臺灣教育評論月刊，2018，7（1），頁 227-235
自由評論提升中小學教師的 TPACK 之有效策略
陳國泰 文藻外語大學師資培育中心教授一、前言
關 於 教 師 的 教 學 知 能 ， 自 從 Shulman（1986）提出「學科教學知識」 （pedagogical content knowledge，簡寫 為 PCK）的相關概念後，學界已普遍 認知到 PCK 的重要性，且已有相關研 究發現，教師的 PCK 與學生的學習態 度及學習成效呈現正相關，亦即 PCK 愈 豐 富的 教師 愈瞭 解 學生 的學 習 特 性，且更能運用各種讓學生有效吸收 的教學表徵，因而引發學生的學習動 機及探索的興趣，以及使學生更易於 理解與吸收學習內容，進而提升學習 成效（陳國泰，2012；謝甫佩、洪振 方，2005；Mohr, 2006; Rohaan, Taconis, & Jochems, 2010）。然而，近年來，隨 著教育科技支援教學的重要性大大提 升之後，教師如何在 PCK 之中加入運 用 教 育科 技的 知能 ， 以彰 顯教 學 成 效，又漸漸成為研究的焦點，而有所 謂「科技學科教學知識」（Technological Pedagogical And Con- tent Knowledge, 簡寫為 TPACK）的產生，且相關研究 亦已發現其影響教師的教學成效甚鉅 （張世忠，2012；盧建勳，2003；Chen & Jang, 2014; Jang & Tsai, 2013; Mishra & Koehler, 2006; Thompson & Mishra, 2007）。是故，如何提升中小學 教師的 TPACK，進而提升其教學成 效，實頗值得探究。二、TPACK 的意義、內涵與發
展
(一) TPACK 的意義：從 PCK 到 TPACK 所謂 PCK，Shulman（1986, 1987） 及其他研究者（陳國泰，2010；張世 忠，2010；Cochran, DeRuiter, & King, 1993; Mohr, 2006; Rohaan, Taconis, & Jochems, 2010）認為，是指教師為有 效將特定學科內容傳授給學生，讓學 生輕易理解學科內容，而融合教學目 標知識、學科知識、學習者知識、課 程知識 、一般教學 法 知識及 情境知 識，以將該特定學科內容予以組織及 調整，並透過解釋、示範、比喻、舉 例等「教學表徵」（representation），以 呈現給學生學習的一種教學知識。 為彰顯 PCK 的意義，研究者（陳 國泰，2010）更曾繪出 PCK 的運作歷 程圖（如圖 1），而從圖 1 中，可以發 現教師之所以能將「學科知識」轉換 成「可以教的內容知識」或「（具體的） 教學策略」，乃是透過 PCK 將相關知 識或因素予以統整考量與轉化，而使 教師能順利將所要教授的內容，以學 生較能理解與吸收的方式呈現。至於 PCK 的發展，根據近年來的相關研究 （邱憶惠、高忠增，2003；陳國泰， 2007; Shulman, 1987）發現，教師因為 在「學習者知識」及「學科知識」方 面的增進，加上不斷從教學經驗中進 行省思，常是促進 PCK 發展的重要關 鍵。臺灣教育評論月刊，2018，7（1），頁 227-235
自由評論 圖 1：陳國泰（2010）所繪的 PCK 運作歷程圖 關於 PCK 的發展，Shulman（1987） 在其所提出的「教學推理模式」（參見 圖 2）中曾有說明。在這模式中，教師 把學科知識轉換成學生可理解的方式 之過程共有六階段，其中的第一、二 階段的「理解、轉換」，其實即為 PCK 的運作歷程，而第三、四階段的「教 學、評量」乃由 PCK 運作後所發展出 來的具體教學策略，至於第五、六階 段的「反省、新理解」，則是 PCK 的 發展（如圖 2 所示，「新理解」之後將 直接跳到「轉換」，亦即重新轉換學科 知識）。 圖 2：Shulman（1987）所提出之教學推理過 程示意圖 至於 TPACK，則是隨著教育科技 的發達而逐漸受到教學者的重視，並 將原有的 PCK 內涵予以擴充（張世忠，2012；Jang & Tsai, 2013）。