運用TPCK框架於國小五年級自然科〈星星的世界〉單元之平板教學應用
- 魏俊陽
- 3月28日
- 讀畢需時 5 分鐘
已更新：4月30日
圖1
學生在教室內使用平板操作觀星軟體體驗星空
註：作者提供
圖2
利用平板查詢星星資訊，完成教師交付任務
註：作者提供
前言
隨著科技的迅速發展，數位工具已經成為現代教育的核心元素之一，尤其是在學習過程中扮演著重要的角色。數位化教學不僅改變了學生學習的方式，也挑戰了教師的教學方法。在此背景下，TPCK（Technological Pedagogical Content Knowledge，科技教學學科知識）模式為教師提供了一種綜合性框架，讓他們能夠有效整合科技、教學方法和學科知識，促進學生的學習（Mishra & Koehler, 2006; Koehler & Mishra, 2009）。本文以國小五年級自然科「星星的世界」這一單元為例，探討如何運用平板教學，並結合TPCK框架，開創數位賦能的學習新篇章。
一、TPCK模式的基本概念
1986年，Shulman提出「教學內容知識」（pedagogical content knowledge, PCK）的概念，他認為有效教學除了教師能精熟教學目標與學科內容之外，也要了解學生特性、選擇合適的教學策略，且能把教學情境等相關背景融入在教師教學之中（Shulman,1986）。
2006年，Mishra和 Koehler 提出資訊科技和網際網路這兩項對現代教育的影響與衝擊，以PCK當成基礎，提出「科技教學內容知識」（Technological Pedagogical Content Knowledge，簡稱TPACK）的概念，強調科技融入教學知識與學科內容之重要（Mishra & Koehler,2006）。
Mishra 和Koehler將TPACK的三大基礎知識「教學知識」（pedagogical knowledge，簡稱 PK）、「內容知識」（content knowledge， 簡稱 CK）以及「科技知識」（technological knowledge，簡稱 TK），兩兩交集，形成「教學內容知識」（PCK）、「科技內容知識」（TCK）與「科技教學知識」（TPK）三種知識型態，而這三種知識形態的交集即是「科技教學內容知識」（TPACK）。
Mishra和Koehler強調雖然要從分析的角度來呈現這些知識領域，但 TPACK應是一種整合的知識能力，不宜把其作個別的知識領域區分。以下簡要說明上述提及之知識定義。
(一) 科技知識（TK）：指教師對於各種數位工具的了解與使用能力。隨著數位工具不斷創新，教師需要掌握如何利用這些工具來支持學習活動（Hung & Hwang, 2018）。
(二) 教學法知識（PK）：指教師對不同教學策略的理解和運用，包括如何設計課程、選擇適合的教學方法，以及如何管理課堂活動（Shulman, 1986）。
(三) 學科知識（CK）：指教師對所教學科內容的深入理解，這是設計有效課程和指導學生學習的基礎（教育部，2018）。
二、〈星星的世界〉單元的教學內容與目標
〈星星的世界〉是國小五年級自然科中的一個單元，主要介紹與星星有關的天文現象。這一單元的學習目標是讓學生理解以下幾個概念：
(一) 星星的基本知識：星星是什麼，它們如何發光、如何形成，並且了解不同星座的基本概念。
(二) 天文觀察技巧：學生學會如何觀察星星和星座，理解天文現象的基本原理。
(三) 星星與人類生活的關係：包括星星在歷史、文化中的意義，以及人們如何利用星星進行導航。
這一單元的學習內容本身具有高度的視覺性和互動性，特別是學生需要了解星星的運行規律及其在夜空中的變化，這些概念往往抽象且難以在教室中直觀地展示。因此，結合數位工具，尤其是平板教學，能夠幫助學生理解這些抽象的天文知識。
三、如何運用TPCK框架融入平板教學
在〈星星的世界〉單元中，教師可以運用TPCK框架設計數位化學習活動，將科技、教學法和學科知識有效結合，從而提升學生的學習體驗。以下將通過具體的教學例子，展示如何將平板教學融入課堂。
(一) 整合科技與學科知識：利用星空模擬應用程式進行學習
教師可以使用平板上的星空模擬應用程式（如Star Walk、SkyView等），幫助學生探索夜空中的星星和星座。這些應用程式能夠提供即時的星空圖，學生只需將平板對準天空，便可看到當前位置上可見的星星和星座，並了解它們的運行規律。
(二) 運用教學法知識設計翻轉課堂活動
為了讓學生能夠自主學習並更深入理解星星的世界，教師可以採用翻轉課堂的教學模式。學生可利用平板觀看由教師製作的天文學習影片，影片內容涵蓋星星的形成過程、星座的由來等，並附有互動問題來幫助學生理解和思考。教師並可設計影片相關問題，利用網路互動軟體進行測驗，如Kahoot、Quizizz等，以增進學生回答問題的動機與興趣。
