TPDCK視域下中小學創客教師知識結構現狀調查與分析

龍麗嫦?何淑茵 梁志成?高偉光?呂小珍

隨著工業社會3.0的發展，全球對創新人才的需求和競爭日趨激烈，創客以“創造、發現、興趣、設計、制造、協作”等核心精神吸引了廣大的教育工作者[1]，在我國掀起熱潮。但是隨著創客教育實踐活動的開展，不難發現，由教師群體認知和能力差異帶來的對創客教育有效開展的影響甚為顯著。究竟“誰能勝任創客教師角色”“創客教師應具備什么知識結構”等問題突出，成為影響認識“如何有效開展創客教師研訓工作”的首要問題。要制訂符合學習認知特點的有效培訓，就需要對現有師資情況有針對性進行調查、診斷和分析。本文基于整合技術的設計性學科教學法知識（Technological Pedagogical and Design Content Knowledge， TPDCK）結構模型[2]，對創客導師、骨干教師、初訓學員和創客“發燒友”四類創客教師群體進行知識結構調查。

一、調查方法

（一）問卷的設計

TPDCK模型框架，是研究團隊在TPCK（整合技術的設計性學科教學法知識）模型的基礎上，針對創客的造物特性增加了D（Design）元素創構而成的框架。因而，TPDCK模型既包括原有TPCK的T（技術）、P（學科教學法）、C（學科內容）元素，又包括新增D元素及其組合生成的元素[3]。由于TPDCK模型框架組成元素較多，為聚焦關鍵元素蘊藏的特征和規律，在調查創客教師組合知識情況時選取以CK（學科內容知識）為主導的組合元素，包括DCK（設計性學科內容知識）、PCK（學科教學法知識）、TCK（整合技術的學科內容知識）雙組合知識和PDCK（設計性學科教學法知識）、TPCK（整合技術的學科教學法知識）、TDCK（整合技術的設計性學科內容知識）和TPDCK（整合技術的設計性學科教學法知識）三組合知識[4]。同時，研究還探討情感態度與元認知水平和創客教師知識結構的關系?；诖?，研究編制了《中小學創客教師知識結構調查問卷》，分背景信息、基本知識、組合知識、情感態度與元認知四部分，其中，第二、三、四部分采用五點李克特量表進行調查。具體見上頁表1。

（二）調查對象

為增強研究的科學性和有效性，問卷樣本來源于以下四類對象：第一類是承擔廣州市創客實訓的資深創客導師（以下簡稱“A類教師”），他們深耕教學一線多年，與本研究項目組有3-6年深度共建共創；第二類創客骨干教師（以下簡稱“B類教師”），是跨廣州、清遠和揭陽市的實踐共同體成員教師，既有承擔實訓又有參與培訓學習的經歷，但實踐深度不一，與項目組有1-2年的基本共建共創；第三類是初訓學員（以下簡稱“C類教師”），來自廣州、河源和清遠市，大部分初次參加實訓，部分開展過校內實踐，與本項目組沒有開展共建共創活動；第四類是創客“發燒友”（以下簡稱“D類教師”），是省外活躍在線上創客社群的創客機構人員和創客愛好者，有一定實踐深度和實訓主講經歷，但與本項目組無共建共創。在后續分析時，將重點對比具有深度實踐與實訓經驗的A類教師與D類教師知識結構現狀，以及經歷培訓時間和深度不一的A類、B類、C類教師知識結構現狀。

（三）信度與效度分析

為保障問卷的合理性和有效性，項目組邀請若干理論專家指導修改問卷結構，并邀請骨干教師對題目表達進行驗證和完善。在信度分析上，本研究采用內部一致性（Cronbachs α系數）進行檢驗，問卷中第二、三、四部分的總體α系數為0.984，表明問卷具有較高的穩定性和內部一致性。

二、數據分析與研究發現

研究通過問卷星、UMU平臺和紙質版問卷采集線上線下問卷共計333份。剔除無效問卷后，回收有效問卷為289份，有效率為86.8%。其中A類教師問卷26份（9%），B類教師問卷124份（43%），C類教師問卷46份（16%），D類教師問卷93份（32%）。

