國立臺中教育大學科學應用與推廣學系
科學教育碩士班碩士論文
指導教授：王盈丰 博士
國中科學教師科技學科教學知識
自我效能與實踐之探究
A Study of Junior High School Science
Teachers
’
Self-Efficacy and Practice of
the Technological Pedagogical
Content Knowledge
研 究 生：林銘烽
中華民國 103 年 7 月
摘要
本研究探討臺中市國民中學科學教師應用網路科技與資訊於教學之實踐現 況及其科技學科教學知識(TPACK)自我效能。研究對象之母群體為臺中市五所 國民中學現任之科學教師，使用蔡今中的「網路教學內容知識之自我效能問卷 中文版」作為工具，抽樣採方便取樣，發出 50 份問卷，回收 48 份問卷，得 48 份有效問卷，回收率和有效率達 96％。問卷以描述性統計分析、相關分析等 統計方法進行統計。並對 12 名教師進行訪談，分析教師如何應用網路科技與資 訊於教學中及其科技學科教學知識。本研究之重要發現如下： 一、國中科學教師應用網路科技與資訊於教學及科技學科教學知識之自我效能 為介於「有點信心」與「有信心」之間。最常使用的方式是搜尋與教學課 程相關之數位化教學資源與播放影片；最少使用的是社群討論，與教學 資源分享。 二、應用網路科技與資訊於教學的次數大多一週一次，影響之因素由深到淺依 序為：「學生反應」、「設備」、「備課與教學的便利性」、「網路有相 關資訊」、「班級秩序」、「個人操作能力」。 三、國中科學教師常應用網路科技與資訊於教學的方式依序為：「影片播放」、 「呈現生活實例與科學新知」、「投影片呈現」、「呈現視覺刺激」、「製 作教案講義等教學材料」。其原因為「增加學習動機」、「備課與教學的 便利性」、「配合課程需要」、「幫助學生理解抽象概念」。 四、國中科學教師應用網路科技與資訊對教學的助益性為：「增加學習動機」、 「幫助解釋概念或原理與現象」、「使抽象概念變具體」、「獲取新知識 與教學資源」、「備課與教學的便利性」、「減少危險性」。因應行動是 請教同事，自己上網瀏覽相關資訊。 五、網路科技與資訊在教學層面上，幫助教師解決傳統教學無法具體呈現科學 概念的難題。幫助教師快速且多元地準備教材與呈現教學策略，豐富又 生動的展示科學事例與替代經驗。 六、網路科技與資訊對教師教授「反應速率」與「化學平衡」單元的助益性為： 「增加學習動機」、「幫助解釋概念或原理與現象」、「使抽象概念變具 體」、「備課與教學的便利性」、「減少污染與危險性」、「可反覆操作 且清楚呈現」、「呈現生活實例」。關鍵詞：
科技學科教學知識、應用網路於教學、化學平衡Abstract
The purpose of the study was to discuss the degree of junior high school science teachers’ self-efficacy and practice of the technological pedagogical content knowledge (TPACK) and network integrated with instruction in Taichung City. Data
were collected from five junior high school science teachers in Taichung City. The
approach of sampling was purposive sampling. The researcher issued fifty
questionnaires, forty-eight of the questionnaires were valid, effective samples was
rate of ninety-six percent. Several analysis methods were used in this study, such as
descriptive statistics, and correlation analysis in order to analyze the data. Twelve
teachers participated in the descriptive approach and the interview about their
self-efficacy of the TPACK.
There were several major findings. It was between "somewhat confident" and
"confident" for teachers’ degree about the self-efficacy of the TPACK and network
integrated with instruction. Teachers usually sought for teaching resources and data
and play videos. Community discussion and sharing on website were rare in this
study.
Teachers most used network in class one times a week. Using network
integrated with instruction were under the influences: students’ reflections, teaching
equipments, the convenience of preparating teaching materials, correlative
information on the website, discipline in classroom , and personal network ability.
Teachers who integrated network with instruction taught by playing videos,
presenting living examples and scientific knowledge, showing teaching materials by
teaching materials. The reasons of these results are increasing learning motivation,
the convenience of preparation of teaching, curriculum supplies, improved students
understand abstract concepts.
The help of using network integrated with instruction added to learning
motivation, helping explain concepts and phenomena, studying abstract concepts
easily and clearly, obtaining new knowledge and teaching resources, the advantage
of preparing for teaching, and reducing the danger. Teachers solved the problems by
asking colleagues and finding information on the website.
