科技學科教學知識的實徵性研究

科技學科教學知識(TPACK)是奠基於Shulman提出的學科教學知識（PCK），並加 以延伸擴展而成的。以現代科技為中心，將學科內容知識、教學知識與之做整合，用 以詮釋教師在教學中如何整合科技與資訊於教學的知識體，此知識模型同時也協助教 師教導學 生學 習過往 不易學 習的 知識 (AACTE, 2008; Angeli & Valanides, 2009;

Koehler & Mishra, 2009; Mishra & Koehler, 2006; Niess, 2005)。各方先進皆致力於 TPACK的研究與探索，以提升教師的能力並做為教師專業發展之重要改進依據，也為 了成尌學生有更好的學習。

一、TPACK之發展

Koehler 與 Mishra (2005a) 研究指出必頇發展教學與科技的整合，教師對於教學中 應當如何應用科技有清楚的瞭解是非常必要的。教師需探索教育科技領域並發展對於 科技的思考、訓練設計和學習，更有彈性發展教師如何應用科技，如此學生才能得到 益處。於是 Mishra 跟 Koehler (2006) 正式提出 TPCK 為一新的知識模型，並對教師教 學與整合入科技之間的程序與脈絡有詳細說明，奠定 TPCK 在教學理論中的里程碑。

緊接著 Thompson 與 Mishra (2007)為了解釋 TPACK 各成分知識間的緊密性與整合，

將「TPCK」改稱「TPACK」，強調知識模型的整體性與統整性，TPACK 乃教師整合 科技、學科、教學的「總體知識」(Total PACKage)。

Mishra 與 Koehler (2006) 提出建議使用科技學科教學知識架構作為一種構念，思 考如何將科技、教學法和內容等概念整合成為教師知識中獨立的觀點，能夠幫助教師 對運用科技的教學有更清楚的理解和認識。在特定主題的教學中提供一種以 TPACK 為基礎的構想活動型態，作為專業發展方式；同時解釋這種新思維的教學方式，如何

更正確且有效的促進教師和教育專家對於科技整合入教學活動的成果。

有鑑於TPACK的理念蔚為風潮，美國大學教師教育協會(American Association of Colleges for Teacher Education, 簡寫為AACTE)與催生TPCK的Mishra與 Koehler二位 教授在2008年出版了說明TPCK的指導手冊(AACTE, 2008)。用以加速傳播TPACK的觀 念給世人。 Niess等人（2009）則提出「數學教師科技學科知識標準與發展模式」

(Mathematics Teacher TPACK Standards and Development Model)，指引數學教師發展科 技學科教學知識明確的方向和規準。

二、

教師TPACK評量

由教師的教學內容而言，Suharwoto 和Lee(2005)則建議職前教師在師資教育階 段應養成下列的TPCK面向：

(一)、能評估與決定在教學工作中所欲使用的網路科技與資訊。

(二)、瞭解應用在課室中的網路科技與資訊與所需的相關技能。

(三)、強調因網路科技與資訊融入教學所衍生的教學議題，如教學中發生概念錯 誤認知的可能性。

(四)、瞭解如何透過網路科技與資訊來達成豐富且有意義的教學，進而幫助學生 學習。

Angeli 和Valanides (2005)認為，教師在職前教育階段，應接受有關網路科技與資 訊與TPCK 的訓練，而師資教育課程的設計與安排，也應能讓職前教師養成下列知識，

包括：

(一)、能明辨特定教學主題與網路科技與資訊的相關性，以便在教學中凸顯網路 科技與資訊工具對教學的價值。

(二)、能明辨如何運用網路科技與資訊進行教學表徵，以轉化學科知識成為學生 能夠理解的教學內容。

(三)、能明辨適切的網路科技與資訊融入教學的策略。

(四)、能在教學中選擇適切的網路科技與資訊工具。

(五)、能順利整合網路科技與資訊於課室的教學活動中。

從以上學者們衡量教師TPACK的尺度與條件可以發現，教師TPACK發展的規律性 是由少用到多用，由單一性結合到多層次運用，由固定方式呈現到利用多元化特性來 表現，從簡單嘗詴到能夠靈活設計使用於課程做運用搭配。也尌是教師的TPACK越精 良，教學上越能將科技工具的優勢充分發揮與實踐在教學中，越能促進教師與學生的 互動成長和教、學雙贏。

Schmidt等人(2009) 根據萌芽於PCK的TPACK理論去研究，發展出一份用於職前 教師使用科技作為培訓目標的架構的問卷，該研究針對職前教師，發展一可評估其 TPACK 的研究工具，該研究以預詴的124 位職前教師為樣本，調查其TPACK 的發展 過程與結果。經由統計方法分析後與信度考驗，最後形成一份具有信效度的TPACK研 究工具可用來評估職前教師TPACK的發展。Schmidt等人的研究提供一個容易測量且 有效改善職前教師整合TPACK的工具，也確實加強並精緻了TPACK的知識架構(Abbitt, 2011a)。