Mishra 與 Koehler（2006）指出，當教師面對 資訊科技與網際網路對教育所帶來的 衝擊與新契機時，其在教學過程中， 除應具備 PCK 之外，更應當具備應用 科 技 以 提 升 學 生 學 習 成 效 的 能 力 （Technological Knowledge，TK）。為 協助教師於教學歷程中能夠有效結合 PCK 與科技知識，並及時解決可能面 臨到的多元複雜的教學活動，Mishra 與 Koehler（2006）將 TK 的概念融入 於原有 PCK 概念中，而將 PCK 修改為 「科技學科教學知識」（Technological Pedagogical And Content Knowledge,簡 寫為 TPACK，示意圖如圖 3），且認為 身處數位時代中的教師應當考量到七 種知識，方能有效運用教育科技進行 教學， 此七種知識 分 別為學 科知識 （Content Knowledge, CK）、教學法知 識（Pedagogical Knowledge, PK）、科 技 知 識 （ Technological Knowledge, TK）、學科教學知識（Pedagogical Con- tent Knowledge, PCK）、科技學科知識 （ Technological Content Knowledge, TCK）、科技教學知識（Technological Pedagogical Knowledge, TPK），以及整 合前述各項知識而成的科技學科教學 知識（Technological Pedagogical And Con- tent Knowledge，TPACK）。
簡言之，所謂 TPACK，是指教師 為有效將特定學科內容傳授給學生， 讓學生輕易理解學科內容及增進學習 成效，而融合學科知識、教學法知識、 科技知識、學科教學知識、科技學科 知識、科技教學知識，以將該特定學 科內容予以組織及調整，並透過科技 的協助以有效進行解釋、示範、比喻、 學科的教學目標 課程架構 學生的先備知識及學習特性與困難 之處 相關的教學方法 學校的特殊文化與家長期待 學科 知識 PCK 教學策略 與表徵 1.理解 6.新理解 5.反省 4.評量 3.教學
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自由評論 舉例等「教學表徵」（representation）， 以呈現給學生學習的一種教學知識。 圖 3：Mishra 與 Koehler（2006）所指出之 TPACK 示意圖 根據相關研究的發現，教師不斷 嘗試將科技融入教學，並統整 TPACK 的相關內涵，除了促進其 TPACK 的發 展之外，也更能達到教學目標（張世 忠，2012；劉芷源，2010；蔡政宏， 2012；謝麗媛，2011；Jang & Tsai, 2012, 2013; Niess et al., 2009）。 (二) TPACK 的內涵 根據前述 TPACK 的意義，可知 TPACK 的內涵包括學科知識、教學法 知識、科技知識、學科教學知識、科 技學科知識及科技教學知識。綜合相 關研究者的觀點，其各個內涵的說明 如下（張世忠，2012；劉怡甫，2010； 蔡政宏，2012；顏嘉慧，2014；Jang & Tsai, 2012, 2013; Mishra & Koehler, 2006, 2009; Schmidt & Thompson, 2009）： 1. 學科知識（Content Knowledge） 所謂學科知識，意指教師在實際 教學情境中的教學內容，包括該學科 領域的事實、概念，及它們之間的相 互關係。教師必須了解和理解所教授 學科之概念、理論與流程，同時亦需 瞭解到知識的本質與可能涉及之不同 領域知識層面，方能有效。 2. 教 學 法 知 識 （ Pedagogical Know- ledge） 所謂教學法知識，係指教師在教 學活動中用得上的教學原則與策略的 知識。例如，引起動機的知識、教學 表徵的知識、學習評量的知識與班級 經營的知識等。另外，亦包括學科教 學的目標與價值的知識。 3. 