Using network integrated with instruction could solve the problems of
presentation of abstract scientific concepts that traditional teaching methods were
not able to present. It helped teachers prepar multiple teaching resources quickly and
clearly, and present instances of scientific knowledge easily.
There were many advantages for teaching the concepts of reaction rate and
chemical equilibrium by network, such as increasing learning motivation, helping
explain concepts and phenomena. By doing this, teachers could assist students in
learning abstract concepts easily and clearly. Teachers also presented living
examples and reduced the danger and pollution of the experiments by using network
integrated with instruction.
誌謝
在離開大學後擔任國中教職數年，決定回到校園重拾書本，在人生中多吸 收新知多一種層次，讓自己多點見識多些角度看事情。感謝臺中教育大學，讓 我的人生有了不一樣的色彩與嶄新的經驗。 本研究在許多人的協助與鼓勵下才得以完成，最要感謝的是指導教授 王盈 丰教授，您孜孜不倦的教導與容忍，加上您的指點，讓駑頓的我能突破盲點， 找到對的方向，也謝謝您在我每每洩氣之時，給予我一次又一次的鼓勵與信心； 特別感謝臺灣科技大學蔡今中教授，因為您的幫助，以及同意我使用問卷，才 讓我的論文能夠有強有力的研究工具，得以完成這份研究；感謝 黃鴻博教授與 劉俊昌教授，因為有您們的提點，這個研究才能完成得更齊全，也對我的思想 大有啟發，讓我收穫滿滿；感謝每一個對我不停加油打氣的師長與朋友們，尤 其是一直為我祝禱的教會弟兄姊妹們，謝謝您們；感謝任職學校的校長、主任 與同事，在課務及班務上給我彈性與支援的協助，感謝幸君、秀莉、堆哥對我 的叮嚀與鼓勵，讓我在繁忙之餘可以兼顧好工作與學習；最後要感謝的是我的 賢慧妻子-蕙雯與寶貝女兒-小昕，有你們的支持與鼓勵，我才能努力向前；每 個挑燈夜戰的夜裡，多謝你們的陪伴，讓我有繼續拼下去的動力，家，永遠是 我力量的泉源。感謝每一位在我生命中推我一把的貴人，因為有您，才有這份 研究成果，也才有機會在這謝謝您。 神在生命中安排的每一件事都有他美好的祝福，研究過程中有眾多的挑戰 與艱辛，但也伴隨著神的美意與教導，在工作上、學業上與家庭上都讓我有很 大的獲得與成長，能夠在往後的人生有更穩健的腳步。謝謝神的祝福，謝謝神 為我照亮每一步路，讓我得以安心往前行，找到神所預備的應許之地。 林銘烽 2014.07目次
摘要... I ABSTRACT ...II 誌謝... IV 目次...V 表目錄...VII 圖目錄... IX 第一章 緒論...1 第一節 研究背景 ...1 第二節 研究動機 ...5 第三節 研究目的與待答問題 ...9 第四節 名詞解釋 ...10 第五節 研究限制 ...12 第二章 文獻探討...13 第一節 學科教學知識與科技學科教學知識 ...13 第二節 結合資訊與通訊科技的科技學科教學知識 ...20 第三節 科技學科教學知識的實徵性研究 ...24 第四節 教師科技學科教學知識自我效能與相關性探討 ...30 第五節 化學反應速率與平衡以及網路資訊教學 ...35 第三章 研究方法...45第一節 研究設計 ...45 第二節 研究工具 ...46 第三節 研究對象與資料抽樣方法 ...50 第四節 資料分析方法 ...51 第五節 研究資料的信度與效度 ...57 第六節 研究流程 ...59 第七節 研究倫理 ...61 第四章 研究結果與資料分析...63 第一節 國中科學教師的科技學科教學知識自我效能表現分析 ...63 第二節 實踐網路科技與資訊融入教學及其影響因素之分析 ...71 第三節 國中科學教師實踐網路資訊融入教學的助益性與因應行動以及教授 『化學反應速率與平衡』的方式之分析 ...74 第四節 結果與討論 ...85 第五章 結論與建議...105 第一節 研究結論 ...105 第二節 研究之建議 ...106 參考文獻... 110 附錄一、訪談問題...121 附錄二、使用「網路教學內容知識之自我效能問卷中文版」之同意函 ...122 附錄三、受訪國中教師基本資料一覽表...123 附錄四、受訪國中教師個人概述...124
表目錄
表格 1 研究問題、訪談問題對照如表。 ...47 表格 2 網路教學內容知識之自我效能問卷對照 TPACK 成分知識項目表。 ...49 表格 3 學者提出的 TPACK 鑑定指標與層次 ...57 表格 4 本研究使用之問卷及各次量表的信度 ...58 表格 5 不同性別教師在網路教學之 TPACK 自我效能描述性統計...64 表格 6 不同年齡教師在網路教學之 TPACK 自我效能描述性統計...65 表格 7 不同教學年資教師在網路教學之 TPACK 自我效能描述性統計 ...66 表格 8 不同職務教師在網路教學之 TPACK 自我效能描述性統計 ...66 表格 9 教師修習資訊課程與否在網路教學之 TPACK 自我效能描述性統計 ...67 表格 10 教師網路教學之 TPACK 自我效能皮爾森積差相關分析...68 表格 1112 位受訪教師網路教學之 TPACK 自我效能描述性統計...68 表格 1212 位受訪教師網路教學之問卷得分與全體教師平均比較統計表 ...69 表格 13 教師使用網路科技於教學之每週次數與每次時間統計表 ...71 表格 14 影響教師使用網路科技於教學中的因素分類表 ...71 表格 15 教師呈現應用網路科技於教學的方式分類表 ...72 表格 16 教師呈現應用網路科技於教學之方式的可能原因分類表 ...73 表格 17 問卷第 60 題到第 65 題之描述性統計 ...74 表格 18 國中科學教師看待網路科技應用於教學的助益性 ...77 表格 19 國中科學教師看待網路科技應用於教學對學生成績的提升性 ...77 表格 20 國中科學教師看待網路資訊應用於教學對自己教學上的幫助程度 ...77 表格 21 國中科學教師對網路科技應用於教學的因應行動 ...78 表格 22 教師有無於反應速率的教學上使用影片或動畫 ...80 表格 23 教師有無於動態平衡與可逆不可逆反應上使用影片或動畫 ...80表格 24 教師有無於鉻酸鉀的變色實驗上使用影片或動畫 ...80 表格 25 教師有無於勒沙特列原理上使用影片或動畫 ...81 表格 26 認為網路科技資訊可以幫助解釋化學反應與平衡的概念 ...81 表格 27TK 分量表得分最高最低問題的得分與全題教師作答得分描述性統計 ...88 表格 28TPK 分量表得分最高最低問題的得分與全題教師作答得分描述性統計 ...89 表格 29TCK 分量表得分最高最低問題的得分與全題教師作答得分描述性統計 ...90 表格 30TPACK 分量表得分最高最低問題的得分與全題教師作答得分描述性 統計 ...91 表格 3112 位受訪教師的 TPACK 程度的分層結果 ...92 表格 32 問卷上第 58 題和第 59 題答題描述性統計 ...101
