第三章 研究设计
本研究采用了调查研究的方法，主要通过问卷调查并辅以访谈研究的方法来探究初中数学教师 TPACK 现状及特点。这一章将对研究设计及实施过程进行介绍。
3.1 调查问卷的编制
3.1.1 问卷初稿的编制
由于目前还没有以核心成分 TPACK 为测量基础的初中数学教师 TPACK 量表，所以本研究自己编制了量表。量表维度的确定基于两方面的研究基础：一是参考国内外有关数学教师学科教学知识（PCK）及整合技术的学科教学知识（TPACK）的研究成果；另一方面对初中数学教师做了初步访谈。在这些研究基础上编制了初中数学教师TPACK 量表，用来测量初中数学教师的 TPACK.本研究以 Niess 的研究为基础，把初中数学教师整合技术的学科教学知识（TPACK）调查量表维度确定为以下五个：整合技术教授数学的统领性观念、整合技术教授数学的学生理解知识、整合技术教授数学的课程和课程资源知识、整合技术教授数学的教学评价知识、整合技术教授数学的教学策略知识。
（1）整合技术教授数学的统领性观念
整合技术教授数学的统领性观念是一种理念，是指导数学教师在信息化环境下开展数学教学的总体思想和观念。这种理念包括教师对数学学科的理解，对技术在数学中的地位的理解、对如何整合技术教数学的理解，对学生如何使用技术学数学的理解等方面的知识。技术这个要素在教师的数学课程观中成为了一个缠绕概念。《义务教育数学课程标准（2011）》的课程理念部分从课程目标、课程内容、课程教学、学习评价、信息技术与课程整合五个方面对数学课程做了规定，并明确指出"信息技术对数学教育的价值、目标、内容和教学方式产生了很大的影响"[41],"要把信息技术作为学生学习数学和解决问题的一个有力工具，有效地改进教与学的方式，使学生乐意并有可能投入到现实的、探索的数学活动中区"[42]
.从新课程理念中我们可以看出，数学课程是一张网，而信息技术则成为网中一个无处不在的交织元素。义务教育数学课程理念是初中数学教学的指挥棒，结合这个标准，本维度从课程观、教学观和信息技术观三个方面入手设计问卷题目。
（2）整合技术教授数学的学生理解知识
整合技术教授数学的学生理解知识，是对学生如何学习数学的理解和认识。数学课程的目标是使学生获得数学教育，在数学上得到发展，所以落脚点还是在学生身上，涉及学生如何学的问题。在数学学习中，学生有什么样的学习需求？对于特定主题的内容，学生已经具备了什么样的学习经验，学生学习时的认知特点如何，学生理解的发展历程是怎样的，学生可能出现的典型错误是什么，如何使学生发展数学思维能力？在信息技术环境下的数学教学中，教师如何合理使用技术解决以上问题就会反映出不同的教师知识。本维度问卷题目的设计围绕上述方面进行。
（3）整合技术教授数学的课程和课资源程知识
整合技术教授数学的课程和课程资源知识是信息化教学环境下，数学教师对课程内容的理解和把握，包括教师自身的数学知识以及如何把这些数学知识更好地传授给学生的知识。课程内容是学生要学习的知识。课程内容包含若干不同的子主题内容。在不同的主题内容中，数学教师拥有不同程度的知识。在技术的支持和帮助下，数学教师需要考虑以下方面的问题：①特定的主题内容在整个学科中的定位，如何和前后知识以及相关学科知识进行衔接？②如何使课程内容和资源反映当前社会需要和数学的特点，符合学生的认知规律和实际经验？③如何组织内容和资源才能使学生更好地理解知识，更好地体验数学学习的过程，获得不同层次的发展？本维度从课程内容、课程组织和课程资源三个方面入手设计问卷题目。
（4）整合技术教授数学的教学评价知识
整合技术教授数学的教学评价知识是信息技术环境下，教师对数学教学评价的认识和理解。《义务教育数学课程标准（2011）》指出"应建立目标多元、方法多样的评价体系"[43]
.信息技术使得数学教学的评价方式更加丰富多样。不同教师使用信息技术进行数学教学评价的知识水平不同。教师可以开发多种技术支持的评价方式对学生的数学学习过程和学习结果进行评价，既可以评价学生学到的知识也可以评价学生学习过程中的认识和情感变化。本维度问卷题目的设计围绕上述方面进行。
