科技學科教學知識 (TPACK) 意涵、發展與相關研究

一、科技學科教學知識 (TPACK) 意涵

教師的科技學科教學知識 (TPACK) 係指教師在教學過程中，有計畫 的應用資訊科技工具將教學主題內容有效地傳達給學生，促使學生理解學 習內容 (王全世，2000；徐新逸、吳佩謹，2002；郭吉模，2004) 。值得 關注的是，有計畫的應用資訊科技工具，所強調的並不只是會使用資訊科 技工具，更深層的意涵在於，教師能使資訊科技有效地融入其教學活動 中，將之視為一種教學方法。關於教師應用資訊科技工具，學者多注重在 資訊科技工具的特定用途，常見的資訊科技工具應用方式，包括展示電腦 簡報、運用電腦輔助教學軟體，以及網際網路資源的應用等 (張國恩，

2002) 。然而，科技學科教學知識 (TPACK) 不僅僅著重在資訊科技工具 的應用，科技學科教學知識的意涵包括整合科技 (Technology) 、教育學 (Pedagogy) 以及學科內容 (Content) 等三種知識 (Thompson & Mishra, 2007-2008) 的內涵，因此，教師的科技學科教學知識 (TPACK) 即建立於 科技、教育學與學科內容的交互關聯關係之上。

隨著資訊科技與技術不斷地推層出新，教師面對資訊科技融入教學活 動的選擇也越趨豐富。教師要瞭解資訊科技工具如何運用在教學中，除了 要知道資訊科技融入教學的定義之外，也要知道資訊科技融入教學的內涵 (古孟玲，2006) 。因此，教師如何選用適宜教學對象的資訊科技工具來輔 助教學，讓教學活動更有成效，實為一重要主題。

因應科技的演變與精進，越來越多的資訊科技工具被應用在輔助教 學，以幫助學習者提升學習興趣與學習成效。Koehler 與 Mishra (2006) 將科技 (Technology) 加入學科教學知識 (PCK) 中，提出科技學科教學知 識 (TPACK) 的觀點，促使資訊科技應用於學科教學的研究逐漸受到重

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視。鑑此，研究者思考，當前師資培育生是否能於未來進入教學現場時實 踐此專業知識？而他們目前具備此知識的狀態為何？因此，研究者透過發 展一份提供師資培育生自我評估數學領域科技學科教學的知覺量表，以藉 此瞭解師資培育生在數學領域科技學科教學的自覺表現概況，並提供師資 培育生精進自身數學領域科技學科教學內涵的建議。

關於本研究發展量表所根據之科技學科教學知識 (TPACK) 架構，首 先由 Mishra 與 Koehler (2006) 所提出。這是一個理解教師有效的將資訊 科技融入於課室教學所需知識的藍圖 (Harris, Mishra, Koehler, 2009) 。此 架構乃植基於 Shulman (1987) 所提的教師教學專業知識之七項類別，並 加入科技 (Technology) 、教育學 (Pedagogy) 以及學科內容 (Content) 等 三種知識的內涵。其中，Shulman (1987) 所提的教師教學專業知識之七項 類別，內容如下：

1. 學科內容知識 (subject matter knowledge） ：指教師對於特定科目概 念與知識架構的瞭解。

2. 一般教學知識 （general pedagogical knowledge） ：指適用於各學科 的教學策略，舉凡教學原理、教育心理學、班級經營、發問技巧、教 師管理……等。

3. 課程知識 （curriculum knowledge） ：指教師對於任教科目課程發展 的整體瞭解，具有設計、組織架構與銜接課程的能力。

4. 學科教學知識 （pedagogical content knowledge） ：指教師進行特定 學科教學時，能夠將一般教學知識與該學科知識轉化融合，發展出教 學方法與策略。

5. 學習者特性的知識 （knowledge of learner 和 their characteristics） ： 指教師對於學習者已有的知識與概念，與發展層次等的瞭解情形。

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6. 教育情境知識 （knowledge of educational contexts） ：指教師對於所 處教育環境的認識，如社會對學校的期許、對學生的期望、所處學校 單位的社會關係與家長期望等。