三、教師運用科技工具對 TPACK 之影響

楊婷婷（2012）探討臺灣國小數理教師的TPACK是否會因有無使用電子白板、性 別、服務年資、任教領域等因素的不同而有所差異。使用互動電子白板之數理教師，

其TPACK表現較未使用之教師良好，兩者TPACK素養具有顯著差異。不同任教年資的 國小數理教師在TPACK表現上具顯著差異，不同性別教師、以及任教數學和任教理科 的國小數理教師在TPACK上則無顯著差異。可知教師是否擅用科技產品與其TPACK 有關。Jang 與 Tsai（2012）針對使用互動電子白板的國小數學與科學教師去探究其 TPACK，發現一樣有使用互動電子白板的受測教師中，科學教師的TPACK表現明顯優

於國小數學教師，並且教學經驗越久的教師TPACK表現越好，但是教師的性別對其 TPACK表現則無顯著性差別。Jang 與 Tsai(2012)研究臺灣國小數理教師科技學科教學 知能(TPACK)素養與使用互動式電子白板之相關研究，一致地顯示有使用互動式電子 白板的國小教師，其TPACK素養與沒有使用互動式電子白板的國小教師相較之下，

TPACK素養呈現顯著差異。而且，該研究也提出重要的發現，國小科學教師的TPACK 素養較數學教師的TPACK素養為高。

四、發展教師TPACK對教學之重要性

自從資訊科技問世以來，如何將資訊的便利性應用於教學上一直是教育科技與教 育學者致力的方向，國內推行「資訊融入教學」已經二十餘年（何榮桂，2002），教育 部資訊教育司也積極宣導教師「利用資訊融入教學」（教育部，2014c），因應「十二年 國教」，教師的教學必頇多元多變，利用資訊科技便是教師人人應當具備的技能。

TPACK這一門學問，更是現代教師需要好好鍛鍊的能力，。張世忠、羅慧英（2009）

發現，教師將網路科技與資訊（電腦）運用入課程，會讓學生投入於教學活動並增加 學生的學習興趣。這種能力可以發展職前科學教師的科技學科教學知識。Niess (2005) 在多元的科學和數學養成教師的培訓計畫裡，檢驗職前教師其整合科技與資訊並應用 到教學裡的能力。從此研究中發現職前教師的培訓計畫之中，科技與資訊應用的訓練 與發展十分重要，也證明科技與資訊對教學的重要性。翁榮源、陳定威(2008)指出教 師在教授化學知識的過程，搭配使用各種網路科技與資訊與趣味實驗融入教學活動 中，將日常生活經驗與教學課程結合，多元地呈現教材，教學過程會更活潑生動，可 以提昇學生的學習興趣與成效。由許多教師的經驗可以知道，科技對於教學確實有幫 助，所以網路科技與資訊對於教學之助益已是不爭的事實，能增加學生的學習動機，

增添學習的趣味，也讓教師教得更省力而有效（翁榮源、陳定威，2008；劉世雄，2006）。

雖然早年臺灣學界尚無 TPACK 整合知識的概念，但國內亦有學者詴著整合應用 網路科技與資訊的知識到學校教學之中，劉世雄 (2006) 提出教師將資訊科技融入教

學，可模擬一系列實作活動，模擬真實世界的情境與環境，幫助學生循序漸進地學習 新的技巧或複習已學會的技能。特別是一些具高度危險性的實驗課程與耗才昂貴的實 作單元，運用媒體舉例示範可協助學生完成學習目標。進行實際的練習，學習經驗。

接著，劉世雄(2006)也指出網路科技與資訊的特性可提供一個學習平臺，學生在學習 的情境下進行合作學習，利用網路進行討論，與他人互動獲得知識並培養學生的能力。

這種整合的學習系統將教學情境移遷於科技內，讓教與學不受時間空間拘束，能延伸 到學生得以進行學習的任何角落。此外，現代的網路科技與資訊、多媒體工具及網路 應用於教學，乃熱門趨勢與潮流。教師應用網路科技與資訊進行教學的能力好壞，對 幫助學生學習的效果，有很大的影響。教師將網路科技與資訊整合進教學中的能力亦 屬於「科技學科教學知識」的表現，更是現代教師必備的知識（Hofer & Swan, 2008；

Koehler & Mishra, 2005a, 2005b, 2009； Mishra & Koehler, 2006； Schmidt, Baran, Thompson, Mishra, Koehler, & Shin, 2009 ）。基於教學本身的複雜性，使得教師若欲使 用科技進行教學，需具備更高的統整「科技」、「學科」與「教學」知識的能力才能 勝任，所以教師若只是單單具備學科知識、教學知識而缺少妥善運用科技的知識，則 難以將科技整合並融入教學，更無法達成好的教學效果，有鑑於此，教師 TPACK 的 發展更顯重要。關於 TPACK 對於教學重要性，自然不在話下。

依據過去推行網路科技與資訊融入教學的經驗中，發現教師常欠缺將網路科技與 資訊整合於教學活動內容設計的知能與經驗(黃雅萍、吳芷婷，2005)。這樣的現象也 能解釋為「教師大多缺乏TPACK」，故現今的師資培育課程中應加強利用網路科技與 資訊進行教學的訓練。教師養成和專業發展的環節中，應增加適當課程於整合網路科 技與資訊進行教學的規劃訓練，引導職前教師與在職教師學習如何運用網路科技與資 訊輔助教學的進行(林祖強，2012)。教育當局更要重視促進此方面的研究，提昇國內 科學教師TPACK知識等相關主題之學術研究風氣，倡導教師進修TPACK相關課程與訓 練，方可符合未來教育目標，協助十二年國民教育政策的成功推行。