科 技 知 識 （ Technological Know- ledge） 此為 TPACK 中最重要的一項新 內涵，係指應用相關科技時所需具備 之技能，例如操作教學系統、電腦軟 硬體所進行的文字處理、表單建置、 瀏覽器應用或電子郵件傳遞等知識。 4. 學科教學知識（Pedagogical Content Knowledge, PCK） 學科教學知識（PCK）著眼於學 科知識 與教學法知 識 之間的 相互作 用，是指教師為有效將特定學科內容 傳授給學生，讓學生輕易理解學科內 容，而融合學科知識、教學法知識、 課程知識、學習者知識、情境知識， 科技學科 知識（TCK） 科技學科教學知識（TPACK） 學科教學知識（PCK） 科技教學知識 （TPK） 科技知識 （TK） 內容知識 （CK） 教學知識 （PK）以 將 該特 定學 科內 容 予以 組織 及 調 整，並透過解釋、示範、比喻、舉例 等教學表徵方式來呈現給學生學習的 一種教學知識。 5. 科技學科知識（Technological Con- tent Knowledge, TCK） 科技學科知識乃在於尋求學科知 識 與 科技 知識 之相 關 聯繫 與結 合 應 用，係指教師運用科技知識以呈現學 科知識，使師生彼此能達到預期的最 佳 教 學與 學習 成效 的 一種 知識 。 例 如，教師透過 Youtube 影音資源或是教 師自製的數位媒體教材，以使學生易 於明瞭自然科學相關知識概念的一種 知識。 6. 科技教學知識（Technological Peda- gogical Knowledge, TPK） 所謂科技教學知識，係指教師在 教學活動中，使用科技於學科教學的 知識，即教學科技應用知識。例如， 教 師 在進 行教 學活 動 之初 ，可 應 用 TPK 建構互動系統（如部落格、討論 區或測驗系統），以瞭解學生所具備之 先備經驗，同時提供學生於課程進行 期間及時回饋與提問。 (三) TPACK 的運作與發展 關 於 TPACK 的 運 作 與 發 展 歷 程，Niess 等人（2009）指出，教師的 學科教學知識 （PCK）是由教學知識 （PK）和學科知識（CK）兩個元素交 集 而 成， 而隨 著教 師 科技 知識 的 發 展，並經由認知（係指教師能夠使用 科技，並認識到可以將科技和教學內 容結合 ，但還不能 在 教學中 整合科 技）、採納（係指教師贊成或者不贊成 在教學中使用適當的科技）、適應（係 指教師參與一些活動，由此教師開始 選擇或者拒絕在教學中使用適當的科 技）、探索（係指教師積極地在教學中 整合適當的科技）與精進（係指教師 不斷在教學中運用科技於教學）等五 個階段 ，教師的科 技 知識與 教學知 識、學科知識進一步融會貫通、交互 影響，而成為科技學科教學知識，是 教師積極運用科技引導學生學習的一 種有效知識。Niess 等人（2009）並指 出，特定科技知識在 TPACK 的發展歷 程中， 要從某一層 級 轉移到 下一層 級，並不是有規律、持續向上的形式， 而是會要求教學者重新思考它與學科 內容和教學方法的適切性；在經過反 思與重整之後，才可能進入下一個層 級，而 TPACK 也因此獲得發展（如圖 4）。 圖 4：Niess 等人所提出之 TPACK 發展歷程圖 （王玉蘭，2013） 另外，關於 TPACK 的發展，許多 研究指出是教師在綜合運用 CK、PK、 TK、PCK、TCK、TPK 等 TPACK 內 涵時，因為在實踐的過程中，不斷進 認知 採納 適應 探索 精進
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自由評論行省思與修正，因而獲得發展（劉芷 源，2010；謝麗媛，2011；蔡政宏， 2012；Mishra & Koehler, 2006; Niess et al., 2009）。例如，在劉芷源（2010） 的研究中，其發現個案教師因為自我 反思（尤其針對「學生」在學習學科 內容時的情況進行反思），而促使教學 想法與做法改變，進而促使 TPACK 進 一步發展。