【最佳实践】TPACK理论在医学教学实践数字化发展中的探索与实践

【摘要】数字技术对我国的教育发展产生前所未有的变革。以教育数字化推进教育现代化，是我国高等教育现代化建设的必然选择。TPACK是处理技术知识、教学法和内容知识三种知识之间相互作用的一种教学结构，是将技术融入到具体学科内容与教学法中。基于TPACK，围绕课前、课中、课后教学时段，探讨当代信息技术与医学教育教学实践融合的路径，为数字化教学发展提供思路。

【关键词】TPACK；医学教学实践；数字化；教学发展

【中图分类号】G642.1；R4

随着新兴科技的迅猛发展，教学内容、教学目标和教学方式都产生了很大的变化。随之而来的新平台、新视角、新互动、新要求正在改变人才需求与教育形态，以“科技＋教育”为核心的教育模式应运而生，教育类APP、VR课堂、机器人教育、创客教育等教学模式也大大提高了教学的质量与效率。实现教育数字化是实现教育强国，教育现代化的必然途径，这也对学生的数字化学习以及教师的知识结构与技能素养带来了更多的要求与挑战。课堂教学数字化转型，数字化教学资源建设，也是高校信息化发展的重中之重。课堂中的数字化互动，升级了学生的参与度，锻炼了主动思维。课堂数字化转型推动了教学、教研发展，也给学生评级模式的升级提供了可靠依据。因此，探索出一条适应我国信息技术与教育教学深度融合的路径任重道远。从TPACK理论视角出发，探讨如何将信息技术与教育教学融合，具有重要的时代意义。

1.TPACK理论基本框架

20世纪20年代以来，美国各类教学实践已经发展出三种信息技术与课程整合的教学模式，这三种教学模式分别是网络探究学习（简称WebQuest）、运用技术加强理科学习（简称TELS）和整合技术的学科教学知识（简称TPACK）。这三种整合方式都有其本身独有的优势［1］。

“整合技术的学科教学知识”（Technological Pedagogical And Content Knowledge，TPACK）理论框架由P. Mishara和M. J. Koehler于2006年提出［2］。P. Mishara和M.J. Koehler认为整合技术的学科教学知识是支持教师教育教学活动的最有效的知识形式，发展TPACK理论研究应成为教师教育极为重要的目标。

TPACK模型被认为是一种教学结构，作为处理三种知识之间相互作用的理论基础，即技术知识，教学法和内容知识。但并非这三种知识的简单组合或叠加，而是要将技术“整合”（即“融入”）到具体学科内容教学的教学法知识当中去［3］。这也表明：对于TPACK的教学、运用，不要再一味的只注重信息技术，而是应该更多地重视在信息技术条件下的“教与学理论”及方法（即信息化“教与学”理论及方法）。总的来说，TPACK理论强调教师在教学过程中不仅要同时关注学科内容、教学法和技术这三个知识要素，更要关注这三者之间的交互——这种交互将形成四种新知识，即学科教学知识（PCK）、整合技术的学科内容知识（TCK）、整合技术的教学法知识（TPK）和整合技术的学科教学知识（TPACK）［4］。如图1所示［5］。

图1 TPACK理论框架

PCK是指根据学科内容选择适当的教学方法和策略，进行学科教学性评价，帮助学生更好掌握学科知识来实现教学目标，是学科内容转化学科教学的重要桥梁。TCK是指利用信息技术来讲解学科知识内容，使学生对学科内容知识了解更深入，提高学习效果，如利用概念图工具，总结归纳章节内容，帮助学生建构知识结构。TPK是指选择恰当的信息技术与教学方法进行教学实施，帮助教师教学，优化教学过程，增加学生兴趣，如播放有趣的视频，导入新课，激发学生的学习兴趣。

TPACK模式主张并实施“有意义传递—主导下探究”相结合的教学观念［2］。充分利用了教师的主导作用，突出学生主体地位，其更注重于教师如何把某一学科活动或某一主题活动与某一主题表征结合起来并且使用新兴技术来促进学生的学习。因此，TPACK理论的深度剖析与运用，可以更有助于我国医学院校教师对于教育信息化理论与实践的深度理解与领悟。

2.基于TPACK医学教学实践数字化发展的路径

应用TPACK的三个核心元素和QQ、微信、腾讯会议等线上交流平台以及长江雨课堂、科大讯飞、实验空间等涉及数字教育教学系统，通过课前准备、课中教学以及课后督导，很好地实现了信息技术与医学教育教学的融合，让老师们在保留原有教学习惯的基础上，实现数字化教学互动，使医学生学习的全过程留痕，实现全校全覆盖的医学数字化教学。2.1 课前准备（引导策略）

在课前，教师通过雨课堂平台发布预计授课内容的PPT，背景资料和授课重难点清单，使部分教学内容前置，学生可以根据这些资料进行课前预习，进行自主讨论并带着问题去听课，可以大大提高学习效率，达到PCK学科内容转化学科教学的效果［7］。

