【境内专家报告】张俊彦:应对COVID-19挑战的在线TPACK模型

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为贯彻立德树人教育目标,助力广大中小学校发展学生核心素养,北京师范大学“社会性科学议题学习”项目组于2023年1月7日至8日在线召开“以社会性科学议题学习促学生核心素养发展”2022年学术年会。会议着重研讨了证据驱动、素养导向的社会性科学议题教与学的理论与发展模式,展示交流了国内外社会性科学议题学习的设计与实践应用研究,进一步打造社会性科学议题学习的合作交流平台与专业团队。

四大主题

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本次会议共设中科院院士报告1场、国际专家报告7场、国内专家报告10场、6所项目合作校的案例展示以及3位特邀专家点评。会议持续四个半天,由“京师继教”视频号、“强师在线”平台直播,每个半天均有数千人在线参会,点击量上万,受到了广泛的关注。为此,会务组整理会议内容,将陆续在项目微信公众号(AISL科学素养提升)和项目网站(http://aisl.bnu.edu.cn )同步分享,欢迎关注!

今天与大家分享张俊彦教授的主旨报告(文中仅为作者个人学术观点),欢迎阅读!转载或引用请注明出处。


 

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今天很高兴有这个机会跟各位分享我们最近的一些新研究主题。今天的学术年会主要朝向社会性科学议题促进学生核心发展的主题,在这个题目下,师资的培育是非常重要的,老师需要利用新的信息技术,在他的课堂上实施教学,我们称为TPACK。这其中很多教学都是与社会性科学议题有关的。虽然我今天讲的并不直接与社会性科学议题相关,但其中的培训模型其实是很适合用在社会性科学议题教育中去训练老师的,无论是职前老师还是在职老师。

现代师资应具备的素养

我今天主要的内容分成五个部分,在过去这一年来我受国际间邀请讲了多场与此主题有关的报告,首先,我向各位分享我们所谓的“现代的师资”应该要具有的素养,我们TPACK,是教学、科技、学科内容知识整合的一个体系。我们希望能够在新的情境之下更好地培养教师,不只是科学师资,我相信所有师资都需要TPACK。十年前我们建立了一个模型,叫做MAGDAIRE模型,发在两个国际重要的杂志上。在2019年,我们发现MAGDAIRE 模型需要持续精进,因此后续我将跟各位介绍,在3年前我们新开发的一个称为“DECODE”的模型,这个DECODE模型不只可以用在实体教室的师资培育,也可以用在全线上的师资培育。我们去年从台湾的国科会接到一个发展全线上形式的师资培育项目,这个项目不需要用任何实体教室。以下我将很快地介绍我们做的相关研究和一些反思。

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首先,我相信各位可能很多人都听闻TPACK,也就是科技、教学、内容知识的整合。如果我们回顾学科教学、学科内容知识、学科教学知识的研究,可以发现,最重要的一个学者Shulman,他提出教师除了需要有内容知识之外,还需要有学科教学知识,教师需要知道怎么样把内容用很有效的方法呈现给学生,让学生能够理解。

但是,在1980年PCK提出之后,加上九零年代后,科技发展得越来越迅速,包括网络、app等新技术推陈出新。学者Mishra提出一个最有名的理论,即所谓的一个老师,他需要同时具备学科知识、学科教学知识和科技知识,这三者的整合称为“整合科技学科的教学知识(TPACK)”。要成为一个合格的老师是越来越困难的,因为他必须要拥有很多的知识,并把这些知识同时整合起来。在图中,可以看到三个主要的圈,它们之间存在交叠。例如,最右边交叠的两个圈叫做学科科技内容知识,就是使用什么样的科技、呈现什么样内容的知识。最终,三个圈交叠的部分就是教师可以整合学科内容,又可以整合学科教学,又可以整合学科。想想看,当一个老师真的很不容易,他需要能够整合这么多的知识。

