第二章 文献综述
要进行数学教师整合技术的学科教学知识（TPACK）研究，首先需要了解教师 TPACK的相关研究基础。因为整合技术的学科教学知识（TPACK）是在学科教学知识（PCK）的基础上提出来的，是对 PCK 的拓展。所以与本研究相关的研究基础包括数学教师学科教学知识（PCK）的研究以及 TPACK 的研究两个方面。本章将对已有研究成果进行梳理。
2.1 数学教师学科教学知识（PCK）
学科内容知识和教学法知识是教师知识的核心成分，但是 20 世纪 80 年代以前，这两种成分一直处于分离状态。针对这种现状，美国学者 Shulman[16]提出学科教学知识（PCK）这一概念，强调应该把教师的学科教学知识和教学法知识结合起来。Shulman认为学科教学知识（PCK）主要包括两种成分：一是有关特定内容的教学方法与策略的知识，是指如何用最有效的表征方式（如实例、解释、演示等）组织课程内容；二是有关学生思维的知识，包括不同发展阶段的学生对某一主题的理解、错误的想法、学生学习的重难点，以及学生可能遇到的困难。众多研究者对 Shulman 的学科教学知识概念进行了丰富和发展。Grossman 的研究有了较大突破和创新。Grossman 认为 PCK 包含以下四个方面：教师关于学科在不同年级水平上的教学目的的统领性观念；学生的理解、日常概念和误解的知识；课程知识；特定主题的教学策略和教学表征的知识[17][18].随着后来研究的深入，Grossman 也在不断丰富和发展 PCK 的构成框架[19].
我国学者在借鉴国外研究成果的同时，对 PCK 的构成也进行了大量研究，主要集中在数学这个领域。如范良火在 Grossman 的 PCK 构成基础上，从学生理解和教学策略的角度阐释了数学教师的 PCK[20];李琼在 Grossman 的 PCK 构成基础上进一步对数学教师的 PCK 做了细化[21].董涛[22]以 Grossman[23]的 PCK 框架为基础，提出数学教师 PCK 包括数学教学的统领性观念和特定课题学与教的知识两大要素，并把特定课题学与教的知识这一要素进一步细化为学生理解的知识、内容组织的知识、效果反馈的知识和教学策略的知识四个部分。
综合以上研究我们不难发现，虽然学者们对数学教师 PCK 有不同的理解，但是他们都认为数学教师 PCK 包括统领性观念、学生知识、课程内容的知识和教学策略的知识四个共同要素。
2.2 整合技术的学科教学知识（TPACK）
随着信息技术不断发展及其在教育教学中的深入应用，人们越来越认识到"技术"这一要素不能独立于教师的教学知识之外，教师必须把"技术"纳入到自身知专业识结构中去，才能更好地胜任信息技术环境下的教学工作[24].基于这种现状，美国密西根州立大学 Mishra 和 Koehler 在 Shulman 的"学科教学知识（PCK）"概念基础上，于 2006年正式提出了"整合技术的学科教学知识（TPACK）"这一理论框架，用它来说明包括"技术"要素在内的教师新型知识结构。整合技术的学科教学知识（TPACK）理论提出以后，引起了众多学者的广泛关注。随着研究的深入，研究者们不断地对这一理论框架进行补充、修改和完善。
2.2.1 TPACK概念和构成
（1）TPACK 框架七要素理论
Mishra 和 Koehler 提出的整合技术的学科教学知识（TPACK）框架中包含七个元素： 一是三个核心元素 CK（Content Knowledge,学科内容知识）、PK（Pedagogical Knowledge,教学法知识）和 TK（Technology Knowledge,技术知识）。二是由以上三个元素交互形成的四个复合元素 TCK（Technology Content Knowledge,整合技术的学科内容知识）、TPK（Technology Pedagogical Knowledge,整合技术的教学法知识）、PCK（PedagogicalContent Knowledge,学科教学知识）和 TPACK（Technological Pedagogical ContentKnowledge,整合技术的学科教学知识）[25].七个要素之间的关系如图 2.1 所示。
技术知识（TK）是教学中最具变化的因素，它包括传统技术和数字化的技术。学科内容知识（CK）指的是所教学科的知识，教师对所教学科的内容知识要有深刻的理解和把握。教学法知识（PK）指的是基础的、普适性的一般教学法知识。学科教学知识（PCK）与舒尔曼的适用于具体学科内容教学的教学法知识的观点是一致的。它的内涵是立足于学生，实现教学知识的教学转化。整合技术的学科内容知识（TCK）是技术与教学内容交互形成的。教师要知道哪些技术适合表现和讲解本学科的内容知识，也要了解教学内容对技术的影响和改变。整合技术的教学法知识（TPK）是技术与教学法的互动形成的。
当二者交互的时候，可以最大限度地开发技术的创造性和灵活性。同时，也可以结合技术适当调整和整合教学策略。整合技术的学科教学知识（TPACK）是技术、教学法和学科内容知识的整合。它是教师专业知识中最核心和最关键的成分，Mishra 和 Koehler 认为它是"教师使用技术进行有效教学的基础。"Mishra 和 Koehler 的整合技术的学科教学知识框架形象地说明了教师使用技术教学的知识结构，但是对七个要素的关系和概念的界定不够清晰。后来的研究者针对这个问题对概念框架做了进一步的完善。Cox 博士在自己的毕业论文中对 TPACK 框架的七要素做了更详细的概念分析，以便于更好地明确和区分各要素的内涵[26].