圖目錄
圖 1TPCK(TPACK) 的組成 ...19 圖 2 國中階段「化學反應速率」與「化學平衡」單元的教學範圍概念圖 ...36 圖 3 研究者聚焦之 TPACK、TCK、TPK、TK 自我效能相關性示意圖 ...54 圖 4TPACK 發展的五個層次 ...56 圖 5 研究流程 ...60第一章 緒論
趨勢大師約翰奈思比(John Naisbitt)認為：未來將是以資訊傳遞為主的科技知識社 會，科技發達也將助長個人力量去推動全球趨勢（尹萍，1990）。在臺灣，十二年國民 教育正式施行，教育部推行的新式教學策略中，強調的尌是教師運用資訊科技進行教 學，教育部亦設立了「教育部數位教學資源入口網」，提供全國中學教師互相分享、觀 摩、討論應用網路科技與資訊進行教學的平臺。可見運用網路科技與資訊已是趨勢， 更是現代師資必備的條件之一。對今日的學校教師而言，各式各樣的教學媒體與網路 科技與資訊應有盡有，使用方式與效果也五花八門，讓教師的教學更完善、更有效率， 幫助學生更深入、更全面的學習。科技學科教學知識（TPACK）是一個整合的知識體， 更是現代教師都要具備的教師專業素養。 本章依序是：第一節：研究背景；第二節：研究動機；第三節：研究目的與待答 問題；第四節：名詞解釋；第五節：研究限制。第一節 研究背景
美國國家研究協會(NRC)(1996)出版之美國國家科學教育標準(National Science Education Standard)中指出：「過去的科學師資教育常僅著重於學科內容與教學技術的 訓練，當代的師資教育應更關注對特定學科知識之教學所需具備的知識培育。」，以及 「科學教師的專業發展是一個不斷延伸的，終身的過程。」，NRC 並且在教師專業成 長的規準中明訂：「教師專業成長課程應該支援教師使用多樣性的科技工具。」。網路 科技與資訊的普及與便利，對教學型態有重大影響：許多過去不便教學的單元得以讓 教師在教室中輕鬆完成教學，全因網路科技與資訊的發達。 臺灣實施十二年國民基本教育（教育部，2014a；2014b）。教育部針對國中小教學 設定「活化教學」四大指標項目，其中的「精進國中小教學品質」指標，與教師之 TPACK有密切關係。同時，教育部國教署(2013)對於教師進行「有效教學」的介入策略中， 建議教師「善用 E 化科技媒材」、「適切多元教學方法」、「領域特定教學策略」等八大 向度（教育部國教署，2013）。所以教師運用科技及數位教材進行多元的教學型態，已 經是現代教學的趨勢，更是「精進教學品質」的重要策略。 可見現今教育政策期望教師「求新求變」。因此，「有效教學」之理念，也希望老 師成為一個學習者，主動學習新知識，並多元充實教學內容與方法。中華民國教育現 況簡介中，針對資訊教育之推動，亦重視提升教師資訊素養及增進資訊融入教學能力 為目標(教育部，2014c)。同時，教育部資訊教育司一直都積極推動教師「利用資訊融 入教學」（教育部，2014c），因為「如何善用」與「如何融入」是一門學問，更是教師 需要學習與鍛鍊的能力。事實上，從實務教學經驗來看，這整合「善用 E 化科技」、「適 切多元教學方法」、「領域特定教學策略」進入到學科內容知識的能力，正好尌是得仰 賴教師的 TPACK 素養，因為良好的 TPACK 素養可以幫助教師進行適切的教學準備、
教學活動和教學評量（Angeli & Valanides, 2005, 2009；Mishra & Koehler, 2006）。
運用科技增進教學品質的理念由來已久，王瓊德與郭允文（2001）指出行政院國 家科學委員會科學教育發展處，一直致力於資訊引進教學，以增進教學與學習的成效。 幫助教師有效教學與學生有效學習乃是學者研究的重心，更朝向科教領域的教學與學 習而努力（王瓊德、郭允文，2001）。 早期教育部國民教育司在九年一貫的課綱中即已強調資訊融入課程教學中，「92 年國民中小學九年一貫課程綱要」將「運用科技與資訊」納入十大基本能力之一、「資 訊教育」列為七大議題之一，也認為科技工具的使用是「自然與生活科技」學習領域 的學習重點(教育部國教署，2014a；2014b)。資訊融入教學將呈現好的教學成效，應
用電腦可以使學生更有興趣也學得更好(張世忠、夏慧娟，2004；Angeli & Valanides,
2009；Niess, 2005) 。十二年國民基本教育實施後，一連串的教師研習中，同樣強調善 用各式各樣的科技工具增進教學與學習品質，並且強化網路科技與資訊融入教學的應
用。可知，要創新教學以及活化教學，利用目前已經成熟又便利的「網路科技」是不
可少的，也更容易激發學生學習動機和興趣，讓學生的學習化被動為主動。因此，教
師要迎合不同學習風格學生所需，運用影音、動畫、圖片、文字等各種網路科技輔助，
呈現多元性的教學表徵(Angeli & Valanides, 2009； Tsai &Chou, 2002)。
教師未必懂得整合琳瑯滿目的科技工具與資訊，以及各式各樣的多媒體教學素材
和教學資源。因此，增進教師整合科技與資訊於教學中的能力明顯重要。科技與資訊
對教學的影響是多元又全面的（Chai, Koh & Tsai, 2010； Mishra & Koehler, 2006）。
Koehler 與 Mishra (2005a, 2005b) 指出：教師的專業在現代科技與資訊的影響下，也應 添加上應用科技與資訊的技能，以及將之融入教學的能力，運用科技與資訊的輔助，
解決教學上的難題。教師除了 CK（Content Knowledge）、PK（Pedagogical Knowledge）
及 PCK（Pedagogical Content Knowledge）外，更要具備 TK（Technology Knowledge）
且融會貫通成為「TPACK」，才能充分進行教學（Mishra & Koehler, 2006）。
當今網路普及又深入生活，透過網路科技與資訊的幫助，教師可經由網路搜尋更 多更新的教材及資訊以加深自己的知識與學養，也可以介紹更多學科內容給學生；在 教學時，利用各式各樣的網路科技與資訊設備來幫助教學進行與協助呈現教材，促使 學生更有效地學習，顯然網路科技與資訊已是現代教師不可或缺的教學利器。有效運 用網路科技資訊結合教學能提升學生學習動機及學習效率（何榮桂，2002；Angeli & Valanides, 2009）。教學歷程中如何有效融入網路多媒體教學資源，豐富學習素材，關 鍵尌 是整 合科 技、 學科 教學 、學 科內 容的 知識 體， 即教 師的 科技 學科 教學 知識 （TPACK），。網路上自然與科技學習領域的資源及相關網站甚多，其資料均可作為 教師教學或學生學習的素材，如天文、生物環境、自然現象、網路科技與資訊等。當 教師上課內容提到相關訊息，可藉由網路資源作為教科書的補充資料，亦可將教學層 面加深加廣。為此，教師應對網路知識及學科內容知識有深入了解，教學運用時才能 更得心應手。實務上，除了懂得前述知識外，教師尚要考量學生的認知發展、先備知 識及學習進展，並且自身也頇具備對網路科技與資訊的運用能力(Mishra & Koehler, 2006；Angeli & Valanides, 2009)。
一般而言，利用網路科技與資訊進行教學最常見的尌是透過網際網路瀏覽、蒐集、
編輯與整理教學材料，將各種科技教材與教學結合即是教師 TPACK 的實現(Angeli &
