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DOl: 10.6249/SE.20 15.66.3.07 收稿日期: 2013 /1 0/1 4 修訂日期: 2013 /1 1/1 8 接受日期: 2013 /1 1/1 8

探討科技學科教學知識(TPACK)

於+三年國殼的重要性

林銘烽* 教師

臺中市立大華國民中學

壹、前言

今年起，全臺國中學生正式成為十二年國民基本教育的一員，為使國中教師具備

符合十二年國教精神的教學效能，教育部根據「十二年國民基本教育精進國中小教學

品質要點 J '特於 102年暑假安排「國中教師教學專業能力研習五堂課( 18小時)實

體課程研習 J '使國中教師習得「有效教學」、「差異化教學」、「多元評量」等專

業能力。

筆者研習後有感:資訊科技的發達，已然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。更重要的是， r有效教學」強調「善用E

t科技 J '如何「善用」乃一大學問;教師的專業教學知識透過科技呈現的能力，就

是「科技學科教學知識 J (TPACK) (Mishra &Koehl缸， 2006) 。在知識爆炸、科

技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。如何在大量的資訊內容中有效率地過濾資料是重要的。教師需有能力操作、挑

選、過濾、應用這些科技設備並與教材敦法結合(何榮桂， 2002) 。

因此，教師準確拿捏課程，並運用科技工具與網路知識進行教學是必備的能力;

在傳統的教材教法不敷使用之下， TPACK素養將是現代教師的必修學分。另一方面，

運用數位課程及影音、動畫、圖片、文字等各種方式，以多元性的表徵'去迎合不同

*本篇通訊作者:林銘烽'通訊方式: [email protected] 。

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探討科技學科教學知識(TPACK)於十二年國教的重要性

學習風格學生所需 (Angeli & Valanides, 2009; Tsai & Chou, 2002) ，更能實踐活化教

學的目標，符合十二年國教靈活、多元、適才適性的精神。為了有效教育新一代的莘

莘學子。教師應建構自身的「科技學科教學知識j ，使教學結合科技的優勢，創新教

學以達成教學目標，將學習成效最大忱。

本文簡介「科技學科教學知識，TPACKj (下文以TPACK稱之)的理論思維，

隨後對其在教學上的實務應用進行舉例，並提出教師應有的思考方向與建議，供教育

先進參考指教。

貳、 TPACK知識的沿革

教師教學過程如何運用科技的思維與智慧，即rTPACKj .指教師在學科教學知

識、學科內容知識、以及使用科技知識，三者之間的整合與統籌的進階能力(Mishra

& Koehler, 2006; Niess, 2008 )。

TPACK由「學科教學知識， PCK j 理論演變而來，從Shulman (1986) 提出學科

教學知識 (PCK) 一直到Thompson與Mishra (2007) 將之整體改稱TPACK ，其理論形

成的過程可分為四個階段:

一、學科教學知識(PCK)

Shulman (1986) 主張學科知識中有一種屬於可教授(teachable) 的形式，稱為

PCK (Pedagogical Content Knowledge) 0 Shulman 定義PCK為學科專門領域內，教

師呈現學科概念的教學能力的部份，就是 rpCK j 。亦指有說服力的類比、圖解、

例、解釋、展示等表徵方式，也就是教師讓學生學習學科概念的所有教學知識

(Shulman, 1986) 。

Shulman (1986, 1987) 說明，教師進行教學的過程中，向學生呈現出對學科內容

知識的理解程度，經過統整、分析、判斷等內在連續運作過程，診斷學生對概念的理

解程度後，再決定適宜的教學方式，此等教師呈現教學的思考歷程，即為教師「學科

教學知識 j (PCK) 的表現。「學科教學知識」亦為教師從事教學最主要、最具體的

核心知識。教師在課堂上的教學行為，皆來自教師「學科教學知識」的運作並思考後

的結果。美國國家研究協會 (National Research Council [NRC]) (1996) 制訂的國家

Septemb前， 2015 Secondary Education 89

科學教育標準 (National Science Education Standards) 明確指出，專業教師該具備的能

力是:具有將「科學知識」、「學習者知識」、「教學知識」等整合成為學科教學知

識，以增進教學成效。

二、學科教學知識與科技的結合

資訊與通訊科技的更新一日千里，在教學的應用日漸廣泛。資訊通訊科技對教學

與學習帶來便利性、多元性、豐富性，使教學不拘束於教室空間、環境限制，是幫助

教師教學及學生學習的一大利器 (Mishra & Koehl缸， 2006 )。

2006年密西根大學的Mishra與Koehler二位教授因應「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 J (Technology Knowledge) 這個

