2011—2022年我国TPACK研究可视化分析

黄翠梅，覃翠华，莫永华，于 洪

（1.南宁师范大学 计算机与信息工程学院，广西 南宁 530100；
2.海南热带海洋学院 民族学院，海南 三亚 572022）

随着我国教育信息化进程的不断深入发展，社会需求对教师专业化发展提出了更为严格的要求。《教育信息化十年发展规划（2011—2020）》明确提出“探索现代信息技术与教育的全面深度融合，以信息化引领教育理念和教育模式的创新，充分发挥教育信息化在教育改革和发展中的支撑与引领作用，促进教师专业化发展”［1］。因此，如何实现信息技术与学科教学的融合创新成为广大教育研究者关注的焦点。TPACK（Technological Pedagogical And Content Knowledge，整合技术的学科教学知识）作为新的一种教师知识框架，为教师在教学过程中有效使用信息技术提供了理论指导。本文对2011—2022年我国TPACK相关研究文献的研究热点和发展趋势进行了清晰的可视化分析。

1.1 数据来源

本文文献均来源于中国知网数据库。以“TPACK”或“TPCK”或“整合技术的学科教学知识”作为检索主题词，时间跨度为2011—2022年，共检索出916篇文献。剔除不符合研究主题的文献后得到865篇文献。为了保证文献的权威性，进一步筛选了来源于“北大核心”和“CSSCI”两大索引库的文献共297篇，以Refworks格式导出。

1.2 研究工具

一是在CNKI数据可视化分析的基础上对年度发文量和研究机构进行数量统计，借助Excel制作成图表，以便对TPACK研究的整体态势进行可视化分析；
二是运用CiteSpace可视化文献计量工具对研究机构和关键词进行分析，探析TPACK的基本研究情况、研究热点及趋势。

1986年，舒尔曼（Shulman）在其“Those Who Understand:Knowledge Growth in Teaching”一文中指出，内容知识（Content Knowledge，CK）是教师头脑中知识本身的数量和组织，并对学科教学知识（Pedagogical Content Knowledge，PCK）进行了阐述，指出PCK是学科教师应具备的知识框架［2］。2005年，美国学者米什拉（Mishra）和科勒（Koehler）认为技术知识（Technological Knowledge，TK）也是构成教师知识体系的一个重要组成部分，在舒尔曼提出的PCK的基础上把TK纳入该框架中，提出了符合新时代背景的教师知识框架——TPCK框架［3］。2007年，米什拉在原有基础上加入一个连词“And”，正式将TPCK更名为TPACK，并对TPACK进行了明确的定义——整合技术的学科教学知识［4］。

TPACK框架包含三个核心元素：TK、PK、CK，以及由3个核心元素相互叠加形成的4个复合元素：整合技术的教学法知识（Technological Pedagogical Knowledge，TPK）、整合技术的学科内容知识（Technological Content Knowledge，TCK）、学科教学知识（Pedagogical Content Knowledge，PCK）和整合技术的学科教学知识（Technological Pedagogical And Content Knowledge，TPACK）。此外，该框架还特别强调教学所处的情境（Context），所有元素有机整合，构成一个完整的框架。

3.1 年度发文量分析

图1是2011—2022年TPACK研究主题的年度总发文量（865篇）和核心期刊发文量（297篇）统计图。从图1可以清晰看出，2011—2014年TPACK主题相关研究文献以每年10篇左右的速度缓慢增长，发展到2014年只有50篇，从数量上来说相对较少，说明此时国内对TPACK的研究还处于起步阶段，尚未得到研究者的关注。直到2015年，发文量大幅度增长，直线上升到75篇，说明TPACK得到了广大研究者的关注，开启了TPACK研究的热潮。从2016年开始，年度发文量稳步增长，特别是2018年出台《教育信息化2.0行动计划》后，年度总发文量首次突破100篇大关，2019年更是达到了峰值137篇，研究成果丰硕，说明此时国内TPACK研究已逐渐成熟。从年度总发文量与核心期刊发文量的比值来看，2011—2013年两者比值较小，说明该阶段论文质量较高；
2014年之后，两者之间的差距逐渐拉大，说明该阶段虽然研究成果丰硕，但核心期刊发文数量相对较少，论文质量有所下降。