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在TPACK模型基础上,职前老师的培育课程中,我们之前有一门叫做“教学媒体”的课,“教学媒体”这已经是几十年前的字眼了。这门课不是必修的专业科目,所以就代表台湾在这部分其实进步的还不够快。当然,我们不能等政府制定政策以后我们再来做,因此台湾有很多不同的研究者,包括老师,即使没有经过训练,他们都知道要怎么用、用什么样的现代科技。尤其过去两年受到新冠疫情的影响,很多事情改到线上执行,现今这个后疫情的时代将回到实体跟线上的融合。因此把TPACK融进课堂中与师资培育是非常重要的。

MAGDAIRE模型与DECODE模型

十年前左右,在台湾师大的一门课,我们请老师用Adobe研发一个flash的教材,开发完之后,他们必须要去和同侪讨论、修改,最后试教。从那时候起,我们将这一连串的行为叫做MAGDAIRE模型,也就是M模型。虽然这是很不错的模型,但这样的模型有它的缺点,最大的缺点就是它非常耗时,我们是花一整学期的时间,学生同时要学怎么用Adobe去研发他要上课的课的教材,然后同侪给他意见,反馈之后他要修改,修改的时候,还要再应用一次,整个过程非常耗时。

另外一个原因是,那个时候Adobe Flash Player非常有名,但各位年轻的朋友可能都知道,Adobe最近也在走下坡路了,所以我们跟着科技走,可是科技常常很快就被淘汰或是不见了,或是又换了一个新的科技。无论如何,我们的模型背后的精神是一致的。后来,我们就把它改成了现在的,所谓的DECODE模型。

接下来我会花十分钟的时间来详细介绍我们的DECODE模型。一个总结是,当初的M模型实际可以增进老师的TPACK知识,这个我们非常确定。我们当初M模型的时候觉得很棒,老师自己用动画开发了它的素材,里面有很多与社会性科学议题有关的素材,交流了之后得到反馈,教师也在实作的同时发展了各项TPACK知能。

可是,Flash在2020年就被终止了,如果Flash无法使用,以前开发的东西就全都消失了。所以,科技它不断在改变,它改了之后你就又要再学另外一个科技。那么,我们有没有可能开发一个模型,这个模型与科技怎样进展都无关的呢?十年前,我们的团队开发了一个叫做CCR、功能非常强大的网站。我刚才有提到,M模型本身的不利之处在于它太复杂了,花了一整个学期16周的时间,一个礼拜二到四堂课,要花这么长时间不断的反复训练,然后自己开发教材,这其实是没有那么有效率的。

于此,在2019年的时候,我们把M模型进化为DECODE模型。这个模型背后的概念也很简单:首先,不管是什么样的科技,作为师培的老师,他自己在课堂上先从头到尾展示这样的科技在他的课堂上怎么用,作为一个示范的课程,我们如果用CCR当一个例子,我就会用CCR示范一个两个小时到四个小时的课程,还有怎么去设计一个微课程去教课;然后,学生学到科技之后,他们就自己一起来学,怎么样用这样的科技设计的一个课程,这里的科技可以是各种现在线上的科技,例如说像腾讯会议,也可以当做是一个科技;最后他们一起来教这个课程,接着会收到同侪和老师给他的一些反馈,反馈之后他再重新修改,然后再分享他们怎么做修改。所以,这是一个反复调整的过程。如果你还要学习新的科技,那么你可以再重复这样的一个DECODE的循环。

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我们最近跟印度尼西亚教育大学合作,在去年年底,在越南和印度尼西亚开始做DECODE相关的研究。现在DECODE后面还加了一个R,这个R就是Real Classroom,因为现在是在师培的课程里,而教师是会用科技在实际的课堂上的。老师训练完之后,他在他的课堂上使用,我们去观察他的课堂上是不是会发生改变。所以,在将来的研究里面,各位会看到DECODER的字眼。

研究一

最后,来跟各位介绍我们曾经做过的几个研究。首先,第一个研究是2019年在泰国的科学高中,它是在全泰国第一的科学高中做的研究。这是我们第一次在那边用CCR跟他们上课。泰国这个高中的老师当初参加研究的人数总共有几十位老师,简历非常扎实,而且大部分都有国外的学位。我先进行示范信息、上课。上完之后学生就开始试着用这个科技来设计相关的课程。