7. 對教育目標與教育價值以及其哲學與歷史淵源的知識 （knowledge of educational aims） ：指教師除了本身教學工作的體認外，對於教育目 的與價值以及與教育相關的歷史淵源等均有涉獵。

Shulman 所提的教師教學專業知識之七項類別，若教師於教學工作之 餘，能提升此七種知識的內涵，將有助於幫助提升學生的學習成效。而 Shulman (1987) 在上列七類知識之中，尤其強調 「學科教學知識

(PCK) 」的重要性。 Shulman 指出學科教學知識 (PCK) 在教學過程中，

巧妙的融合了學科內容知識 (SMK) 及一般的教學知識 (PK) ，使教師知 道如何組織教學主題，針對學習者的興趣與能力，提供適當的表徵方式進 行教學。可見，學科教學知識 (PCK) 即是教師知識的核心。

本研究所發展的「師資培育生數學領域科技學科教學知覺量表」各面 向，即是以 Shulman 所提的七類知識為基礎，再依循 Mishra 與 Koehler (2006) 所提的科技學科教學知識 (TPACK) 觀點，形成本量表的七大面 向，闡釋如下：

1. 學科内容知識 (Content Knowledge, CK)

學科内容知識 (CK) 是關於學生要學習或教師要教授的主題内容 知識 (Mishra & Koehler, 2006) 。教師必頇知道自己接下來要教什麼内 容，以及這些知識的本質與其它内容知識有何差異。Shulman (1986) 提到，學科内容知識包括概念、理論、想法、組織架構、論證與證明 的方法等知識，也就是建立實踐與適當的方法發展這些特定的知識。

而教師若存有不適當的内容知識，學生則會因此發展出該學科内容的

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不正確知識觀 (Bransford, Brown, & Cocking, 1999; Pfundt, & Duit, 2000) 。

2. 教育學知識 (Pedagogical knowledge, PK)

Harris, Mishra 與 Koehler (2009) 指出，教育學知識 (PK) 是關於 教學與學習過程與實務的深層知識，它以教育目標、價值、策略…等 為核心，包含課室管理、評量與課程規劃以及學生學習的知識。教師 若擁有深層的教育學知識，他便能理解該使用不同的方法幫助學生建 構知識與技能。確切來說，教育學知識需要對認知、社會以及學習的 發展理論有所理解，以及知道該如何運用在教室中學生的學習活動。

3. 科技知識 (Technology knowledge, TK)

科技知識 (TK) 意旨各種關於科技的相關知識。它廣泛地包括低 技術的科技，例如：網際網路、數位影像、電子白板以及軟體課程等 (Schmidt, Baran, Thompson, Mishra, Koehler & Shin, 2009) 。教師若擁 有科技知識，便能運用科技工具作為思考與工作的方法。換言之，能 流暢地使用資訊科技工具，也就是擁有良好的資訊科技素養 (黃思 華，2013) 。

4. 學科教學知識 (Pedagogical content knowledge, PCK)

學科教學知識 (PCK) 指的是關於教學過程中的學科内容知識 (Shulman, 1986) 。學科内容知識不同於學科主題的知識，它融合了學 科内容知識 (CK) 與教育學知識 (PK) ，其目的在於期望使學科主題 内發展更好的教學實務。PCK 的組成與 Shulman (1986) 所稱用於特 定主題内容教學知識的概念相似。它包含了以學科内容為本的教學與 學習所不可或缺的知識，例如：評量、學習的報導；也包括對學生在 特定主題的先備知識以及對概念教學策略的認識；還有一般主題内容

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的迷思概念；甚至使能以不同的方式詮釋相同的概念或問題。綜合來 說， PCK 的功能在於促進有效的教學與學習。

5. 科技與學科知識 (Technological content knowledge, TCK)

科技與學科知識 (TCK) 指的是如何利用科技創造特定主題的新 表徵方式之知識 (Schmidt, Baran, Thompson, Mishra, Koehler, & Shin, 2009) 。教師若能擁有此類知識，便能利用特定的資訊科技來改變學 生對特定主題的學習模式或理解概念的方法 (Harris, Mishra, Koehler, 2009) 。在規劃教學時，通常學科内容與科技都會分開考量。因為，