又如，謝麗媛（2011）在 探討數學教師的 TPACK 運作與發展 歷程中發現，教師的 TPACK 的改變與 發展，是從整體教材的評估轉為更重 視細微的概念，並透過多樣的教學表 徵，以動態的方式呈現視覺物件、符 號及算式，且提供學生嘗試錯誤的思 考空間與更多參與的空間，因而更有 效達成教學目標，而教師的 TPACK 也 在此過程中，因為不斷思考科技的運 用與教學方法及學科內容知識的搭配 問題而獲得成長。 值得注意的是，在相關研究中， 發現教師的 TPACK 發展歷程是先由 CK、PK 與 PCK 開始發展，之後是 TK 與 TPK、TCK 的發展，最後再形成 TPACK （ 唐 儀 君 ， 2015 ； Angeli & Valanides, 2009; Chai, Koh, Tsai, & Tan, 2011），頗值得在提升中小學教師的 TPACK 時參考。
三、提升中小學教師的 TPACK
之有效策略
根據前述相關文獻探討所得，本 研究提出六點提升教師的 TPACK 之 有效策略，供中小學教師及相關單位 參考： (一) 從學生對授課內容的知覺理解中 進行教學反思 由於 PCK 或 TPACK 的發展源自 於教師的教學反思（陳國泰，2012； 劉 芷 源 ， 2010 ； Niess et al., 2009; Shulman, 1987），尤其是針對「學生知 覺與理解回饋」的反思，因此，教師 若要提升或精進 TPACK，實須對學生 的知覺理解進行教學反思。教師若要 蒐集學生對授課內容的的知覺理解情 形，具體的做法包括：在教學中針對 學生學習的情形進行（錄影）觀察、 課後晤談學生、評估學生在習作或學 習單的作答情形，甚至設計問卷針對 學生的知覺理解情形進行施測（之後 並以立意抽樣的方式訪談部分學生， 以進一步瞭解學生的想法）。在教師獲 得學生對授課內容的的知覺理解情形 之後，即可進行教學反思，而反思的 內容可 包括：學生 在 何處學 習得較 好？為何如此進行教學學生會學習得 較好？學生在何處容易產生迷思概念 或犯錯？為何如此進行教學會讓學生 產生迷思概念或犯錯？ (二) 增進學科知識 前述相關研究（邱憶惠、高忠增， 2003；陳國泰，2007; Shulman, 1987） 指出，教師因為在「學習者知識」及 「學科知識」方面的增進，加上不斷 從教學 經驗中進行 省 思，常 是促進 PCK 發展的重要關鍵，而由於 PCK 乃 是 TPACK 中極為重要的要素，因此， 教師若要提升或精進 TPACK，除從學 生對授課內容的知覺理解中進行教學 反思（此即增進「學習者知識」）之外，實需要增進學科知識──此與前述唐 儀君（2015）、Angeli 和 Valanides（2009） 及 Chai、Koh、Tsai 與 Tan（2011）等 研究認為 TPACK 的發展歷程是先由 CK、PK 與 PCK 的發展開始，之後是 TK 與 TPK、TCK 的發展，最後再形 成 TPACK 的觀點不謀而合。至於增進 學科知識的方法，可以閱讀相關書籍 （例如科普叢書）與資料、參與研討 課程或修習相關課程，甚至參考教學 指引或教師手冊中對於相關概念的介 紹。當教師增進學科知識之後，再配 合 其 對學 生學 習知 覺 理解 的教 學 反 思，日後在運用科技進行教學時，將 更能把握教學的重點。 (三) 觀摩專家教師教學及探討與瞭解 其內在的思維 已有研究（陳國泰，2012；張靜 儀、戴翠華，2007；Akerson & Hanuscin, 2007）發現觀摩專家教師教學（影片） 及瞭解其內在思維想法，是促進教師 教學知能成長的重要方法。是故，教 師可多觀摩專家教師如何運用科技進 行教學，並探討與瞭解專家教師運作 TPACK 各個內涵（CK、PK、TK、PCK、 TCK、TPK）的邏輯思維，如此將能提 升自己的 TPACK。 (四) 進行同儕教學經驗分享 許 多 研 究 者 （ 陳 國 泰 ， 2012 ， 2017；Akerson & Hanuscin, 2007）已 發現，教師同儕間的教學經驗分享， 頗 能 提升 教學 知能 。 例如 ，陳 國 泰 （2017）即讓同儕教師彼此互看對方 的教學錄像影片，並彼此分享教學心 得，而 提升其進行 社 會性科 學議題 （SSI）教學的 TPACK。