（5）整合技术教授数学的教学策略知识
教学策略指为了达到特定教学目标，对教学顺序、教学活动程序、教学组织形式、教学方法和教学媒体等的综合考虑。教学策略涉及针对特定主题内容如何教的问题。整合技术教授数学的教学策略知识则是信息化环境中有关怎样开展教学的知识。实际教学中，数学教师如何使用各种技术手段有效地表征教学内容；如何使用技术合理安排教学顺序，设计多种教学活动；如何使用技术创设多样化的学习环境和学习方式；如何在技术的帮助下使用多种教学方法；如何不断使用技术更新自己的教学方法和教学能力；如何在信息化环境下实现有效的课堂管理。这些问题都反映了教师信息环境下的教学策略知识的水平。本维度从以上多个方面对教师如何整合信息技术教数学进行考察并设计问卷题目。
3.1.2 问卷的修订
在上述研究的基础上，编制了初中数学教师 TPACK 问卷初稿。初稿进行修订后，征求了专家意见，请他们对问卷的语义表达及适用性做出评价。专家包括教育技术领域和数学教育领域内的 10 位成员。在征求意见的过程中，和各位专家进行了详细的交流和讨论。根据专家反馈意见对问卷做了修改。
经专家审议并修订后的问卷共有 55 个题目，包括基本信息和量表两大部分内容。
基本信息共 11 个题目，涉及性别、职称、数学教学中使用的技术等若干方面。量表部分共 44 个题项，包括整合技术教授数学的统领性观念（8 题）、整合技术教授数学的学生理解知识（6 题）、整合技术教授数学的课程和课程资源知识（10 题）、整合技术教授数学的教学评价知识（7 题）、整合技术教授数学的教学策略知识（13 题）五个项目。
量表采用李克特 5 点量表进行等级评定，从 1 到 5 分别表示"1 非常不符合，2 不符合，3 不确定，4 符合，5 非常符合".
3.2 预调查
预调查选取了烟台市部分初中数学教师进行调查研究。样本的选取尽量照顾到不同类型的教师，综合考虑学校的层次、性别、教龄等方面的差异，努力使样本的选择有代表性。本次调查发放问卷 350 份，实际回收 325 份，回收率为 92.86%.有效问卷 305份，有效率为 93.85%.
为了更好地探索问卷的结构效度，使用 SPSS19.0 对本次回收的有效问卷量表部分进行了项目分析并检验了量表的结构效度。结果表明（附录一）：Bartlett 球形检验的卡方值为：x2=7388.289,显著性概率值 p=0.000<0.05,达到了 0.05 的显著水平。同时KM0=0.931,表示题项之间的关系是极佳的，题项变量之间的关系非常适合进行因素分析。经过多次反复探索性因素分析，删除了一些题项，确定了五个因子的量表结构（附录二和附录三）。于是，对删除部分题目后的量表进一步做了验证性因素分析，经过对模型的修正发现，各项拟合指数都在 0.9 以上（结果见附录四），此拟合结果表明量表结构很合理。此时形成的正式问卷共有 33 个题目，包括基本信息 11 个题和量表部分 22个题。量表包括整合技术教授数学的统领性观念（3 题）、整合技术教授数学的学生理解知识（4 题）、整合技术教授数学的课程和课程资源知识（6 题）、整合技术教授数学的教学评价知识（3 题）、整合技术教授数学的教学策略知识（6 题）五个维度。问卷内容详见附录五。
接下来对问卷量表做了信度检验。检验结果（如表 3.1 所示）表明：整张量表α系数是 0.933,各维度的α系数在 0.686-0.873 之间。根据吴明隆[44]的信度标准建议，整张量表的信度非常高，各维度的信度也比较高。
3.3 正式调查
本次调查研究采取指派专人现场集中发放的方式。研究采用整群随机抽样的方法，抽样对象全部为初中数学教师。这些教师的分布涉及烟台六区七市一县的 20 所中学。调查工具使用预调查后的正式问卷（共 33 题）。问卷发放与回收从 2014 年 4 月 5 日至 4月 20 日，历时 15 天。共发放问卷 305 份，实际回收问卷 298 份，回收率为 97.70%.
在问卷回收时，对问卷中数据的质量及有效性进行了检视，剔除无效问卷后，得到有效问卷 276 份，有效率为 92.62%.