图1 年度发文量统计图

3.2 研究机构分析

为了解我国高校对TPACK的研究情况，统计了发文量超过5篇的研究机构，如图2所示。

图2 研究机构发文量柱形图

在这17所高校中，有12所是师范类高校，可见，作为未来中小学教师培育基地的师范类高校是TPACK研究的主阵地。前6所高校除华南师范大学外，其余5所均为教育部直属的师范大学。发文量排第2和第3的北京师范大学和华东师范大学是国家“985工程”大学，教育学学科等级均为A+；
而东北师范大学、华中师范大学、华南师范大学以及陕西师范大学都是国家“211工程”大学，除了陕西师范大学的教育学学科等级为B+外，其余院校均为A，亦是师范类高校中的佼佼者。此外，西南大学、曲阜师范大学、南京师范大学等高校紧跟其后，对TPACK的相关研究也较为活跃。

为了进一步了解各研究机构之间的合作情况，在 CiteSpace软件的“Node Type”框中选择“Institution”，生成230个节点，141条连线，密度为0.006 4的TPACK研究机构合作网络图谱，如图3所示。

图3 研究机构合作网络图谱

从图3可以看出，国内TPACK研究的合作群体主要集中在重点师范类高校，且多为同校不同院系之间的合作，跨校合作的很少；
另外，普通院校合作也较为分散，几乎没有达成合作关系。

4.1 关键词词频和中心性分析

在进行关键词共现分析时，首先将“整合技术的学科教学知识（TPACK）”“整合技术的学科教学知识”“融合技术的学科教学知识”等同义词与“TPACK”合并，“学科教学知识”与“学科教学法知识”合并，“教师教育”“教师发展”“教师专业化发展”与“教师专业发展”合并等；
接着勾选网络裁剪“Pathfinder”，最终绘制出355个节点，416条连线，网络密度为0.006 6的关键词共现网络图谱，如图4所示。

图4 关键词共现网络图谱

从图4可以看出，圆圈的大小反映了关键词出现频数的多少，圆圈越大，表示关键词出现频次越大［5］。中心性则反映了该节点所在研究领域的受重视情况，中心性越高，表示受到的关注越多。一般情况下，关键词的频次越高、中心性越强，说明其受到的关注度也越高［6］。研究中整理了前20位关键词的频次及中心性，如表1所示。

表1 TOP20关键词频次和中心性信息

结合图4和表1可知，除检索词外，国内TPACK研究的热点词汇有教师专业发展（45，0.31）、信息技术（24，0.21）、师范生（17，0.15）、学科教学法知识（15，0.15）、职前教师（12，0.08）、教师知识（12，0.06）等。以上结果说明：我国TPACK研究热点主要围绕信息化环境下师范生、职前教师或各学科教师信息化教学能力的现状、发展路径等教师教育问题展开，其最终目的是提高教师TPACK水平，进而促进教师专业发展。

4.2 关键词聚类分析

在关键词共现图谱的基础上选择“LLR”算法对关键词进行聚类分析，共得到75个聚类，文献数量超过10篇的有9个聚类，如图5所示。该聚类网络的聚类模块值（Q值）为0.895 6>0.3，说明该聚类结构显著；
聚类平均轮廓值（S值）为0.982 2>0.7，表明聚类结果是高效令人信服的［5］。研究中对前5个聚类进行了分析。

图5 关键词聚类图谱

聚类#0“WebQuest”，主要包含整合的途径与方法、信息技术与课程整合、技术整合模型、TPACK模型等关键词。WebQuest是一种基于网络的探究性活动，是一种典型的课外整合模型，可操作性强，深受中小学教师的青睐。但是，WebQuest过分强调以学生为中心，忽略教师的主导作用，不利于教师专业发展［7］。国外课内技术整合模型的发展经历了3个阶段，即从“SAM模型”和“RAT模型”发展到“TIM模型”，再到“TPACK模型”，这一发展过程体现了技术在继承中创新的特点［8］。特别是“TPACK模型”，作为新型的教师知识框架，能够指导教师在教学过程中有效地实现信息技术与学科教学的深度融合，对信息化教育时代教师教学能力的提升具有重要指导意义。

聚类#1“师范生”，主要包含信息化教学能力、信息技术应用能力、因子分析等关键词。信息技术2.0时代下，信息化教学应用能力是每位教师都应该具备的专业能力之一。师范生作为未来教师的预备力量，其信息化教学能力将直接影响未来教育的质量，理应在职前阶段进行良好培养，以适应信息化时代对教师提出的新要求［9］。因此提高师范生信息化教学应用能力是各师范类高校开展师范生教育的重要任务之一。