因此，本研究 建議中小學教師可以組成教師專業成 長團體，彼此觀看對方運用教育科技 進行教學的情形（或互看對方的教學 錄像影片），之後再彼此分享與討論， 以提升彼此的 TPACK。 (五) 充實教育科技知能 由於科技知識（PK）是 TPACK 的核心要素之一，且前述相關研究已 指出，若要發展 TPACK，須先發展 CK、PK 與 PCK（前述四點策略即以 此為主），之後再發展 TK，方能進一 步發展其 TPK 與 TCK，進而提升其 TPACK。因此，教師須不斷充實教育 科技知能（例如運用 PPT 簡報、網路 媒體、線上即時回饋系統、即時通訊 軟體等知能）。可行的方式包括：參加 校內外的教育科技研習、購買參考書 籍自學，或是和校內同事切磋琢磨。 當教師增進教育科技知能之後，應再 思考如何將所習得的教育科技與學科 知識及教學知識相配合，以使學生易 於瞭解教學內容；如此將有效發展其 TPK 與 TCK，進而提升其 TPACK。 (六) 教育當局應定期補助經費讓學校 更新教育科技軟硬體設施及定期 辦理相關研習 當教師充實 TPACK 之後，若無適 當的教育科技軟硬體可供使用，將令 教師備感挫折。因此，建議教育當局 應定期補助經費，讓學校適時更新教 育科技軟硬體設施，以及定期辦理相 關研習。
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自由評論四、結語
在這數位化的時代，教師如何運 用科技進行教學，以提升教學效能， 已是重要課題；而教師要能適切及有 效運用科技進行教學，核心的關鍵在 教師是否具有充足的 TPACK。本研究 所提出的五點提升中小學教師 TPACK 的策略，乃是探討相關學理及實徵研 究後所得的結果，希望能供有心提升 TPACK 的中小學教師參考。 參考文獻 王玉蘭（2013）。國小數學教師科 技學科教學知識與社會網絡的延展與 再思：以重構教學部落格為例。國立 臺灣師範大學教育學系博士論文，未 出版，台北。 邱憶惠、高忠增（2003）。教師知 識之研究：以兩位國小級任教師為 例。台中師院學報，17（2），91-112。 唐儀君（2015）。臺北市國民小學 教師在資訊科技應用於教學的 TPACK專業知能情形之研究。國立臺 北教育大學教育經營與管理學系碩士 論文，未出版，台北。 張世忠（2010）。發展一個研究： 反思模式提升國中在職科學教師PCK 之研究。行政院國家科學委員會專題 研究計畫成果報告（報告編號：NSC97- 2511-S-033-003-MY2），未出版，桃 園。 張世忠（2012）主編。數理學科 教學知能（電子書第三冊）。台北：華 藝數位股份公司。 陳國泰（2007）。學科教學知識的 內涵與發展歷程：以三位國小自然與 生活科技資深專家教師為例。新竹教 育大學教育學報，24（1），29-60。 陳國泰（2010）。非本科系畢業教 師的學科教學知識之內涵及其發展的 影響因素之個案研究：以一位國小自然 科專家教師為例。科學教育學刊，18 （5），469-492。 陳國泰（2012）。協助國小數學資 深專家教師運用認知學徒制促進生手 教師的學科教學知識發展之協同行動 研究。高雄：復文圖書出版社。 陳國泰（2017）。運用「強化學生 知覺回饋系統的EPS'R專業發展模式」 提升大學通識教育自然科學領域教師 的「SSI-TPACK」之行動研究。科技 部專題研究計畫報告（報告編號： MOST 105-2511-S-160-001），未出版。 張靜儀、戴翠華（2007）。專家教師 以「認知學徒制」協助生手教師專業成長 之研究。大仁學報，31，127-138。 劉怡甫（2010年9月20日）。從促 進教師發展學科教學科技知識能力之 觀點看PCK教師發展學科教學科技知 識的思維脈絡。深耕-教與學電子報， 23。資料來源:http://www. teachers.fju.edu.tw/ epapers/index. php? option= com_ content &task=view&id= 291。
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