“雨课件”是雨课堂平台的一种创新的预习方式，仅基于PPT课件的简单编辑，可以将传统PPT课件赋予微信语音功能，插入优质MOOC视频，习题等功能，并且医学生的预习情况有了更完整的统计，将预习效果，数据反馈，在医学教学资源质量等方面给预习效果带来了提高。

2.2 课中教学（激发策略）

2.2.1　理论教学内容设计

医学课程难度高，内容复杂，记忆量大。传统的教学方法不够生动，容易让学生感到无聊，也容易忘记。信息化技术可以让医学教学更具形象化和多元化，提高学生的参与度和效率，使课堂更有活力，比如通过雨课堂的互动功能，能够提高学生的课堂积极性，并且在互动的同时产生教学数据，因此在TK设计中，应突出技术多样性，采用多种技术手段辅助教学，展示知识点的内容以及原理并注重细节方面的内容，这样可以有效提高教学效果和学生的学习体验［8］。PK设计要突出教学法的动态性和多样性，据所学内容的任务目标、学生背景、学习内容等科学、合理地有效运用各种教学方法，做到以知识整合为导向，借助多样化信息技术调动学生的学习兴趣［9］。医学知识的记忆必须在不同的时代和环境中反复实践和强化，单一学习和传统的孤立学习不利于知识点与学生综合分析和问题解决能力发展之间的有效联系，因此整合式教学已经成为医学教育改革的重要组成部分［10］。所以CK设计不仅局限于某一学科的基本概念、知识结构，还要对知识的本质、跨学科间联系有所探究［11］。TCK、TPK、PCK与TPACK的内容基于CK、TK与PK的内容进行设计，如表1所示：

2.2.2　实验教学内容设计

实验内容的设计同理论内容的设计方法相同，首先要对CK、TK与PK进行内容设计后，再对TCK、TPK、PCK与TPACK进行交叉与融合设计，实验内容设计如表2所示。

为了打破传统理论课堂与实验课堂满堂灌的问题，采用信息化教学可以帮助教师更好的吸引学生的注意力，获得实时数据反馈，增加课堂活跃度。基于数字化平台的弹幕、视频投稿、在线讨论等模式，促进了学生自我表达、学习热情、增加了学习投入，使得TPACK理论在医学理论与实验课堂上深入优化。

2.3 课后督导（监督策略）

2.3.1　学生根据授课内容进行课后复习，总结出重难点，对课上存疑或者没有听懂的部分进行思考，可以在雨课堂平台回看授课视频，教师PPT，或者根据教师喜好，在QQ、微信等线上交流平台（TK）和同学们讨论。

2.3.2　教师利用科大讯飞等智慧教学平台（TK）以发布测验或者发起在线考试的形式检验学生课堂学习情况，学生在电脑端或手机端可完成作答，老师可在后台了解到学生的答题情况（PCK）。

2.3.3　教师通过雨课堂的腾讯会议等形式针对授课内容重难点、学生存在的疑点和考试作答情况进行专业解答（TCK）。

教师在雨课堂发布的教学任务，学校校级管理者可以协助教师监控，也支持对教师教学过程的回溯监督，配合学校大规模的督导团队，可以形成全新的督教学新生态。当然，这需要教师对TCK有着深入的理解。所以，对教师的培训至关重要。如图2所示。

图2 TPACK理论下医学教育数字化教学模型

3.信息化与医学教育教学深度融合实践体会与时代意义

数字化教学发展是高校近年来不断探索的重要任务。混合式教学发展普及和推广，引进雨课堂、科大讯飞等全校性的数字化教学平台，通过线上、线下教学，让教师们通过最适应的方式，实现了全校的课堂数字化改革、教学资源转型、教学督导数字化管理和题库建设，获得全面的数字化教学发展果实。

3.1 提高学生信息素养，致力于学生自主学习

数字科技已和健康医学深入融合，数字医学信息技术为临床治疗方案提供了重要支持，了解、熟悉、运用新型信息技术将成为未来医学生乃至医务人员的重要能力。随着信息技术的不断发展，信息技术在高等医学院校有效应用可以极大提高医学生的学习效能，培养学生获取医学专业信息，增加医学生学习积极心理资本。信息化与教育教学的深入融合，更是对医学实验课程的一次洗礼，在医学解剖学、病理学、生理、生物化学等诸多课程的实验教学中，由于教学成本、教学条件、实验室条件的限制约束无法开展更为深入的教学实验，通过医学虚拟仿真实验平台的搭建、3D数字化结构图谱的合理运用、实现数字标本实验室的实物化、线上线下虚实结合致力于学生自主学习和能力培养。TPACK理论的有效结合，更是形成了数据资源上下统一，章节内容教学与测试环环相扣，教学大纲紧抓学生学习重难点的实验教学有机整体，全员、全过程多方位贯彻临床逻辑思维，使得抽象、复杂的理论内容变为具体实物，提高学生信息素养同时实现了医学理论知识与临床应用之间转化的广度与深度，从兴趣出发，为学生开展临床工作打下坚实基础。通过随机点名，弹幕等方式，学生在课堂中的专注度、兴趣度在一定程度上明显改观，教师可以根据教学全过程给学生加分。

