展（特别是中小学教师的专业发展）作出过很大贡献； AACTE“创新与技术委员会” 的 使命，又一直是在为教育中的技术创新提供组织领导、实施建议 与理论支持，所以， AACTE“创新与技术委员会”主编的 “整合技术的学科 教学知识：教育者手册 ” 一书，在 2008 年由隶属 泰勒 与弗朗西斯（ Taylor & Francis）集团的劳特利奇（ Routledge） 出版 社 出版 后，在美国教育界被普遍认同，并被广泛引用，尤其是在中小学教师中更受欢迎！ 由于 “整合技术的学科 教学知识 ”这一 名称 的英文首字母是 TPCK(后改为 TPACK)，如上所述，关于“
44、 整合技术的学科 教学知识 ”（即 TPACK）的学习与运用， 不仅 对“每一个学科内容领域的技术整合都非常关键”；而且 还 会改变“教师的培 养方式”和“技术在教育情境中的应用方式”。 可见 ， TPACK 不仅 是一种 整合 了 技术的 全新 学科 教学知识 ，还日渐 发展成为一种能将信息技术整合于各学科教学 过程 的全新可操作模式；而且自 2008 年以后，随着 上述 AACTE“创新与技术委员会”主编的“ 教育者手册 ”的日益广泛发行与应用，以 TPACK 为 代表的 整合 模式正在对美国各级各类学校（特别是中小学）的学科教学产生愈来愈大的影响。 2关于 TPACK 模式 的内容及实施
45、 （ 1） TPACK 模式产生 的 背景 如上所述， AACTE 创新与技术委员会 通过对美国自 90 年代以来实施信息技术与课程整合大量案例的回顾， 又 结 合 AACTE 自身 在各级各类学校中长期开展中小学教师培训的实践经验，发现了美国多年来在大力推进教育信息化、实施信息技术与课程 整合 过程中，在取得 WebQuest 模式 和 TELS 模式 等影响遍及全球的成功经验的同时，也还存在只强调“技术”和“学生”对技术的自主运用，而没有认真关注“教师所需的知识”和“教师在整合过程中的重大作用”这类问题与缺陷，并决心予以纠正。怎么纠正呢？这就成了 AACTE 创新与技术委员会 在 2005
46、 年秋天到 2007 年春天这段时间的中心议题。例如，该 委员会 首先在2005 年秋成立了 一个“共识讨论小组”，专门讨论现代教师面临的是何种挑战以及应如何去应对这种挑战。在这样的背景下， 委员会的成员之一，来自威廉玛丽学院的 Judi Harris 博士 ， 建议委员会应解决与教育技术有效整合相关的关键议题；并向委员会介绍了 密歇根州立大学 Matthew J. Koehler 博士 和 Punya Mishra博士 近年来在这一领域所做的创新探索 他们在 80 年代 Shulman, L. S.研 究 的 基础上 1112，提出了一种整合教育技术的全新概念框架。 Shulman 教授认为
47、，教师知识涉及学科内容知识（ Content Knowledge CK）与教学法知识（ Pedagogical Knowledge PK）的复杂互动，断言能否正确理解这两种知识之间的关系，对于教师具有特别重要的意义；而这两种知识的有机结合就是学科教学知识（ Pedagogical Content Knowledge PCK）。密歇根州立大学所提 概念框架 的创新之处，是 在 Shulman 的学科教学知识（ PCK）基础上加 入 了技术知识 这种“加 入 ”并非简单的叠加，而是通过“整合”形成一种新的知识，即“整合技术的学科教学知识”（ TPCK Technological Pedagogic
48、al Content Knowledge）。 Judi Harris 博士 的上述 建议 引起了 AACTE“ 创新与技术 委员会 ”领导核心的高度重视，他们敏锐地意识到，如果广大教师都能很好地理解、掌握 TPCK 知识， 并贯彻、落实到各学科的教学实践中去，定可有效地克服 在前 两个“整合”阶段中都是只强调“技术”和“学生”对技术的自主运用，而不太关注“教师所需的知识和教师在整合过程中的重大作用” 这类 问题，并将对今后教育信息化 的 健康、持续、深入发展产生直接的影响。于是该 委员会 决定，要尽 快编辑、出版一部以介绍和推广 TPCK 为中心内容 的理论手册。由于 TPCK 涉及各学科的教学知识，所以 委员会 不仅确定了“数学、科学、语言艺术、社会学、世界语言和艺术教育”等学科领域，还为每个学科领域的章节选定在该学科领域被普遍认可的学者去撰写；为了使该 理论手册能真正有效地应用于真实世界的课堂， 委员会 强调必须将 TPCK 内容融入 K-12 的 课堂情境之中，并且每一章都应提供来自 K-12 课堂 的 教学案例。 在上述思想指引下，由 该 委员会 主编并由