Valanides, 2009)。利用網路科技結合網路資源配合教材設計課程，可增進多元化與個 別化的學習（王曉璿，1998）。教師面對繁雜又龐大的網路資源，搜尋過程除了耗費時 間外，搜尋結果亦不一定適用於教學現場和單元目標，過濾及判斷蒐集到的資料內容 的真偽與可信度，亦需要教師的專業能力。最重要的是，如何將這些從網際網路上獲 得與查詢到的各種教學資料、圖片、影片、教材等與教學目標妥善結合。完整地將學 科內容透過網路資源與教學策略相結合來達成有效教學，以及讓學生更有效學習，是 現代教師都應具備的能力。這樣的能力即是「科技學科教學知識」──幫助教師能正 確地將教學內容結合網路科技與資訊的便利，以更迅速、多元、有效、廣泛、深入、 即時的方式教授給學生。 Mishra 和 Koehler (2006）在密西根大學提出科技學科教學知識，將科技知識 （knowledge of technology）結合 PCK（Pedagogical Content Knowledge）成為 TPCK
（Technological Pedagogical Content Knowledge）。不但讓 Shulman 的 PCK 理論開拓出
新天地，誕生了新的研究領域；也說明了教師應用科技知識進行教學的重要與地位。 因應這樣的趨勢，現代的師資培育及教師專業發展，都應該強化並培養教師的 TPCK 素養（林祖強，2012；Chai, et al., 2010）。而國內近年的教育大事：「十二年國民基本 教育」，強調國中教師要「活化教學」，利用科技資訊融入教學並開發新的教學方法， 是符合十二年國教靈活、多元、適才適性、活化教學的精神(教育部，2014a)。為了有 效教育新一代的莘莘學子們，教師應建構自身的「科技學科教學知識」，使教學結合網 路科技與資訊的優勢，積極思考新的教學設計，將學習成效最大化，達成教學目標。
第二節 研究動機
網路科技與資訊是現代教師不可或缺的教學利器，She 和 Lee (2008) 研究發現， 利用網路，結合推理與概念改變的網路化學習課程，可以促進學生學習科學概念，更 可以幫助學生有效學習達到概念改變。Campbell、Longhurst、Duffy、Wolf 及 Shelton(2013) 還有 Liu(2011)都指出，教師運用科技進行教學，有助於將教學由「教學者中心」轉變 為「學習者中心」，並增加學生主動建構科學知識的意願。劉世雄(2010)發現，教學時 運用數位多媒體文字與圖像，可降低認知負荷，促進學生理解教材，且幫助學生進行 高層次認知策略的運用。張順發、羅希哲（2007）指出，運用資訊科技於教學可以有 效提升教師的教學效能，使教學內容更豐富、有趣。許耀升、羅希哲（2006）認為， 運用資訊科技在實驗課程及教學活動中，不但對教師的教學有助益，也能夠有益於學 生學習效能的提升。許暉東（2010）和鐘建坪（2005）明確指出，運用資訊科技於國 中自然與生活科技領域的學習，可以明顯增加學生的學習成尌，教師也可以幫助學生 運用更多科學過程技能建立科學概念。翁榮源、李孔文(2005)則利用資訊科技進行遠 距教學，探討多元智慧理論應用在化學平衡的學習成效，結果對各種多元智慧類型的 學生都有正面效果，特別是具有較好的鑑別能力的自然智慧較突出的學生，更能增進 其學習成效。可見，妥善運用資訊科技融入教學的效果非凡，但仍需要教師不斷嘗詴 並累積成功經驗，將使用資訊科技的自我效能提升，對其有信心靈活運用，才能達到 預期的效果（吳為聖、張惠博、郭重卲，2007）。教師該如何善用資訊科技於教學， 有賴教師持續努力追尋；最關鍵的能力尌是「科技學科教學知識」。 在國中科學範圍中，國內外學者都發現學生對於學習化學反應速率與化學平衡的 原理有困難(李世峰、李田英，2007；劉嘉茹，2000；Gorodetsky &Gussarsky, 1986； Garnett&Hackling, 1995；Wheeler& Kass, 1978)。常見學生錯誤使用勒沙特列原理，以及無法正確利用勒沙特列原理判斷反應方向(李世峰、李田英，2007)；學生也因為無
思概念(Gorodetsky &Gussarsky, 1986)。在資訊科技發達的時代，網路上有許多可用來 幫助學生學習這些科學概念的教學利器，不需要費用而且取得方便，例如針對化學反 應進行和反應平衡的解說動畫，學生可以「親眼」看見分子的運動與「動態平衡」的 現象。此外，也有許多日常現象的影片與課程上的實驗影片可讓學生增加學習興趣且 能反覆觀看，尌算回到家也能不受時間和空間限制，繼續學習相關課程。所以，在網 路科技普及的現代，利用網路科技可以大大提升教師的教學效率，也可以幫助學生增 進學習效果。尤其，這樣的應用能力是教育當局積極希望教師廣為運用、大力推廣的 教學能力，在十二年國教的教師增能課程中，是教師的關鍵能力，每每在相關研習和 培訓課程中都會被再三強調，重要性可見一斑。 良好的 TPACK 幫助教師的教學事半功倍，如虎添翼，教師應培養靈活運用網路 科技與資訊的思維模式，與設計課程的能力，加強 TPACK 的能力。網路科技與資訊
搭配運用對教學的效果皆可有所提升(Angeli & Valanides, 2009)，善用網路科技與資訊
必可使教學事半功倍。教師擁有學科教學知識外，不只需要足夠的網路科技與資訊能
力，尚需依賴良好的 TPACK 素養才能妥善結合網路科技與資訊到教學中（AACTE,
2008； Mishra & Koehler, 2006；Lin, Tsai, Chai & Lee, 2013）。倘若教師 TPACK 素養
較佳，則較能幫助學生學習，教師 TPACK 素養的重要性顯而易見。學科教學知識結
合網路科技與資訊能力，整合成教師的科技學科教學知識；教師利用網路科技與資訊
激發新概念，並以彈性、靈活、變通的方式，轉化 TK、PK、CK 間的交互關係，建構
成獨特又具統整性的知識體，即為教師 TPACK 的發展 (Mishra & Koehler, 2006；Angeli
& Valanides, 2009)。
Chai 等人(2010)探討職前教師應用資訊通訊科技（ICT）課程發展 TPACK 的問卷， 深入瞭解職前教師的 TPACK，研究證實職前教師增加 ICT 課程確實能提升教師
TPACK 程度。徐式寬、楊正宏(2007)發現，對於資訊(ICT)融入教學的比例上，國中教 師的表現明顯地低於國小教師，也表示資訊(ICT)融入教學在國中教師的運用上仍存在
較多空間。可知國中教師進行資訊(ICT)融入教學的比例及其 TPACK 素養是一個值得 討論的問題。 另外一份研究也指出，曾任行政職、男性、電腦科的老師，相對進行資訊(ICT) 融入教學的比例較高；教師年齡或教學年資，對進行資訊(ICT)融入教學的程度之影響 沒有顯著差異，真正能應用資訊(ICT)融入教學，需要豐富的教學知識與相當的網路科 技與資訊背景；國中升學的主科如國文、英文、數學、理化、地理、歷史進行資訊(ICT) 融入教學的比例較低（徐式寬、關秉寅，2011）。 現今正值教育鬆綁後的多元化教學時代，國內教師的教學過程與教學方式也漸漸 多元化與科技化(何榮桂，2002；韓長澤，2006）。但是教師應用網路科技與資訊於教 學中的能力以及 TPACK 的素養則有待商榷。林宏盈（2011）和楊婷婷（2012）都指 出當前教師的 TPACK 素養需要被提升，而且需要教育權責單位協助教師進行專業發 展。 民國 103 年貣，全臺正式啟動十二年國民基本教育，重視的是「有效教學」並且 強調「善用 E 化科技」，因此，如何有效率地透過網路科技與資訊和現代化的設備， 幫助學生學習正確的知識，進而實踐活化教學，是教師們共同的目標(教育部，2014a)。 網路科技與資訊的發達，可使教學突破時間與空間的限制，並且執行許多過往無法或 不易達成的教學亮點。教師的科技學科教學知識(TPACK)即表現在運用網路科技與資
訊呈現教學的整合上(Mishra & Koehler, 2006；Angeli & Valanides, 2009)。應用網路科