（2）核心成分 TPACK 理论
美国俄勒冈州立大学的Niess在研究整合技术的学科教学知识的内涵时关注的不是整个 TPACK 框架，而是关注框架中核心成分的整合技术的学科教学知识（TPACK）。因为只有它是 Shulman 的学科教学知识（PCK）的直接推广，由技术、课程和教学三个要素融会贯通形成的一类知识，是教师使用技术有效教学的基础。
Niess[28]认为整合技术的学科教学知识（TPACK）包括四个核心要素： 关于技术与学科教学整合目的的统领性观念；关于学生利用技术来理解、思考和学习学科主题的知识；关于技术与学科教学整合的课程和课程材料的知识；关于技术与学科教学整合的教学策略和教学表征的知识。针对核心成分的 TPACK,Niess 展开了大量研究，并从不同角度对 TPACK 的四个构成要素特征做了详细描述[29]-[32].
国外有学者[33]以核心成分 TPACK 为基础对职前教师 TPACK 进行了测量。国内也有研究者以 Niess 的研究为基础对中小学教师的 TPACK 进行了实证研究。钟洪蕊[34]针对小学科学教师 TPACK 现状展开了调查研究，彭洪斌[35]和张育桂[36]则对小学数学教师 TPACK进行了实证研究。
2.2.2 TPACK测量和评价
教师TPACK的测量和评价一直是一个基本而又非常重要的问题。在TPACK研究领域，虽然测量的工具有多种，但从研究方法上来分，可以分为量化研究、质性研究和混合研究三种。在量化研究中，研究者往往采用调查问卷的方式测量教师 TPACK 框架中各类知识成份的水平。比如 Schmidt[37]等学者联合幵发的"职前教师的教学与技术知识调查问卷"就是用李克特五点量表的方式，针对 TPACK 框架中七个元素展开调查研究。Archambault和 Crippen[38]开发的 TPACK 调查问卷则主要对 k-12 在线课程的在职教师的在线教学能力进行调查。这些研究虽然都是以问卷调查的方式进行的，但是侧重维度不同。
质性研究方法包括课堂观察、深度访谈、分析课堂实录、教学设计方案分析、作品分析等。密西根州立大学的 Koehler 等人组织了一个由教授和研究生组成的在线课程开发团队，通过对团队各小组成员在课程开发过程中的话语分析揭示教师 TPACK 的发展变化。Groth 等人[39]在实施一项基于课例研究的教师专业发展项目时收集了教师的教案、大学教授对教案的评价意见、教师课堂教学的录像和文本实录以及课后讨论的录音和文本实录，并使用这些数据对整个教师课例研究小组的 TPACK 水平进行分析。除此之外，还有一些研究者是采用量化研究和质性研究相结合的方法开展 TPACK 的相关研究。例如美国的 Landry[40]在博士论文中就使用了混合研究的方法对初中数学教师的 TPACK 水平进行了调查研究。在上述关于教师 TPACK 的测量和评价的研究中，大多数研究都是在宏观层面上测量TPACK 的七个构成成分，鲜有对核心成分 TPACK 的细化研究。
2.3 文献述评
前文对数学教师学科教学知识（PCK）与整合技术的学科教学知识（TPACK）领域内己有研究成果做了梳理。已有研究的贡献主要体现在以下几个方面：
（1）关于数学教师学科教学知识（PCK）构成的研究。研究者从不同角度对数学教师PCK 进行了详细划分，使得对数学教师 PCK 内涵和构成的研究不断深化和细化，有助于数学教师 PCK 的测量，也有助于数学教师 TPACK 的理解和测量。
（2）关于 TPACK 概念和构成的研究。目前关于 TPACK 内涵和构成的研究大体上分为两种研究方向：第一种是关注 TPACK 的所有构成成分，包括 CK、PK、TK、TPK、TCK、PCK、TPACK 七个方面；第二种是只关注核心成分的 TPACK.本研究采取第二种研究倾向，关注核心成分的 TPACK.
（3）关于 TPACK 测量和评价的研究。研究者们用不同方法测量和评价教师的 TPACK,拓展了教师 TPACK 的评价方法，为数学教师 TPACK 的测量和评价提供了借鉴经验。
此前的研究也存在一些不足的方面：
（1）缺少以核心成分 TPACK 为基础的实证研究。核心成分 TPACK 是教师使用技术教学的最有效成分，但是国内外研究中针对核心成分的实证研究比较少。Niess 提出了核心成分 TPACK 的四个构成要素，但是并没有经过统计学意义上的验证。钟洪蕊、张育桂以核心成分 TPACK 为基础对小学科学课和小学数学课教师 TPACK 进行了实证研究，他们的研究也存在样本量过少的问题。
（2）缺少对基础教育教师 TPACK 的研究。教师 TPACK 的研究要与具体科目相结合，目前我国针对基础教育教师 TPACK 的本土研究不多。所以，迫切需要研究者们深入基础教育在具体学科中研究 TPACK.