聚类#2“信息技术”，主要包含信息化教学、学科教学、发展路径、人工智能等关键词。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确指出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。”［10］我国教育信息化历程经历了从“粉笔+黑板”到“多媒体+”教育、“互联网+”教育，再到“AI+”教育的变革，探究信息技术与学科教学深度融合的发展路径是当前教育领域研究的主要议题之一。要想实现该目标，就要深刻认识课堂教学结构变革的具体内容，并在此基础上创新教学模式，利用新兴技术开发丰富的学习资源，并运用于实际的课堂教学中［11］。

聚类#3“数字教材”，主要包含结构方程模型、技术接受模型、学科内容知识、教学法知识、技术知识等关键词。尤佳鑫等［12］利用结构方程模型证明数字教材环境下，技术接受度的提升会促进教师TPACK水平的提升。相关研究表明：在技术接受模型中，外部因素对教师TPACK发展具有极大的推动作用，感知易用性是影响教师TPACK发展的重要因素［13］。此外，在TPACK框架中，对TPACK水平影响最大的是TPK，TK对TPACK水平的影响甚微［14］。因此，在构建教师教育培养课程时，要以“理论/方法—技术/工具—实践/应用”为取径，重视综合能力的培养，促进教师TPACK水平的提升。

聚类#4“TPACK发展”，主要包含教师专业发展、师资队伍建设、在职教师、慕课教学等关键词。教师专业发展是教师适应信息时代的要求，同时也是提高教育水平、优化教学质量、培养高素质人才的重要保证［15］。在该聚类中，研究者聚焦于信息时代教师专业发展问题，重点探讨了基于互联网+、大数据等背景下提升教师教学能力的培育模式［16］及提高教师技术应用能动性的举措［17］。教育要发展根本靠改革，教师是推动教育改革的中坚力量，因此，要不断加强师资队伍建设，如在职教师要通过积极参加慕课教学、技能培训等方式促进自身专业发展。地方师范院校也要以TPACK发展为导向重构师范生培养课程，提高师范生TPACK水平，促进教师专业发展，为信息时代输送高素质的师资人才。

4.3 关键词突现分析

突现词代表短时间内关注度较高的词，一定程度上反映该领域的研究前沿，突现强度越大，说明关注度越高［18］。运用CiteSpace可视化工具里的“Burstness”功能对关键词进行突现分析，将“Burstness”中“γ”值设为 0.1，“Minimum Duration”值设为2，运行得到32个突现词，如图6所示。

图6 关键词突现图

从图6可知，国内TPACK研究内容自上而下。在2015年之前，研究者关注更多的是TPACK自身发展策略及相关理论的研究。此后，在国家教育政策和时代背景的影响下，TPACK研究重心逐渐往教师专业化发展、在线教育、人工智能等方向转移，更加倾向实践应用研究，实现了理论落地。从突现强度看，突现值最大的是职前教师（3.13），后面依次是结构方程模型（2.61）、信息技术（1.68）、教学法知识（1.23）、学科教学法知识（1.17）等。从突现时间上看，教育技术突现时间持续最长。教育 技术即在教育中应用现代科学技术，其本质是信息技术与教育教学的深度融合，也一直是TPACK研究的方向之一。当前互联网、人工智能、大数据等新兴技术正在如火如荼发展中，基于此时代背景的“互联网+”教育和“AI+”教育，如SPOC、创客教育、慕课教学、智慧课堂等关键词近年开始突现，逐渐成为TPACK研究的新方向。

4.4 关键词时区图分析

时区图是反映某研究主题的内容随时间变化而变化的过程，它反映了该研究领域在某一段时间内的发展趋势［6］。运用 CiteSpace可视化工具中的“Visualization”中的“TimeZone View”功能，得到关键词时区图，如图7所示。该时区图体现了TPACK研究主题从早期简单的信息技术与课程整合（2011—2015年）到信息技术与学科教学深度融合（2015年—）并往融合创新发展的过程。从图7中可以看出，随着技术在教育领域的深入发展，创客教育、在线教育、数据驱动下的智慧课堂精准教学等应运而生，成为TPACK研究的新视角。未来，新兴技术的不断发展和进步将会继续为教育改革注入新力量，加快教育信息化的发展步伐。