技與資訊進行教學，雖不是教學的必要程序與方法，但卻是大勢所趨與現代的潮流， 也是教育主管單位的政策之一，十二年國教的科學教學即是強調善用科技的教學。教 學結合網路科技的過程中，需要教師的創造力來讓網路科技豐富地、順暢地幫助教學 更有效、更成功進行，能夠讓教學、學生與科技三方良性互動的知識，尌是科技學科 教學知識。 另一方面，該如何「善用」科技乃一大學問。而且 TPACK 深入強調：教師整合
網路科技與資訊到自身的學科知識裡，搭配適切的教學方式及策略，評估整體教學設 計的運作思考能力，使教學歷程藉由網路科技與資訊而更有效、更多元、更廣泛。在 知識爆炸，網路科技與資訊日新月異的現代，軟硬體設施取得方便，到處可以上網瀏 覽，隨時搜尋資料和知識，教師應有能力操作、挑選、過濾、應用這些網路科技與資 訊設備並與教材教法結合(何榮桂，2002；張國恩，1999)。現今網路科技蓬勃發展， 網路上可以找尋到之教學資源琳瑯滿目，雖然其他的教學素材與光碟也有提供圖片影 片等資源，但是網路世界上的相關教學材料，幾乎天天都有新花樣，只要利用網路搜 尋，在網路上可以找到最新、最多、稀奇有趣的圖片、影片和相關圖文動畫資料。TPACK 理論說明了網路科技與資訊、教學之間的重要關係，教師可經由網路搜尋更多更新的 教材，補充教科書的不足之處，也能介紹廣泛新穎的科學新知給學生；在教學時，利 用各式各樣的網路科技與資訊設備，來幫助教學進行與協助呈現教材，促使學生理解 概念於原理原則，達成更有效的學習。 再者，政府針對國中小教學設定「活化教學」的推動，要求老師用豐富、趣味的 教學策略，設計吸引學生學習興趣的教學方式，期望提升教學品質與學生學習效果（教 育部，2014a；2014b）。教師的 TPACK 如果不夠嫺熟，如何能夠「善用」網路科技與 資訊達成教學目標？雖然運用傳統的教學方法一樣可以教學，但是世界潮流的趨勢各 方面都走向數位化、網路化與多樣化的層次，網路科技能讓教學便利也有效幫助學習， 教師們何樂而不為呢？利用網路科技與多媒體的特性，適當的將教學與現代科技結 合，加上網路上豐富的教學素材，不但補足傳統教學的缺漏，更可增進學生的注意力
和專注度，使學生學得更好(Angeli & Valanides, 2009)。可知，TPACK 在現今的教育下，
重要性與日俱增。由於教師運用網路科技於教學的能力不盡相同，為了明白教師運用
網路科技於教學的現況與提出建議，幫助提昇教育品質與推動十二年國民基本教育，
第三節 研究目的與待答問題
基於前述動機，本研究的目的為探究國中科學教師的科技學科教學知識（TPACK） 之自我效能表現程度。並且探討國中科學教師實踐網路科技融入教學所呈現之教學行 為及其影響因素，了解教師利用網路科技與資訊進行教學與教授「化學反應速率與平 衡」的助益性與因應行動。希望研究結果能增進各界對臺中國中科學教師的TPACK自 我效能之認識，提出如何增進國中科學教師TPACK之具體建議，做為其他研究者日後 之參考依據。 本研究待答問題如下： 一、 國中科學教師的科技學科教學知識（TPACK）自我效能表現如何？ 二、 國中科學教師如何實踐網路資訊融入教學(TPACK)及其影響因素為何？ 三、 國中科學教師實踐網路資訊融入教學的助益性與因應行動以及教授「化學反應速 率與平衡」的方式為何？第四節 名詞解釋
茲將以上所涉及之重要名詞定義如下：
一、
科技知識（Technology Knowledge）：亦可用TK表示。熟悉並能操作科技工具 的技術，瞭解科技的範疇與正確使用方法，懂得選擇正確工具和應用科技處理 問題的知識，能夠不斷學習與適應新科技整合的能力(AACTE, 2008；Mishra & Koehler, 2006) 。 本 研 究 「 TK 」 的 定 義 以 資 訊 通 訊 科 技 ICT（ Information Communication Technology）中的「網路科技」為範疇。包含網際網路資訊的搜 索、瀏覽與應用等知識，以及電腦軟硬體設備的使用與維護及程式的安裝與移 除。二、
學科教學知識：簡稱PCK（Pedagogical Content Knowledge），史丹佛大學的 Shulman 教 授 在 1986 年 提 出 了 「 學 科 教 學 知 識 」 (Pedagogical Content Knowledge，PCK)的概念。本研究中所稱PCK採用Shulman教授的定義。三、
科技學科教學知識：簡稱TPCK或是TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge）2006年密西根大學的Mishra與Koehler二位教授發表了「學科教學 科技知識」(Technological Pedagogical Content Knowledge)的新理論（Mishra & Koehler, 2006）。而資訊與通訊科技的學科教學知識乃是Angeli與Valanides將 Mishra和 Koehler(2006) 定義之 TPACK 中的 TK 限制為 ICT（ 資訊通訊科 技， Information Communication Technology），命名為ICT-TPCK。而資訊通訊科技 ICT中，目前最廣泛且豐富的尌是「網路科技」，也是教學現場最易取得的科 技工具之一。因為網路科技與教學的關係密切，本研究將「應用網路科技」， 視為TK的主要知識；把TK的範圍限縮在「網路科技」的使用，以及由網際網 路獲得之教學相關資訊與影片、圖文等知識素材，作為本研究討論教師科技學 科教學知識自我效能與實踐的範疇。四、
實踐：本研究中所謂「實踐」，係指教師進行教學時，為完成教學目標，基於 科技學科教學知識之自我效能，從課前的準備、課中的教學活動與教學資源的利用、課後的評量、延伸學習、到與學生或其他教師之討論等所有教學相關實 際表現與具體行為之作法或經驗。
五、
自我效能：指個體評估自己能否完成某種要求指標的信心與所具有的能力之判 斷、信念，對自身的衡量和把握，個人確信自己在特定的環境中，能夠執行某 種任務，對自身行為，感覺所能達成結果的期待與程度。從過去的經驗中產生 對本身能力的自我信心感受度(Bandura,1977)。也是個人對自身達成某件工作所 擁有的能力，以及對該工作能完成之程度的一種主觀評價（張春興，1989）。 本研究中所稱自我效能採用Bandura(1977)的定義。六、
化學反應速率與平衡：本研究中所謂教師教學「化學反應速率與平衡」單元， 係指 102 學年度，H 版及 K 版國中自然與生活科技第四冊教科書所載範圍。七、
國中科學教師：本研究中的國中科學教師係指臺中地區公立國中任教理化的自 然科教師。第五節 研究限制
因研究者受限於研究時間及人力、交通考量及經費不足等主客觀因素下，本研究 有以下之研究限制： 一、 本研究僅以臺中地區五所公立國中科學教師為研究對象，研究範圍僅限於臺中 地區五所公立國中科學教師，對於研究結果不宜過度推論至其他地區的國中科 學教師或是其他教育階段的教師。研究者在進行資料分析後，對所獲得之研究 結果與過往相關研究對照，但各研究背景與研究目的不同，無法全然概括對照， 但僅供參考，對於研究結果之推論不宜做過度延伸。 二、 本研究以臺中地區五所公立國中科學教師進行抽樣調查。發出50份問卷，回收 48份問卷，得48份有效問卷，回收率和有效率達96％。依有效問卷進行描述性 統計分析、皮爾森相關係數等統計方法進行統計分析。質性資料方面，因僅徵 得12名科學教師接受半結構訪談，所得訪談內容無法涵蓋全體教師。故此，本 研究所得之結論與建議，因取樣關係或許不足以完全代表母群體之特性，有待 後續研究者作進一步的研究。 三、 本研究於進行訪談時難免會有「霍桑效應」產生，受訪談教師可能會有刻意的 表現情況出現，沒有依照平時教學狀態作答，以期獲得更高的評價。第二章 文獻探討