要素，發表了「學科教學科技知識J (Technological Pedagogical Content Knowledge '

TPCK) 知識模型，其與PCK的差異可參考圖 l說明。

TPCK 由以三種成分知識要素所構成，分別為: CK: r 學科內容知識」

(Content Knowledge) 、 TK: r 科技知識J (Technology Knowledge) 及PK:

「教學法知識J (Pedagogical Knowledge) ，三者相互融合的進階能力與綜合知識

(Mishra & Koehl缸， 2006 )。

三、 TPCK更密切的整合為TPACK' 強調整體性知論體

Thompson與Mishra (2007) 根據「第九屆國家科技領袖年會 J ( 9th Annual

National Technology Leadership Summit) 討論，發表 r Breaking News : TPCK Becomes

TPACK! J '將 TPCK改稱 TPACK 。強調TPACK是一個不可分割的整合性知識體。

教師具備這「總體知識 J (Total PACKage) ，可利用科技以提升教學與學生的學習

(Thompson & Mishra, 2007) 。此知識並非分別獲得，而是教師靠著經驗與統合能力

發展而成，進而發展結合科技的教學策略，運用各種教學表徵在教學過程中(Angeli

& Valamdes, 2009; Mishra & Koehler, 2006; Nie品， 2008 )

TPACK的三個核心知識不單獨呈現其特性，而是互相融合與貫通，構成嶄新的知

識體裁，是一整合於各成分知識之上的知識體系;擁有對科技教學工具的知識和對其

功能7解，將教學策略、學科內容、學習者特性和其背景知識整合的綜合教學能力。

'。


教學法組鵲

Pedag。自leal ContentKnowle句e

PCK

O

科技知LTEChnologi臼l

Pedago日ical

owled伊1PK

CONTEXTS

圖 I PCK 、 TPCK知識體的知識要素示意圖

資料來源:翟1J 恰甫 (2010) 。深耕教與學電子報(第二十三期)。從促進教師發展「學科教

學科技知識」能力之觀點看PCK→TPCK→ICT-TPCK的思維脈絡。取自 bttp://www.teachers.fju.

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September, 2015 Secondary Education 司'1

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此知識針對學習者不易學習，及教師傳統教學不易呈現的內容，適切地將教學目標利

用科技工其達成有效教學，促成學生最大的學習效益(Angeli & Valanides, 2009)。

四、 TPACK廣泛討論與應用，研究成果紛起

翁縈源、陳定威 (2008 )指出教師在教授化學知識的過程，搭配使用各種資訊科

技與趣味實驗融人教學活動中，將日常生活經驗與教學課程結合，多元地呈現教材?

教學過程更活潑生動，可以提昇學生的學習興趣與成效。張世忠、羅慧英 (2009 )發

現，教師將科技運用投人課程，會讓學生專注教學活動並增加學生的學習興趣。

Hofer 與 Swan (2008) 的研究中，藉由安排中學生進行設計紀錄片的教學活動，

去探究教師對不同領域擁有的知識，對其TPACK的影響。結果發現:以融會貫通既

有的TK 、 PK 、 CK這個程序而言，有經驗的教師往往比較駕輕就熟。且教師不見伊

對所有主題的教學都能表現出同樣水準的TPACK; 教師將自我的經驗與知識整合成

TPACK是一種非常個別他的內在歷程。

此外，不同教師會有不一樣的TPACK表現，教師個人背景與任教年資和任教學科

對TPACK的影響是有跡可尋的(張世忠， 2012; lang & Tsai , 2012) 。教師對科技熟

悉程度的高低，與其TPACK相關，教師學科背景與學校背景，對其TPACK之影響也

不同(林宏盈， 2011) 。

學者評估新加坡222個職前與在職中小學老師測驗TPACK自我覺知的表現。衡量

受測教師的經驗、任教年資、年紀對TPACK表現的程度差異。研究發現:女教師的

PK較高但TK比男教師較低;在職女教師的TK 、 TPK 、 TCK 和TPCK的知覺表現都沒

有明顯差別，但是卻跟女教師的年紀呈現負相關 (L凹， Tsai, Chai &Lee, 2013) 。

有鑑於傳播科技的普遍性， Angeli 與 Valanides 提出，將Mishra與 Koehler

所建構之TPCK知識模型中的TK' 定義為「資訊通訊科技 J (ICT , Information

Communication Technology) ，命名為ICτTPCK ，以ICT (資訊與通訊科技)作為科技

的操作性意義。

國際上對TPACK的研究和評量方法不勝枚舉，從為數眾多的論文中可知:

TPACKE經得到學術上的肯定。也成為職前教師訓練養成和教師專業發展的重要一環

(林祖強， 2012) 。國內研究TPACK的學者，主要有中原大學張世忠教授的研究圓


隊，且每年定時舉行PCK及TPACK學術研討會;臺灣科技大學蔡今中教授帶領的研究

團隊與合作研究伙伴，亦有相關學術論文的發表。

費、實務舉間與分享

TPACK是一種思維模式，也是一個獨特的知識體，強調科技與教學結合的過程

中，教師構築教學方向、設計課程的能力。筆者對目前教學上常見TPACK的表現型

態，逐一提出以下見解:

一、針對學習者的需要，以及教師傳統教學不易呈現的主題，利用

科技呈現

自然科的教學單元中，特別是實驗等課程，教師常因為時間、空間、及概念不易

具體觀察等因素，不容易進行教學(王珮蓮， 2001)。尤其是地球與月球和太陽之間

的相對運動，還有月球的週期性盈虧現象，以及板塊運動、潮汐起伏、人體構造介紹

與認識、解剖教學、凸透鏡的成像原理、原子分子的運動、化學反應的過程、核能反

應等等主題，傳統教學法不易解釋清楚，也容易形成學生的速思概念。經由科技媒體

與網路資訊的輔助，教師可將課程中的核心觀念透過影片、圖片、 FLASH互動程式、

實驗影片和相關網站的輔助澄清，生動多元地呈現主題，有效幫助學生理解概念，改

善傳統教學的困境。

二、展示教學內容的介面

。利用微軟的Power Point軟體製作簡報，搭配筆記型電腦和單槍投影機講述課程內

容，操作模擬程式(虛擬實驗、虛擬教具、互動式的問答等等) ，作為教學資料展示

的媒介。另外，實作的示範過程，可用「實物投影機」將動作及物品放大投射到大螢

幕上，方便學生觀察學習。互動式電子白板除了呈現PPT 、圖片、影像之外，並能增

加師、生間的雙向互動交流，學生可動手操作來獲得回饋，對於國文、英文及社會領

域的教學成效有顯著的提升。比起海報的笨重、不能修改、無互動，性，科技呈現教材

則更為便捷、主動。

September, 2015 Secondary Education 93

三、教學準備(諮詢專家)及參考資料的來源與儲存

網路可搜尋最新的學科知識訊息和相關資源，增加教材內容與延伸學習;跨距離

與專家或其他教師進行討論，交流課程目標、內容與活動，比傳統的教師手冊提供更

新更廣泛的學科知識。

受惠於雲端科技，教師的教學成果及資料的紀錄可隨時機動帶著走。搭配PDA 、

平版等載具，也能將學科的圖文資料或影片等，隨時展示給學生。若有即時性的新

知，可馬上查詢、彌補教科書的不足;學生可透過平板、 PDA來行動學習，在戶外觀

察、探索時能即時查詢、儲存影像，幫助學習。

四、學生作業的管理與評鑑

透過電子郵件或教學平臺收取作業，並儲存學生的學習檔案與作業。利用設備，

迅速分類管理與評鑑學習檔案，比較學生整體成長與進步。甚至診斷學生的學習問題

與跨學年比較學習成就。

五、作為反覆練習、模擬技術操作，及替代經驗的工具

電腦模擬可降低實際操作成本與危險，也能節省時間和經費，且能供多人同時使

用。在數學、自然與生活科技、藝文等領域平時無法讓學生動手做的課程，多可設計

模擬成電腦程式，使學生回家也能體驗操作流程， t屏除時間與空間的限制，達到學習

效果。

中原大學袁媛教授及其研究團隊研發的萬用揭示板 (Magic Board) ，以 Flash軟

體設計的數學「虛擬教具J '呈現出更清楚的數學概念、數學的動態教學過程及簡化

視覺畫面，使學生反覆練習並專注於概念的探討，輔助呈現平面及立體的視覺效果。

六、師生互動交流經驗、分享成果與討論的平臺

打破時間、空間與人員的藩籬，師生在社群平臺上共同交流學習，不受課堂時間

約束，課前能預習討論，課後能分享心得。學生彼此討論經驗並上傳、分享資料，可

增加師生互動與學習的深度與廣度。透過Facebook社團討論區、MoodIe教學平臺、及

網路論壇、 BBS站等，學生上網瀏覽同儕優秀的作品，可增加互相觀摩學習的機會'