图7 关键词时区图

5.1 研究结论

通过以上年度发文量、研究机构、关键词共现、聚类和突现等多维度的可视化分析，得出4点结论。

5.1.1 TPACK研究越来越受教育研究者的关注

从年度发文量来看，2011—2022年我国TPACK研究相关文献数量逐年增长，近4年更是达到了研究高潮，说明TPACK相关研究受到我国学者的广泛关注。但是，核心期刊文献的占比较小。未来，研究学者应不断提高学术水平，实现质和量的同步提升。

5.1.2 师范类高校是TPACK研究的主阵地

从研究机构来看，师范类高校作为培养未来教师的殿堂，是TPACK研究的主阵地。特别是东北师范大学、北京师范大学、华东师范大学等国家重点师范类高校贡献突出，成为TPACK相关研究的领军者。但是，各研究机构合作度较低，未形成稳定、高产的合作群体。未来，各高校应加强交流与合作，发挥群体优势，拓宽研究视野，扩大合作空间，为TPACK研究打开新的格局，为今后优化教师队伍提供可行、有价值的理论和实践指导。

5.1.3 教师专业发展是TPACK研究的热点

从关键词共现和聚类图来看，围绕教师专业发展展开的教师培养问题是我国TPACK研究领域的热点。如今，越来越多的新兴技术被运用到教学场景当中。在加快教育信息化进程的同时，也给教师带来了前所未有的挑战。教师作为教育教学的组织者和引导者，是推动教育信息化的中坚力量，其信息化教学能力对优化课堂教学、转变学生学习方式具有重大影响［9］。因此，在探讨信息技术2.0时代下，基于TPACK框架的教师专业发展路径，以教师专业化促进教育现代化，自然会成为广大教育研究者关注的焦点。

5.1.4 “互联网+”教育和“AI+”教育是TPACK领域研究的新方向

从关键词突现和时区图来看，我国2011—2022年TPACK研究内容自上而下，从理论研究向实践应用研究过渡。如今，各种信息技术已经渗透到各个领域当中，教育领域依托这些技术正悄悄地进行着一场无硝烟的“战争”——颠覆性的教育革命。特别是后疫情时代，“互联网+”教育得到了迅速发展。随着新技术在教育领域中的不断深入发展，“互联网+”教育最终会生成“AI+”教育，创客教育、在线教育、智慧课堂等作为信息技术与教育教学深度融合的产物也将成为教育常态，成为今后TPACK研究的重要方向。

5.2 研究建议与展望

5.2.1 关注TPACK境脉研究

“境脉”是TPACK框架的重要组成部分之一，有着不可撼动的地位。但我国目前针对TPACK境脉研究的文献还不多，这严重阻碍了TPACK研究的发展。刘艳华等［19］根据文献研究和“TPACK境脉因子测试量表”测试结果，构建了宏观、中观、微观3个层面及7个要素的TPACK境脉因子模型，为今后探析教师TPACK水平影响因素提供了理论框架。熊西蓓等［20］针对少数民族地区师范生TPACK水平进行调查研究，结果证明民族地区教育境脉因素（教育发展水平和教育政策等）、生源基础因素、课程体系因素等外部或内部因素都严重制约了师范生TPACK水平的提升。我国地域辽阔、人口基数大，境脉复杂，教育发展水平的地域差异化不可避免。需深入研究TPACK境脉元素的内涵以及其在教育教学中的影响和作用，探索不同境脉下信息技术与教育教学深度融合的途径，制订提升教师TPACK水平的培训方案，以促进教师专业发展，提高教育教学质量。

5.2.2 关注TPACK多学科教学应用研究

纵观297篇研究文献发现：在众多学科中，基于TPACK框架的教学应用研究主要涉及英语、数学和化学3个学科，对语文、政治、地理、物理、美术、音乐等学科关注较少。因此，在未来的研究中，研究者应关注教师如何把丰富的教学经验与学科特点相结合，探索TPACK的学科适用性，创造出具有学科特点的、基于TPACK框架的创新教学模式，实现TPACK学科教学多样化。

5.2.3 关注TPACK多元化测量方法研究

国内对TPACK的研究起步较晚，对TPACK测量方法的研究还是近几年的事，且测量方法比较单一，常用的评价方法是基于测试量表的自我评价法。该评价方法主观性较强，不能真实、客观地反映出教师真正的TPACK水平［21］。影响教师TPACK水平的因素是多方面的，在未来的研究中，教育研究者可以结合境脉研究的结果，探索适用于本地教师的TPACK多元化测量方法。

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