國外學者對 PCK 與 TPCK 進行了一連串的深入研究，為了更清楚界定本研究之 理論依據，將相關的重要研究結果與探究經過，循序漸進地歸納討論。 本章共分五節，第一節介紹並探討學科教學知識(PCK)理論，到科技學科教學知 識(TPACK)理論的定義與發展過程，包含發表過的重要文獻與發表學者之理念及定 義；第二節說明結合資訊與通訊科技的學科教學知識；第三節整理歸納與本研究相關 之 TPACK 的實徵性研究；第四節進行教師科技學科教學知識自我效能與相關性的探 討；第五節討論化學反應速率與平衡以及網路資訊教學，聚焦本研究探究之網路教學。 按理論概念分別論述，茲說明如下。第一節 學科教學知識與科技學科教學知識
TPACK由PCK理論演變而來，從Shulman（1986）提出PCK一直到Thompson 與 Mishra (2007)整合解釋成TPACK，對於教師的教學專業知識有很多學者相繼提出看法 與主張，都讓教師教學過程所運用之知識與思考歷程更清晰，此一專業能力的論述， 從PCK進階成TPACK。一、學科教學知識（PCK）
PCK 理論最早由 Shulman（1986）提出，他主張學科知識中有一種屬於可以教授 （teachable）的形式稱之學科教學知識。Shulman 界定PCK為學科專門領域內與教師 的教學能力有關的部份，尌是所謂的學科教學知識。Shulman所指出的這個知識體，尌 是在某個學科領域內進行有系統的教學，或是呈現學科概念的最佳形式，也是指有說 服力的類比、圖解、舉例、解釋、展示等表徵方式，換句話說，也尌是教師讓學生學 習學科概念的所有教學方式（Shulman, 1986）。Grossman (1990) 的看法認為PCK是學科教材知識(subject matter knowledge，簡稱
SMK) 、 教 學 知 識 (Pedagogy knowledge ， 簡 稱 PK) 、 和 教 育 情 境 知 識 (Context
knowledge，簡稱CK) 所共同統合形成的。美國國家科學標準認同PCK在科學教學上的 重要性 ( NRC, 1996)。所以教師必頇掌握好教學知識與教學方法的融合，方可達到有 效教學，過程中需要高度複雜之專精和統整的知識。Shulman(1986, 1987)能夠設計出 適宜學生學習的教學課程，在不同條件下，都能做好教學設計和學習引導，幫助不同 背景與需求的學生學習和理解知識。Shulman(1986, 1987)認為，教師的學科內容知識 係指其對學科專業知識的瞭解與應用；教師的教學知識是指教師在自覺要講授或指導 學生時所能透過的方法與策略，教師於內在歷程整合這些知識後，所進行的教學策略 與方法，尌是教師的學科教學知識，簡稱PCK。 由教學的角度來說，則是教師在課堂教學情境中，針對特定單元，所具備的學科 教學知識，其內涵尌是 Shulman (1986, 1987) 提出的下列七項教師需具備的知識： (一)、學科內容知識(content knowledge)：即學科領域中的概念及架構。包含教師 的學科知識是否豐富、正確、本身的理解是否清楚。
(二)、一般教學知識(general pedagogical knowledge)：包括班級經營與學習興趣之 引發、困難概念的教法、變換使用教學方式等。
(三)、課程知識(curriculum knowledge)：即對教材與課程的理解，及對學校課程的 認識。
(四)、學科教學知識(pedagogical content knowledge)：融合學科內容與教學方法的 知識，是教師自我專業理解的特殊型式。
(五)、學習者特性的知識(knowledge of learner and their characteristics)：對學生已有 的知識與概念的理解。瞭解學生的學習程度，包括老師是否瞭解學生的能 力。瞭解學生對特定課程所擁有的先備概念、學習態度、動機、學習的特 質、特定課程的學習方式與學習困難等方面。
(六)、教育情境知識(knowledge of educational contexts)：將社區和文化融合在小組 或班級的活動中，以及在校園的管理與資源裡的理解。教師對班級學生的 學習環境與文化，以及學習情境與文化背景與學校文化因素之瞭解。
(七)、教育的目標、目的、價值及教育哲學與歷史的知識(knowledge of educational ends, goals, purposes, values, philosophy, and history)。
因此PCK 是教師針對特定主題的組織、呈現或調適，使其配合不同學習者的興趣 與能力而進行教學的一種知識。不同於一般教學知識與學科知識的知識體系，它融合 了學科知識與教學法知識，也因此使教師的專業知識更受重視(Shulman,1986,1987)。 PCK的發展頇經由理解 (Comprehension)、轉換 (Transformation)、教學 (Instruction)、 評量 (Evaluation)、省思 (Reflection)、新的理解 (New comprehension) 的過程，才能 將教學內容完整的表徵出來也才能做適當修正(Shulman,1986,1987)。 國內學者段曉林(1996) 探討學科教學知識則從微觀、巨觀的兩種觀點切入，以微 觀之觀點來說明：PCK 是教師在課堂教學情境下，以特定單元為導向，所具備的教師 學科教學知識，內涵共有六向度，分別是： (一)、課程知識：教師能選擇適合教授的課程內容或教材給學生，並能評論課程 內概念呈現方式（例如：課程內容橫向與縱向的連結）的適當性。 (二)、學科知識：教師能在學科內容中選擇適合學生程度的部分來教學，並能瞭 解特定單元的學科教學目標。 (三)、教學知識：教師懂得使用學生容易理解之類比、隱喻、圖示等有效的表徵 方式或教學策略，將學科知識傳授給學生。 (四)、學生知識：學生對特定單元的學習知識，如學生先備概念、貣點行為、迷 思概念、以及學生對此單元的學習困難。 (五)、評量知識：教師能用合宜的評量方式診斷出學生的學習狀況。 (六)、情境與文化之知識：教師能瞭解任教班級的學生背景與文化，並以教室中 的情境為教學考量，以決定合適的教學法。
微觀學科教學知識發展成巨觀學科教學知識，以微觀的觀點為基礎，再去連結、 延伸與發展特定領域之知識 (如：學科、課程、教材、教室文化等)，以巨觀的觀點而 言，乃是源自於教師的學科知識、教學知識、課程知識、評量知識、學生知識及情境 與文化知識等領域之融合的產物。學科教學知識也可以由各種知識領域的融合而產 生。段曉林、王國華、張惠博（1998）針對國內PCK的研究，發展出學生對教師之學 科教學知覺問卷，為臺灣早期研究教師PCK之重要里程碑；進一步探討學生在教室環 境中對科學教師學科教學表現的感受，了解臺灣科學教學。研究發現學生對於科學教 師的學識肯定，但認為教師經常利用考詴檢查學習情形，教師教學策略與活動的多樣 性較少，學生知覺教師的學科教學知識隨教師性別、學科、學校大小和地理位置等因 素有顯著不同。張靜儀、戴翠華（2003）則是認為教師擁有 PCK 並且將它應用到課 室教學中，能增進與學生溝通的能力，並提供更多讓學生理解的機會。此外，張靜儀 （2006）強調，成功的教師不只是對科學概念、原則或理論有所理解，還要增進學生 對學科內容的瞭解，教師也必頇知道如何將自己的學科知識轉化成學生容易理解的教 學方式，也讓學生瞭解欲學習的學科內容。由此可知，教師必頇清楚掌握教室中的一 切知識，包括自己的學科內容、教學方法、學科教學知識，以及所有關於學生學習的 有形或無形的知識都要能掌握，才是具有教學專業素養的教師。
二、科技學科教學知識（TPCK）