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促進創意發想、激盪思考，學習發表與欣賞的智能。

七、作為紀錄、整理、比較與計算操作的工具

自然科實驗的數據可藉由製表軟體 (Excel) ，進行整理、比較、紀錄、計算與作

圖等，也可透過圖表、函數功能解釋變因和顯示趨勢與特性。以資訊科技做為建構學

生知識的工具，製作圖文並茂的講義等方式，可呈現多元的教學。

八、遠距教學或補救教學

數位學習的重複性、隨時性，可擺各種需求的學習者獲得所需的知識內容。教師

也可應用此管道，廣泛納人課程相關題材，提升教學廣度與層次;也能協助學生補強

不足之觀念，做到適性輔導。在偏鄉與師資不足的地區，更可補強缺乏的課程。

九、整體教學設計與規劃

特別的教學流程，如新興的教學方式「翻轉教室 (Flipped classroom) J '是一

種教師結合科技、學科內容知識與教學法知識，孕育出新思考的最佳典範。教材融人

電玩，將學科內容搬進電玩遊戲的故事情節，如同冒險遊戲一樣，一關闖過一關，學

生在遊戲過程可以學習學科知識，也挑戰自我的極限，不僅富有新鮮廠更寓教於樂，

促使學生主動學習，也讓學生間產生良性競爭與互動。

上述供參考的教學呈現方式仍要注意:

(一〉老師需先整理好讓學生可理解的內容或資料，重質不重量。

。(二)清楚規劃課堂的使用時間，篩選切合教學主題的素材。

(三)不需要每一堂課都使用科技進行教學，妥善拿捏課程的必要性，衡量實際操作

和模擬替代的必要性。

(四)為沒有設備支援時，設計備案。

(五)呈現過程需聚焦教學目標，避免淪為娛樂。

各學習領域運用科技於教學的時機不同，教師應培養靈活運用科技的思維模式

與設計課程的能力，加強TPACK的能力。科技搭配運用對教學的效果皆可有所提升

(Angeli & Valanides, 2009) ，善用科技必可使教學事半功倍。


肆、科技學科教學知讀與教師應有的思考方向興建議

一、學習磨練TPACK

TPACK不同於資訊融人教學，科技學科教學知識乃構思資訊融人教學的技能，是

先以內在歷程運作該怎麼使用科技，而後的資訊融入教學則實現科技學科教學知識關

注的教與學之過程和預期的成效。可說外顯的結果即是資訊融人教學;而資訊融入教

學運思、設計的歷程則仰賴TPACK 。

教師對科技的認識不一定能與教學連結。過去資訊融入教學的經驗中，教師常缺

乏將資訊科技整合於教學內容的能力與經驗(黃雅萍、吳芷婷， 2005) 。懂得操作五

花八門的資訊科技工具，與將之融人教學活動是兩回事，後者需要經驗與更高階的統

整能力才可達成。此能力關條到教學策略與教學活動的設計，及學科專業知識，與如

何利用各式各樣的科技工具去完成學科的教學目標。過程中，必須熟悉各式教學策略

與表徵，更要懂得選取何種科技來從事教學準備的每一細節，諸如課前的教學資料與

素材的準備、課程設計，課中的教學策略安排與流程規劃進行，科技教具的妥善搭配

與應用(包括維修與設定) ，和教學目標的達成與否、課後的評鑑與評量。這樣複雜

又環環相扣的思考歷程及判斷能力，需要教師對各層面的理解與經驗，教師應多方嘗

試以沖鍊自身的TPACK 。

二、教學過程巧妙運用並拿捏得宜

現代學生喜愛視覺刺激，聲光影音往往較能引起學生的興趣與專注。戴爾將學習

經驗的結構分層次( 1969年修正為十一個層次) ，提出「經驗塔」的概念 (the cone

of experience) ，如圖2 。

可看出僅有視覺刺激不能有效的構成學生的學習經驗，因此科技方法適切的運用

與深度的控制很重要。科技過度使用，沒有恰到好處地運用科技優勢，反而模糊教學

重點。可見要確保科技對學習有正面助益，教師的巧思與設計不可少;運用科技於教

學當需斟酌取捨，部分實做課程的安排仍有其必要，在人、物力許可之下，該真正操

作與觀察的動作不可偏廢，否則只憑替代經驗來教授課程，恐有喪失科學精神之虞。

'。中等教育第66卷第3期


圍2 戴爾的經驗塔概:全

資料來源:張霄亭、朱則剛( 1999) 。教學媒體。頁8 。臺北市:五南。

可知，經過專業設計與靈活運用，才能確實將科技多媒體的加乘效果發揮出來;