這是以「學科内容為學科專家的事（例如：歷史家發展歷史、數學家 發展數學；科技專家發展科技與科技整合策略）」為思維前題。換言 之，當我們思考學生所學的主題時，我們通常不會去思考課程内容與 資訊科技的關係。然而，有效的教學通常需要教師發展對主題内容的 表徵方式與運用不同科技表徵概念間關係的理解 (Koehler , Yadav, Phillips, & Cavazos-Kottke, 2005; Mishra, Spiro, & Feltovich, 1996) 。因 此， TCK 的意涵即在教師對於學科內容與資訊科技間的連結，使資 訊科技有意義的融入學科內容。

6. 科技與教學知識 (Technological pedagogical knowledge, TPK)

科技與教學知識 (TPK) 指的是教師知道如何運用各種資訊科技 於教學之中的知識，並理解使用資訊科技將改變教師教學的方法 (Schmidt, Baran, Thompson, Mishra, Koehler & Shin, 2009) 。 7. 科技學科教學知識 (Technological pedagogical content knowledge,

TPACK)

科技學科教學知識 (TPACK) 指的是教師能夠整合資訊科技於自 己要進行的任何主題單元教學所需的知識。透過教學，教師能直覺理

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解 CK、PK、TK 這三種知識間的交互影響，在學科内容中適當的使 用教學方法與資訊科技 (Schmidt, Baran, Thompson, Mishra, Koehler,

& Shin, 2009) 。 TPACK 意涵著教師能夠依據教學對象的差異而調整 使用適當的、不同的資訊科技來進行學科内容知識教學，以滿足不同 學生學習的需求，進而促進學習的概念理解、概念表徵與溝通 (Koehler

& Mishra, 2009) 。

綜合來說，本量表所包含的七大面向之間的相互關聯緊密，並且彼此 間具有交集聯集的關係，其架構如圖2-1-1所示：

圖2-1-1 TPACK各面向間的關聯圖 (取自Koehler & Mishra, 2009)

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Dalgarno &

Colgan (2007)

國小新手

Niess, Sadri, &

Lee (2007) 個案教師

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芳、朱鎮孙、徐加玲，2007) 、 (徐珮清、郭原昌，2007) 、 (張瓊穗、翁 婉慈，2006) 、 (Dalgarno & Colgan, 2007) 、 (Niess, Sadri, & Lee, 2007) 、 (Niess, 2005) ；關於 TPACK 運用於課室教學的文獻有 4 篇： (洪士程、

洪翊帄，2014) 、 (林凱胤，2014) 、 (謝旭明、吳博雅，2013) 、 (王玉 蘭，2012)。

研究者探討 TPACK 現況分析的相關文獻發現，教學現場人員大部分 具有科技學科教學知識 (TPACK) 的概念，但是卻易受周遭行政資源與支 援的不足或是分配不均，或是因為個人參與度而影響科技學科教學知識 (TPACK) 發展的程度。而探討 TPACK 運用於課室教學的相關文獻發現，

應用資訊科技工具於教學活動中，對於學習者理解學科主題內容具有正向 的影響。

此結果顯示，科技學科教學知識 (TPACK) 運用在教學活動中，能夠 有效提升學習者的學習成效。然而，教學者本身對於科技學科教學知識 (TPACK) 的掌握程度亦是影響科技學科教學知識 (TPACK) 實務運用的 情形。因此，在課室教學活動中，為了能夠有效率的提升學習者的學習興 趣或是學習成效，教學者有責任也有需要提升自身的科技學科教學能力，

如此才能發揮科技學科教學的內涵，而不是流於表面的操作資訊科技工 具，卻忽略科技學科教學的內涵是在整合科技 (Technology) 、教育學 (Pedagogy) 以及學科內容 (Content) 等三種知識，如此盲目地運用資訊科 技工具，反而造成教學成效的反效果。

本研究的研究對象雖尚未進入教學現場進行實務教學，但是，其對於 科技學科教學知識 (TPACK) 的掌握程度，將決定其是否具有科技學科教

本研究的研究對象雖尚未進入教學現場進行實務教學，但是，其對於 科技學科教學知識 (TPACK) 的掌握程度，將決定其是否具有科技學科教