自工業革命以來，時代進步也造尌人類生活的便利。現代科技給人類文明帶來更 方便更有效率的生活，對於學校的課程與教師教學的影響自然不在話下。教師的能力 應跟著時代前進，做終身學習與時並進，在現代科技的幫助下，科技可以對教學帶來 便利與豐富，是幫助教師教學也幫助學生學習的重要工具（Mishra & Koehler, 2006）。不難發現 Shulman 的 PCK 理論，並未特別強調「科技」(Technology)在教學上
21世紀後，電腦與網路科技逐年突飛猛進，科技應用的創新與進化可謂日新月異，「網 路科技與資訊」應用於教學的方式不勝枚舉(Angeli & Valanides, 2009)。科技已深深影
響了現代教與學的形式與品質。有鑒於此，2006年密西根大學的Mishra與Koehler二位
教授因應了「科技」的快速發展趨勢，在Shulman的PCK理論基礎上，加入了「科技知
識」(Technology Knowledge)這個要素，發表了「科技學科教學知識」(Technological
Pedagogical Content Knowledge，TPCK)這個知識體系的模型(AACTE，2008）。 從科技學科教學知識(TPCK)的知識模型中，可知TPCK融合了三種知識領域，分
別是(Mishra & Koehler, 2006)：
（一）教學法知識PK（ Pedagogical Knowledge）：所有相關教與學歷程中的 策略、程序與方法， 也包含了教學目標、教學評量與診斷學生學習困 境等等能力與知識。 （二）學科內容知識CK（Content Knowledge）：指所有應被教或學的學科。 舉凡學校教材、課程相關內容、及教師自身對學習內容的理解與能力 等等。 （三）科技知識TK（ Technology Knowledge ）：包含現代科技，如：電腦、 網路、數位影音，以及科技的應用。包含軟體的設定使用分享安裝， 和硬體的組裝使用與維修等等。 Mishra與Koehler（2006）指出：科技學科教學知識(TPCK) 由上述三種成分知識 所構成，也尌是「PK」教學法知識、「CK」學科內容知識及「TK」科技知識，包含 互相交集的三種知識，PCK、TCK、TPK，最終呈現出整合的TPCK。因此，TPCK 是 概括其子知識之間的相互融合而成的綜合知識（CK、TK、PK、PCK、TCK、TPK 與 TPCK）及綜合應用科技知識、學科知識與教學知識的進階能力形成之整合性知識。
簡寫為AACTE) 與催生 TPCK 的 Mishra 與 Koehler 二位教授在2008年共同出版了
針對教師TPCK的指導手冊（Handbook of Technological pedagogical Content Knowledge
(TPCK) for Educators.），對TPCK架構中的各個組合知識體作詳細介紹與敘述，明白指 出什麼是教師的「科技學科教學應用知識」，也尌是TPCK ( Technological Pedagogical
Content Knowledge) (AACTE, 2008)。 Mishra和Koehler(2006)強調這個知識模型是在
Shulman 的PCK概念基礎上整合教師科技能力而形成的，也是由以上所有類型的知識 體綜合而成的進階能力。TPCK 代表著教師能夠根據具體的教學情境的需要，綜合考 慮學科知識、教學方法和科技支援，設計符合學習需求的教學，把科技轉化為解決教 學問 題的 橋樑 。教 師綜 合科 技、 教學 內容 、教 學法 及學 習者 之間 相互 關係 的知 識—TPCK，綜合所述之知識觀點與內涵，是得以能夠歸納並應用科技，使教學與學習 更有效果的不二法門。
三、TPCK整合為TPACK
Thompson 與 Mishra (2007) 根 據「第九屆國 家科技領袖年 會」（9th Annual
National Technology Leadership Summit）討論，發表「Breaking News：TPCK Becomes
TPACK！」一文，文中提出將 TPCK 的名稱改成 TPACK，用來強調此知識體乃是 整合子知識而成的統合性特徵。自此，TPCK 正式改稱為 TPACK。可以說PCK理論
自1986年問世以來，隨著時光的推移，其內涵與論述架構也跟著演變，自從1986年
Shulman 最先提出PCK，演變到2006年 Mishra 與 Koehler 提倡了TPCK的觀念，一 路發展成2007年 Thompson 與 Mishra發 表的 TPACK，學 者們 前仆後 繼的努 力將
TPACK 理論建構得更加成熟完整，隨著時代更迭，正式成為教師專業知識的指標之 一。
教師整合三種知識（TK、PK、CK）成為統整後的科技學科教學知識（TPACK）
並能運用在各種情境、任何主題以及針對不同學生的需要去教學，進而能設計豐富的
2006）。所以教師若要建構出TPACK，首先要對其成分知識TK、PK、CK具備充分的 瞭解，之後藉由經驗與心裡的統合程序將此三種基礎知識磨合到更高一層的運用模
式，形成自身的TPACK。可知，TPACK是一種整合的知識，也是一個不可分割的整合
知識體（AACTE, 2008； Angeli & Valanides, 2009; Mishra & Koehler, 2006）。Angeli
和Valanides（2009）、Mishra和Koehler（2006）及Niess等人（2009）皆指出TPACK
知識無法直接獲得，而是由教師靠著自身的經驗與統合能力發展而成，是教師自我粹
煉 達 成 的 知 識 。 科 技 學 科 教 學 知 識 之 間 的 成 分 知 識 與 關 係 比 較 後 ， 整 合 出
TPCK(TPACK)的關係圖，參考圖1所示
圖 1 TPCK(TPACK) 的組成
取 自 “Technological pedagogical content knowledge: A framework for integrating technology in teacher knowledge,”by ,2006, Teachers College Record, 108(6),p.1025.Copyright 2006 by the Teachers College, Columbia University.
圖1呈現TPCK(TPACK)乃是位於中心的整合性知識，需由三個基礎成分知識TK、
PK、CK以及兩兩交會而成的TPK、TCK、PCK等基礎知識完善後，得以共同建構出的 進階性知識。其中的TPK知識要先由TK和PK來形成；TK和CK形成TCK知識；而PCK
TPCK知識也尌不一樣。也可以解釋為，每個教師因為基礎成分知識的不同，導致整合 出的核心TPCK進階知識也會不一樣。
TPACK 是一整合的知識模型，三個核心知識不會單獨呈現TPACK的特性，而是 互相總和融會貫通構成一個嶄新的知識體裁（AACTE, 2008）。呈現出綜合應用科技、
學科、教學的進階能力，針對學習者以及教師教學不易呈現的主題、利用恰當的科技
工具達成有效教學（Angeli & Valanides, 2009；Niess, et al., 2009）。教師具備這個「總 體 知 識」 (Total PACKage) ， 可 妥 善 利用 科 技以 提升 教學 成 效與 學生 的 學習 成果
( Thompson & Mishra, 2007; Niess, 2008)。
為了幫助教師擁有更好的 TPACK 知能，進而可以進行運用科技融入教學，學者 認為需投入更多職前及在職教師教育。Niess (2005)研究探討職前教師的PCK 發展與科 技整合的關係，發現職前教師在利用資訊科技教導科學與數學的過程中，職前教師PCK 的發展和資訊科技的整合程度有關。因此，AACTE( 2008) 對增強教師TPACK的首要 建議是提，升教師的專業訓練，以增進教師的TPACK。
第二節 結合資訊與通訊科技的科技學科教學知識