反之，如果沒有妥善設計與運用科技於教學中，不善加安排教學流程，除了效果大打折

扣外，也讓教學淪為視聽娛樂時間，或是變成媒體的運作展示秀的窘境。這樣繁複的過

程，必須具有更高的整合能力，與累積實際經驗才能拾到好處。將科技優勢涵養出成功

的教學，提升教師運用科技進行教學的能力、具備TPACK ，乃刻不容緩的要務。

恆、結語

皂、十二年國民基本教育的教學新思維

教師隨著時代變遷學習新的能力與教學方法，確保教學品質維持續航力。十二

年國民基本教育的教學要活化、內容要新穎、評量要多元、學習要快樂，教師要跨出

藩籬，不可以過去的知識與方法教導現在的孩子，且知識折舊快速，教師必須終身學

習。科技對教學的影響及帶來的便利性與豐富性，是推動十二年國教教師活他教學的

推手。學習科技和應用科技完成教學的能力，是教師必須具備的素養。

網路普及，通訊資訊發達，許多問題的解答幾乎都可以從網路資源上找到資料


並學習。只要有學習意願，學生可以在任何時問、不限地點的利用網路科技和通訊科

技，尋求學習的機會，知識的來源是多元且不受限的。然而過多的資訊卻衍生出新問

題一一如何辨識正確的知識訊息、如何篩選可用的資料。學生面臨眾多的資訊與搜尋

結果，前述的問題便成為重點工作。用心的學生可以做到主動蒐集資料、搜索資訊，

但是統合能力、經驗以及最重要的判斷正確與否的功夫，仍然需要教師的引導與協

助。可知教師的價值從知識的供給者變成知識的佐證與篩選者，幫助學生學習正確的

知識，協助學生判斷正確的知識與篩選資料。目前教師的重要課題，是率先走在學習

革命的新時代上，拉拔學生跟上新時代的學習方式，教導學生取得新知的方法，而非

過去教導學生既有知識而已。讓學生擁有可以適應未來生活的知識與能力，因應多變

的未來。

老師若只用傳統的方式教導現代的孩子，不只是難以吸引學生專注，甚至無法

提供學生所需的新知與引導，長久下來難保不被後起之秀追趕超越。只要對教學有熱

情，願意學習與充實專業知識，每個老師都可以將科技靈活運用在原本的教學內容與

課堂上，就算年資已深的教師一樣可以使出新花樣，只要願意，就能創新自己的教

學，也帶給學生全新的戚受及更棒的學習效果，享受運用新科技方法達成教學目標的

樂趣。再造教師生涯，改善教學品質，由十二年國民基本教育的新思維開始，人人都

能做到。

二、教師終身學習重要性與培養教師TPACK素養

NRC (1996) 指出 r教師的專業發展是不斷延伸的，終身的過程。 J '因此建

立教師對終身學習的參與機制與規範，促使教師不停接受專業訓練與吸收當前新知乃

刻不容緩的工作。幫助教師鍛鍊多元教學的專門能力，達成和時代接軌、與時俱進，

更是當前教育當局應為的使命。

現代人處於資訊洪流，任何人都要緊緊抓住潮流的繩索，才能避免被淘汰;更何 C

況肩負教育下一代新生命的教師們，若不擁有更多更紮實的知識與能力，怎能說服學

生，信服家長，取信於普羅大眾。所以教師都需要在教職生涯中不停進修學習，隨時

補強不足之處。教師付出時間精神參與進修，能獲得相對的收穫;不但可以提升自身

學養和教學效率，更獲得尊重與成就，學生也得到更多的知識與學習成就。教師願意

98 中等教育第66卷第3期


接受挑戰，不斷學習專業新知，方能在職業生涯中持盈保泰，免去百年老店般的墨守

成規、原地踏步而終至被淘汰。

科技已是現代教師不可或缺的教學利器， TPACK深入強調:教師整合科技到自身

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

教學歷程藉由科技而更有效、更多元、更廣泛。 TPACK理論說明了科技與教學之間的

重要關像，教師可經由網路搜尋更多更新的教材，加深自己的知識與學養，也可以介

紹廣泛新穎的學科內容給學生;在教學時，利用各式各樣的科技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。良好的TPACK幫助教師的教學事半功倍，

教師應用科技工具與媒體讓教學省時省力、如虎添翼;學生可有系統、有效率的吸收

學習課程，達成更有效的學習。昇華學校的教與學層次，對師生達成雙贏。

回頭看十二年國教研習，教師使用科技的頻率大幅增加，然而將科技統整到教學

裡的能力無法一蹦可及，需要長久累積。紮實地從師資培育及教師專業發展做起，強化

教師的TPACK素養。期望各單位增加教師應用科技的機會與課程，加強職前教師將科

技結合教學的能力，提升教育素質，如此便是師生雙贏的契機，也是國民教育的福音。

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