接下来几个例子:空气污染的课程,另外一个是PM 2.5的课程,还有地壳等不同的课程,包括海中的塑胶物,这些其实都跟社会性科学议题有关。这些在职老师他其实就设计了这些课程,之后他们就开始来一起来教这个课程,并且当场测试他们的课程。然后其他的老师当作学生给他们反馈,大致上,老师在这样的课程都有很真实的反应。

在这一两年里,我们在台湾也实施DECODE研究,是在我自己的课堂上进行这样的实验。总共是有60个学生,大致上都是大学生,也都是师培生。这个研究中,前面六十分钟先进行前测,然后是我的示范;中间六十分钟,他们就开始去学怎么用CCR,怎么去设计这个课程;最后的两个小时,他们会进行课程演示,并得到反馈,修改他们的课程。这是当初我们在这个课程里面用的TPACK的前后测的问卷,还有学生互相给对方的一些反馈,包括他们对这个DECODE模型的感想。

最后在这60个学生的研究中,我们得到一个很好的结果。可以看到,只要跟科技有关的部分的项目,全部在后侧都有很显着的提升,而且它的效果量都超过0.8,是大的效果量。各位可以看出来,可是在学科知识和教学知识等内容方面,PCK都没有显着变化。这也很合理,因为我们其实是把CCR融入在里面的,所以针对内容跟学科教学并没有那么特别去强调。但在将来研究里面,可以把它强调。

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学生给DECODE模型一些回馈,他们觉得这是很不错的方法,当然呢,他们也觉得有些地方可以加强。我们继续开发了不同课程,包括地震、显微镜、塑胶与环境,还包括基因工程等。学生还会给每一组不同的课不同的回馈,包括认为它的优点在哪里,它的缺点在哪里,结束之后,学生就可以针对他们的有缺点的地方可以再去做修正。所以,我们可以看到在这个前置研究里面,科技有关的因素都显着地提升了,那在其他地方呢,我们还可以看将来课程上怎么把内容的部分在做相关设计。

研究二

我跟各位介绍我们一个最新的研究,是去年在疫情期间,做的一个全线上的DECODE模型研究。我们叫它“探究导向的线上教学”,是给越南的一个大学的师培生做的研究。这个研究是完全线上的,因为将来疫情很有可能会再来,会发生什么样情况我们不知道。即使没有疫情,很多课程也都从线下改成线上,或者线上跟实体交互的形式。我们就发展一个全线上的DECODE模型,在全线上的模型里面,要特别强调科学师资怎样把探究这件事情放在未来的课程里。我们关注如何帮助老师开发一个以探究为本的课程,这个课程强调探究,不只是探究的教学,也强调学习活动。

在我们最新研究中,我演示了一个示范的课程,课程叫做恐龙真相还是恐龙幻象,让学生去探究在影片中是真的还是幻象。这是一个用CCR的示范课程,结束之后,师培生使用CCR去设计课程,然后进行教学,教之后我们给他反馈。我们做全线上的DECODE模型的时候有一些相关的研究问题,包括这个课程如何影响职前教师的TPACK?怎么影响他们对线上探究课程的知觉?以及相关的影响因素。不同的研究问题,呼应到DECODE的不同阶段。

可以看到,从前测到后测,在很多部分都有很显着的增长。把探究精神放进去,补强了我们前次研究的不足。前面的研究比较偏向是科技,现在把探究精神放进去之后,从内容知识到教学知识,到学科教学的知识,每一个部分其实都有显着的提升。也就是说,如果你的课程不纯粹是引进一个新的科技,也把科目的内容,例如在科学探究融入的话,也可以收获很好的效果。现在越南、印度尼西亚等东南亚国家在跟我们一起合作,实施线上的DECODE模型。

总结来说,用这样的模型,其实对于教师来说,有一些地方有挑战,但是真的帮助TPACK的增长。我们会继续往下去做一些相关的研究。科技变化的很快,虽然CCR已经有十年了,但是我相信未来有AI或者其他可能会继续发展。所以,我们应该是不管科技怎么变化,最重要的应该是掌握TPACK。在1986年最重要的工作中,Shulman说,有能力的人,就去做吧;理解了的人,就去教吧;真正理解,也就是掌握了TPACK的人,你可以教得非常好。

我的报告就到这里,谢谢!