將教授學科概念的學科教學知識，和運用資訊通訊科技（網路）的知識相結合， 整 合 出 來 的進 階 知 識尌 是 「 結合 資 訊 與通 訊 科 技的 科 技 學科 教 學 知識 」， 簡 稱 ICT-TPACK。一、TPACK 形成 ICT-TPCK(資訊與通訊科技的學科教學知識)
Angeli 與 Valanides (2009)闡述TPACK是教師必頇知道的網路科技與資訊、教學 內容、教學法及學習者之間會互相影響的知識，明瞭TPACK之知識基礎等觀點與內
並且提出將Mishra與 Koehler所建構之TPACK模型中的TK限定為ICT（資訊通訊科
技，Information Communication Technology），命名為ICT-TPCK(資訊與通訊科技的學
科教學知識)，有別於先前的TPACK，即以資訊通訊科技作為TK範疇的TPACK。
而 Chai等人(2010)則藉著探討職前教師應用ICT（資訊通訊科技）課程來發展
TPACK的問卷，深入瞭解職前教師的TPACK。該研究證實職前教師增加ICT課程確實 能提升教師TPACK程度。可見TPACK與ICT兩者是相輔相成、一體兩面的關係，亦可
將應用ICT視為資訊 融入教學時的 TPACK表現。而資訊通訊科技 ICT（ Information
Communication Technology）中，以「網路科技」最為普及便利，臺灣各國中小幾乎都 有相關設備供教師教學使用，教師專業發展亦包含應用網際網路資訊的課程（教育部， 2014c）。因此，本研究以教師利用「網路科技」進行教學，做為討論教師TPACK的 核心科技工具。
二、資訊與通訊科技的學科教學知識之評量
因為科技學科教學知識（TPACK）是一個具有抽象性與複雜性的知識結構，要直 接測量教師的科技學科教學知識並不容易，各家學者開始著墨於 TPACK 的評估方式。 Niess 等人(2009) 研究職前及在職教師使用數位科技的狀況，以合適的科技工具發展 教師之教學準備，進行對教師於課堂上使用數位科技工具的觀察活動，針對教師在教 與學之中整合數位科技工具的發展過程，提出 TPACK 發展的五個層次，分別是： （一）. 認知（教師能夠使用科技並認知到科技能與教學相結合，但還無法在教 學中確實整合使用科技）。 （二）. 採納（教師贊成或者不贊成在教學中使用合適的科技）。 （三）. 適應（教師經由教學活動的嘗詴，開始選擇或者拒絕在教學中使用適當的科技）。 （四）. 探索（教師積極在教學中使用與整合適宜的科技）。 （五）. 精進（教師在使用科技後能夠評鑑使用科技於教學中的效果）。 由 Niess 等人(2009)的研究可明白，教師在自身的 TK 與 PCK 不斷嘗詴與融合下，逐 漸在認知、採納、適應、探索、精進等過程後，整合為進階的 TPACK 知識，尌是發 展 TPACK 的五個層次。不同教師基於本身基礎知識（TK、PCK）的不同，加上對整 合成 TPACK 的成熟度之不同，所擁有的統整後的 TPACK 知識的精熟度也不同；本研 究在第三章研究方法中，將借重 Niess 等人(2009) 提出 TPACK 發展的五個層次，對 接受訪談的教師之 TPACK 程度分類，也作為第四章討論的依據。 經過這五個程序可以發現，教師對科技與將之運用於教學的關係上，主要的不同 在於，最初的態度僅僅是認識科技與教學間可能的關係，隨著教師的 TPACK 發展， 開始慢慢結合部分的機會，運用科技幫助其進行教學，並且詴著教得更好更有效，於 不斷嘗詴與磨合後，能教得更順暢更靈活，最終可以呈現出最恰當的結合模式與專屬 個人運用科技精進教學的成果，整合出屬於教師個人的 TPACK。
隨後 學者 開始 著重 到評 估教 師具 備ICT-TPACK的 程度 ，Angeli 與 Valanides
（2009）建議在運用網路科技與資訊進行職前國小科學師資之教學設計上，針對 ICT-TPACK的評量，提出了五項指標，評估教師 ICT-TPACK標準： （一）.能辨別若用傳統方式將難以進行或無法進行的教學策略。 （二）.能針對學生不好理解、較困難的教學主題，分辨科技的使用方式並顯示科 技工具的價值，進行有效的教學。 （三）.能分辨學科內容中，哪些對學生來說困難且不易用傳統教學方式去進行， 將之利用科技工具轉化成學生易理解的知識。
（四）.能選擇適當的資訊傳播科技成為教學工具 （五）.能辨別出在班級中利用科技的適當策略與方法 由此可知，教師的 ICT-TPACK 的程度高低，可以從教師是否能分辨出傳統方式不好 教學的課程內容，或者是懂得利用科技進行教學策略補強的方法，再來尌是能夠運用 得有價值，讓科技的特性充分發揮並且用在最恰當之處，最後尌是能越用越成功，達 到用的有效率、有價值、有意義，也能在教學現場找到適合每個班級的科技運用與呈 現的策略、方式與教學技巧。 教師發展科技學科教學知識，從一層級轉移到下一層級，不一定是有規律、持續 向上的進度，因為教師有其個人整合成分知識的內在歷程，知識磨合的時間沒有一定 的程序性。運用新的科技知識時，教師需重新整合過往之教學經驗，並且磨合教學上 的適切性和學生的接受度，也重新思考學科內容和教學法的搭配性，所以在此層級中 TPACK 的發展過程，有可能停滯在某一階段，不停進行反思與重整的思考歷程，待完 成後再進入下一個層級。經由如此繁瑣的淬煉與精緻化之後，教師方能靈活運用網路 科技與資訊從事教學，引導學生學習知識。
第三節 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。
五、影響教師TPACK發展之研究
Hofer 與 Swan (2008)的研究中，藉由安排中等學校的學生從事設計紀錄片的教 學活動，去探究同一教師對於自己擅長之不同區塊的知識與其TPACK 的影響。發現 尌融會貫通既有的TK、PK、CK這個程序而言，有經驗的教師往往是比較駕輕尌熟。 此外教師在課堂上要設計出適當的科技應用課程是相當複雜且要歷經種種的挑戰，因 此教師TPACK表現的層次與其原本擁有的PK、CK、TK之內涵有關；換句話說尌是一 個老師不見得對教授所有主題的課程都能表現出同樣水準的TPACK，可知對教師而 言，將科技整合成TPACK是一種非常個人化的內在歷程，這也提供未來更深入探討實 踐教師TPACK的方向。 顯而易見的，教師個人背景與任教年資和任教學科對 TPACK 的影響是有目共睹的（Jang & Tsai, 2012）。教師對科技熟悉程度的差別對教師的 TPACK 有關聯（楊婷
婷，2012），教師學科背景與學校背景對其 TPACK 之影響也不同（林宏盈，2011)；
而國小教師之 TPACK 已經可看出教學經歷越豐富者，其 CK、PK、PCK 均佳，年資
高者通常 TK 較低於年輕教師（楊婷婷，2012），性別對於教師之 TPACK 表現無顯
著性差別（楊婷婷，2012； Jang & Tsai, 2012）。然而運用科技的資源和機會並不盡
然平均分配，教師雖有意願學習並使用科技進行教學，有時會受限於校內設備之不便 或是使用時機之不足，因此在形成 TPACK 上的重要成分知識—「科技知識」的磨練 上，有兼任行政職務的教師之「資訊分析」與「資訊表達」的資訊知識均較沒有兼任 行政職務的教師突出（高維隆，2006）。此結果與徐式寬、關秉寅，(2011)的研究一 致，因此本研究為探求兼任行政職務的教師之 TPACK 是否亦較為優秀，於研究工具 中設計相關問題以求得可能解答，作為發展教師 TPACK 上應當加以注意改進之處。 對於國中科學教師TPACK之相關研究仍有待努力。文獻支持職前與在職教師都有 學習與增進TPACK的空間與必要性，Lin等人（2013)參考Schmidt等人(2009)的研究， 整理出另一份問卷，已完成新加坡職前與在職教師的TPACK調查，反觀臺灣對於