(三) 創建協作學習環境：利用平板進行小組討論
教師可以利用平板上的協作平台（如Google Classroom或Padlet），促進學生之間的合作學習。在小組活動中，學生可以使用平板進行資料收集、互相討論並共同創作有關星星的報告或展示。
四、TPCK框架在平板教學中的挑戰與應對
儘管TPCK框架在數位教學中具有明顯的優勢，但實際應用中仍存在一些挑戰，包括教師的數位素養、學生的數位能力差異，以及學校設備與資源的限制（Koehler & Mishra, 2009）。為此，教師可透過專業發展與培訓來提升自身的數位教學能力，並設計分層次的學習活動，以支持不同程度的學生。
五、結論
數位賦能的教育新篇章，正隨著科技的進步而不斷展開。在TPCK框架的指導下，教師可以將科技、教學法和學科知識有機結合，利用平板教學創造更加豐富和互動的學習體驗。儘管在實施過程中面臨挑戰，但隨著教師專業能力的提升和教育資源的優化，未來的數位教育將為學生提供更加全面、深入的學習機會，推動教育的發展與革新（Mishra & Koehler, 2006; Koehler, Mishra, & Cain, 2013）。
參考資料
教育部 (2018)。十二年國民基本教育課綱—自然科學領域。臺北：教育部。
https://www.k12ea.gov.tw/files/class_schema/%E8%AA%B2%E7%B6%B1/17- %E8%87%AA%E7%84%B6%E7%A7%91%E5%AD%B8/17-1/%E5%8D%81%E4%BA%8C%E5%B9%B4%E5%9C%8B%E6%B0%91%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E6%95%99%E8%82%B2%E8%AA%B2%E7%A8%8B%E7%B6%B1%E8%A6%81%E5%9C%8B%E6%B0%91%E4%B8%AD%E5%B0%8F%E5%AD%B8%E6%9A%A8%E6%99%AE%E9%80%9A%E5%9E%8B%E9%AB%98%E7%B4%9A%E4%B8%AD%E7%AD%89%E5%AD%B8%E6%A0%A1%E2%94%80%E8%87%AA%E7%84%B6%E7%A7%91%E5%AD%B8%E9%A0%98%E5%9F%9F.pdf
Chang, C. Y., & Hwang, G. J. (2019). Trends in digital game-based learning in the mobile era: a systematic review of journal publications from 2007 to 2016.
International Journal of Mobile Learning and Organisation, 13(1), 68-90.
DOI: 10.1504/IJMLO.2019.096468
Koehler, M. J., & Mishra, P. (2009). What is technological pedagogical content knowledge (TPACK)?Contemporary Issues in Technology and Teacher
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Koehler, M. J., Mishra, P., & Cain, W. (2013). What is technological pedagogical
content knowledge (TPACK)? Journal of Education, 193(3), 13-19.
Mishra, P., & Koehler, M. J. (2006). Technological Pedagogical Content Knowledge:
A framework for teacher knowledge. Teachers College Record, 108(6), 1017-1054.
Shulman, L. S. (1986). Those who understand: Knowledge growth in teaching.
Educational Researcher, 15(2), 4-14.
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