（一）創客教師的背景信息分析

從性別上看，樣本中男女占比相近，反映出從事創客教育實踐的男女教師比例尚均衡，男性數量略高于女性。從年齡分布上，近80%創客教師集中30-50歲間。從在專業背景上，以計算機（36.0%）、教育技術（22.5%）、物理（15.9%）等理工科類為主。從任教學科來看，以信息技術（63.3%）為主。從實踐經歷看，近80%教師有參加培訓與實踐經歷，其中參加過培訓且有實踐經歷的占59.5%，具有參與培訓的經歷或開展創客項目制作和教學經驗的老師占23.9%。但從對創客空間（實驗室）的熟悉程度看，僅13.5%教師對創客空間（實驗室）非常熟悉，并能獨立開展設計與指導搭建，而且主要集中在A類和D類。

（二）創客教師知識水平分析

1.創客教師基本知識情況分析

A類、B類、C類、D類教師的基本知識水平值分別為3.95、3.21、2.40和3.71，標準差分別為0.67、0.81、0.79和0.76。由此可見，C類教師基本知識水平最低，A類教師基本知識水平最高且內部差異性最小。

創客教師的CK最為薄弱，且群體間差異最為顯著，著重表現在C類教師與A、B類教師的差異上，成為影響TPDCK知識水平的主導因素之一。這既表明創客教師的CK能力受專業背景影響較小，僅掌握跨學科知識集群中的部分元素；也表明CK受到實訓經歷與實踐經驗的影響。因此，在對創客教師的培訓中，抓準抓好CK培訓尤為重要。

創客教師的PK水平最高，且群體間差異顯著度最低。表明經歷師范教育后，教師群體在通識性學科教學法的認識上具有較高統一性。值得注意的是，A類與D類教師之間僅在TK上有顯著差異，在其他知識上均沒有表現出顯著差異。

2.創客教師學科內容知識差異性分析

TPDCK模型框架指出，創客教師的學科內容知識（CK）是多學科知識的知識群，由創客教育與創客公民素養培養關系的知識（CK1）和創客教育作品設計與制作技術知識（CK2）組成[5]。其中，CK2包括創客教育制作技術的元工具知識（CK2-1）、創客教育作品裝置電路技術知識（CK2-2）和創客教育作品結構與外觀的設計與制作知識（CK2-3），而CK2-1還可進一步分為理論知識（CK2-1-1）和實踐知識（CK2-1-2）。

研究經單因素方差分析（具體見表2）得知，教師群體的CK2-3得分較高，CK2-2得分較低且群體間差異較小，表明創客教師對裝置電路技術知識掌握不夠。值得注意的是，C類教師的CK1、CK2-1-2、CK2-2得分較低，而CK2-3得分較高，在開展創客教師培訓時，應重點關注有利于激發學習動機的創客教育與創客公民素養培養關系的知識，以及更具操作性的元工具操作與裝置電路技術知識。

3.創客教師組合知識情況分析

A類、B類、C類、D類教師的雙組合知識水平分別為4.18、3.35、2.72和3.93。其中PCK平均水平最高（mean=3.83）且最為集中（SD=0.86），DCK平均水平最低（mean=3.27）且較為分散（SD=1.18），這可能與教師群體具有較高水平的PK和較低水平的CK和DK有關。經單因素方差分析可知，TCK的群體間差異最為顯著（F=27.43），是影響TPDCK知識水平的主導因素之一。此外，經配對t檢驗可知，只有A類教師知識結構較為均衡，內部各知識結構維度間不存在顯著差異。

A類、B類、C類、D類教師的三組合知識水平分別為4.08、3.26、2.68和3.88，均低于雙組合知識水平。其中TPCK水平最高（mean=3.65）且最為集中（SD=0.98），TDCK水平最低（mean=3.38）且最為分散（SD=1.11），這可能與教師群體具有較高水平的PCK和較低水平的DCK有關。然而，具體到每類教師，卻可以發現其最低知識水平維度不盡相同，這種教師間復雜的知識結構差異將給創客教師培訓帶來更大挑戰。

4.基本知識與組合知識的相關分析

根據實踐經驗可以發現，不同教師的基本知識水平與其組合知識結構差異之間存在相關關系。為驗證這一猜想并深入挖掘二者之間的關聯性，研究進行基本知識與組合知識的相關分析。結果表明：CK與組合知識具有顯著相關性且相關系數最大，緊隨其后的是DK。但對A類教師而言，CK與組合知識的相關系數最小，究其原因是CK與PCK和TPCK之間不存在顯著差異。具體到不同知識結構，CK與DCK、TCK、PDCK、TDCK的相關性最高，DK與PCK和TPDCK的相關性最高，TK與TPCK相關性最高。