3.2 拓宽教师教学思路，丰富课堂教学资源

将信息技术与医学教学融为一体，将数字化管理和资源建设融为一体，能够充分运用所有教学资源，充分发挥教育设备的最大潜能，实现优质和高效率的课堂教学。高校教师通过掌握TPACK，有助于根据学科内容选择适合的教学方法，创新课堂教学模式进而提升课堂教学效果，促进课堂教学的精准化发展［12］。数字化教学一方面促进了教学，可以使教师更好的了解学生，另一方面也可以直接观摩老教师的授课，拓宽教师教学思路。课堂数据也帮助老师更客观对学生成绩的行程化管理，给教师提供了教学研究的最好支持。数字化资源的应用使课堂讲授变得鲜活有趣，通过现代化信息技术，教师们将授课内容上传到教学资料库实现教育资源共享，极大丰富了教学资源。教学资源建设成果的不断加强，不仅仅是在线教学视频，包括题库资源，考核方案资源，成为学校人才培养方案的有力支撑。对比数字化教学使用情况，基于雨课堂的数字化教学管理，教师的PPT平均页数有明显提高，这也意味着教师的备课更积极。从青年教师培养和管理角度，通过调查新入职教师对信息化教学平台满意度达到了95%。

3.3 构建医学教育新模式，协同优化教学生态

TPACK医学教育数字化教学新模式的构建，汇通国内一流医学教育资源，畅通运行机制，构建医学教育教学与信息技术深度融合的支撑系统，使教师摒弃传统课堂授课重理论、轻实践的痛点，重视基础医学课与后续内科学、外科学等临床专业课程的强化连接。运用数字化病理切片、解剖数字人、虚拟仿真实验等等新一代信息资源，开展医学教学新模式，协同优化教学生态。数字资源的运用，大大提高了学生对疾病的认知与学习，更是减少了实践教学时学生操纵不当导致的资源浪费，缩短学生理论学习过渡到实操实践的转化时间，提高学生临床诊断思维能力。

3.4 发挥数字技术的优势，赋能教育评价

《深化新时代教育评价改革总体方案》指出，创新评价工具，利用人工智能、大数据等现代信息技术，探索开展学生各年级学习情况全过程纵向评价、德智体美劳全要素横向评价。数字技术的应用可以调动教师、学生、管理者等多元主体参与，实现学生评价的转型升级。在评价方式上，改变以纸笔测试为主的评价方式，广泛利用计算机自适应测验、虚拟任务场景、协作学习环境的新型评价技术。在评价内容上，改变只考核学生基础理论知识和基本技能的状况，利用信息技术开拓多样性信息来源，全面展现学生的德智体美劳全要素评价。在评价结果上，采用终结性、形成性、价值增值评价相结合，搭建即时反馈平台。通过信息技术手段，以往以期末考试为主的时代已然过去，强化学生记忆曲线的教学在学校铺开，课堂表现占比逐步提高，有利于学生更重视课堂学习，教师们形成的过程性评价的习惯也在不断提高。

3.5 持续优化教学管理，打破信息孤岛

通过全面推进雨课堂、自建虚拟仿真等智慧教学平台的使用，教学监控、教学督导转化升级，教学督导教师的工作变得有数据可依。以往督导每天线下听课仅为2～3节，而现在每天每位督导教师可以观摩的课程比例提高了60%，并且督导教师可以通过雨课堂平台监控教师建课数据，实时回看，有助于学校教学发展。围绕TPACK理论赋能信息化与医学教育教学深度融合的思路，有序逐渐培养精通信息化教学管理的创新团队，也能提高教学管理效率。以医学智慧教学整体管理发展为目的，打破“信息孤岛”，通过信息资源的交换，统一数据源头，实现不同平台之间信息互通与共享，持续优化教学管理。

综上，全方位加强信息技术与教育教学的融合，充分发挥信息技术的优势，让信息技术和教育融合为你中有我、我中有你的关系。TPACK理论指导下，信息化与医学教育教学深度融合有助于提升教师的教学技能，促进学生的学习效能，推动教学改革，优化学校管理，提高教育质量，优化教育教学路径。

局限性：TPACK理论在教学实践数字化发展中的应用可以在更多专业领域，本文仅以医学生为例，做初步的实践探索和经验总结。在基于TPACK理论的数字化教育实践中，在技术与设备支持上仍需进一步加强，如何有效资源开发，实现对数字资源建设的统一规划仍需进一步解决。

利益冲突：作者声明不存在利益冲突

参考文献

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