（三）創客教師情感態度與元認知分析

1.情感態度與元認知情況分析

A類、B類、C類、D類教師的情感態度與元認知水平分別為4.14、3.42、3.06和3.92，M1、M2、M3、M4、M5、M6的得分分別為3.57、3.64、3.25、3.65、3.40和4.24。這表明創客教師群體對創客教育具有較高的熱情和元認知，但對創客認知和實踐能力的元認知上較低，尤其在C類教師群體上的表現更為明顯（均值為2.41）。

2.情感態度與元認知情況對創客教師總體知識水平的影響

為探討創客教師情感態度與元認知情況對知識水平的影響，研究展開偏相關分析。結果表明，在控制群體類型變量的前提下，情感態度與元認知情況和總體知識水平顯著相關。進一步展開回歸分析，發現M3、M1和M5對知識水平的貢獻度最高。這意味著創客教師對創客認知和實踐能力的元認知、對專業學習力的元認知以及對新事物新技術接受度的元認知將影響其知識水平。

三、結論

創客教師CK（學科知識內容）知識群的薄弱點在創客教育作品裝置電路技術實踐知識（CK2-1-2）和創客教育作品裝置電路技術知識（CK2-2），這是創客教師區別于學科教師所必須具備的程序性知識。因此，在開展教師實訓時須重點關注教師電子電路領域知識塊的培訓與學習。

創客導師（A類教師）和創客“發燒友”（D類教師）只在技術知識（TK）上存在群體間差異，且A類大于D類。A類教師群體顯現出豐富的實踐實訓經驗，其水平值明顯高于D類教師。具體表現為，會采用線上研修空間搭建學習資源庫等手段輔助線下創客實訓有效開展[6]，體現較高的TK水平。這意味著若要廣泛推廣創客活動和提升創客教師教學能力，就要加強創客教學法示范推廣的力度，讓體制內承擔創客教學和體制外愛好創客、或開設創客機構的技術員或教師，在整合技術手段高質量培養創客學生的教學法上有認識、有提升。

CK（學科知識內容）和TCK（整合技術的學科內容知識），是創客教師整合技術的設計性學科教學知識（TPDCK）產生差異的主導因素，這與本研究預設的CK和DK知識是主導差異的因素有不同，也是意外收獲。筆者推測分析是目前處于創客起步發展階段，與問卷題目設置在DK知識設計上偏基礎、偏通識而引起DK差異區分不明顯有關，有待進一步的定制調查與分析。同時可得，跨領域的學科知識集群可以通過集中時間的創客實訓習得，而使用信息技術工具輔助創客教學實踐，則涉及創客教師的教學實施問題，需要通過實踐共同體成員間知識的共建共享獲得。

四類教師群體在創客教育情感態度與元認知水平上存在群體間顯著差異。這種差異主要體現在對創客認知和實踐能力的元認知上，而這又傳遞影響著TPDCK水平。這意味著當參訓者能從培訓中提升實踐能力、收獲成就感，便可激發其主觀能動性更好投入后續培訓課程的學習。由此，以有效的培訓方式彰顯實訓教育價值，是吸引、促進創客教師進一步在創客領域耕耘的重要手段。

參考文獻：

[1]趙曉聲.創客教育的緣起、啟示及實踐路徑[J].高等繼續教育學報，2016，29（6）：68-72.

[2][3][4][5]龍麗嫦，梁志成，尹睿.創客教師知識結構框架的構建與生成機理分析[J].電化教育研究，2020，41（9）：115-122.

[6]張德成.基于創客教育理念的中小學教師信息技術應用能力提升培訓[J].中國教育信息化，2017（8）：75-78.

注：本文系全國教育信息技術研究2018年度重點課題“TPCK視域下的區域性創客教師研訓中心的構建與實施”（項目編號：184420027）、2019年度廣東省基礎教育信息化融合創新示范培育推廣項目“有組織教師社群‘互聯網+研修”（教師發展項目）、2019年度廣州市教育科學規劃重點課題“TPCK視域下創客教師社群研訓模式的實證研究”（項目編號：201911994）研究成果。

責任編輯 黃博彥