Forskning på utbildningsområdet har ofta kritiserats för brist på teoretisk grund. I denna artikel föreslår vi en konceptuell ram för utbildningsteknik genom att bygga vidare på Shulmans formulering av "pedagogisk innehållskunskap" och utvidga den till att omfatta fenomenet lärare som integrerar teknik i sin pedagogik. Ramverket är resultatet av 5 års arbete med ett forskningsprogram inriktat på lärarutveckling och fakultetsutveckling inom högre utbildning. Den försöker fånga upp några av de grundläggande egenskaperna hos lärarkunskap som krävs för teknisk integration i undervisningen, samtidigt som den tar upp den komplexa, mångfacetterade och lokaliserade karaktären hos denna kunskap. Vi hävdar, kort sagt, att tankeväckande pedagogiska användningar av teknik kräver utveckling av en komplex, belägen form av kunskap som vi kallar Teknologisk Pedagogisk Content Knowledge (TPCK). Genom att göra det antar vi de komplexa rollerna och samspelet mellan tre huvudkomponenter i inlärningsmiljöer: innehåll, pedagogik och teknik. Vi hävdar att denna modell har mycket att erbjuda diskussioner om teknisk integration på flera nivåer: teoretiska, pedagogiska och metodologiska. I den här artikeln beskriver vi teorin bakom vårt ramverk, ger exempel på vår undervisningsstrategi baserad på ramverket och illustrerar de metodologiska bidrag som har blivit resultatet av detta arbete. Det viktiga inom vetenskapen är inte så mycket att få fram nya fakta som att upptäcka nya sätt att tänka på dem. -Sir William Henry Bragg Tillkomsten av digital teknik har dramatiskt förändrat rutiner och praxis i de flesta arenor av mänskligt arbete. Förespråkare för teknik i utbildningen planerar ofta liknande dramatiska förändringar i undervisningsprocessen Utbildning, 2000; Zhao, 2003). Det har dock blivit uppenbart att vårt primära fokus bör vara att studera hur tekniken används (Carr, Jonassen, Litzinger, & Marra, 1998; Mishra & Koehler, 2003). En del av denna tillsyn kan tillskrivas bristen på teoretisk grund för att utveckla eller förstå denna integrationsprocess (American Association for the Advancement of Science, 1999Science,, 2001 Issroff & Scanlon, 2002; Selfe, 1990). Den mesta utbildningstekniska forskningen består av fallstudier, exempel på bästa praxis eller implementeringar av nya pedagogiska verktyg. Naturligtvis är goda fallstudier, detaljerade exempel på bästa praxis och utformning av nya verktyg för lärande viktiga för att skapa förståelse. Men de är bara de första stegen mot utvecklingen av enhetliga teoretiska och konceptuella ramar som skulle göra det möjligt för oss att utveckla och identifiera teman och konstruktioner som skulle gälla i olika fall och exempel på praktik. Som Selfe hävdade, [ett] teoretiskt perspektiv. ..................................................................................................... Tills vi undersöker effekterna av datorteknik. .. ur ett teoretiskt perspektiv kommer vi att fortsätta, myopiskt och osystematiskt, att definiera de isolerade pusselbitarna i våra separata klassrum och diskreta forskningsstudier. Tills vi delar någon teoretisk vision av detta ämne, kommer vi aldrig att få se den större bild som skulle kunna ge vårt dagliga klassrums arbete riktning och mening. (s. 119) Att utveckla teori för utbildningsteknik är svårt eftersom det kräver en detaljerad förståelse av komplexa relationer som är kontextuellt bundna. Dessutom är det svårt att studera orsak och verkan när lärare, klassrum, politik och läroplansmål varierar från fall till fall. Ett tillvägagångssätt, som kallas designexperiment, hedrar denna komplexitet och har nyligen fått en framträdande plats i pedagogisk forskning (Brown, 1992; Cobb, Confrey, diSessa, Lehrer, & Schauble, 2003; Designbaserad forskning 1018 Lärare College Record Collective, 2003. Designexperiment, som en forskningsmetodik, betonar det detaljerade genomförandet och studiet av interventioner med utvecklande pedagogiska mål i rika autentiska miljöer. Den erkänner klassrumsundervisningens komplexitet och upplyser både praktiker och forskare genom att leda till utveckling av teoretiska idéer baserade i praktiksammanhang; designexperiment minskar klyftan mellan forskning och praktik, mellan teori och tillämpning. Under de senaste 5 åren har vi varit involverade i att genomföra ett designexperiment som syftar till att hjälpa oss att förstå lärarnas utveckling mot rik användning av teknik samtidigt som vi hjälper lärare-både K-12-lärare och universitetsfakultet-utveckla sin undervisning med teknik. Detta arbete har informerat teori och praktik och har representerats genom en rad publikationer. Vårt arbete har varit inriktat på teoretiker och forskare, såväl som praktiker och pedagoger. Vi har publicerat detta verk i teorins namn (Ferdig, Mishra, & Zhao, 2004; Mishra, Koehler, & Zhao, i pressen; Mishra, Zhao, & Tan, 1999) I den här artikeln kliver vi tillbaka från de individuellt publicerade styckena för att erbjuda en fågelögonblick av den konceptuella ram som har vuxit fram ur denna kropp av arbete. Detta är just ett av de viktigaste målen med att genomföra designexperiment: att inte bara använda teori för att ge en motivering för ingripandet eller för att tolka resultat utan också för att hjälpa till att "utveckla en klass av teorier om både inlärningsprocessen och de medel som är utformade för att stödja lärandet" (Cobb m.fl., 2003). Att ha en ram går längre än att bara identifiera problem med nuvarande tillvägagångssätt; den erbjuder nya sätt att se på och uppfatta fenomen och erbjuder information som kan ligga till grund för ett sunt, pragmatiskt beslutsfattande. I detta särskilda sammanhang går konsekvenserna av att utveckla en ram utöver ett enhetligt sätt att tänka på teknisk integration. Vi hävdar att en konceptuellt baserad teoretisk ram om förhållandet mellan teknik och undervisning kan förändra konceptualiseringen och praktiken av lärarutbildning, lärarutbildning och lärarnas professionella utveckling. Det kan också ha en betydande inverkan på de typer av forskningsfrågor som vi undersöker. I de följande avsnitten kommer vi att behandla dessa relaterade frågor i följande ordning: (1) Vi introducerar ramverket för tekniskt pedagogiskt innehåll (TPCK) för att tänka på lärarkunskap och hur det informerar debatten om vad lärare behöver veta (och hur de kan utveckla den); (2) vi visar hur vårt pedagogiska förhållningssätt till lärares tekniska pedagogiska innehåll Kunskap 1019 professionell utveckling, lärande teknik genom design, leder till utvecklingen av TPCK; och (3) vi diskuterar, och ger exempel på, hur detta ramverk har väglett vår forskning och analys av effektiviteten i vårt pedagogiska förhållningssätt. Ett ytterligare mål med denna artikel är att erbjuda ett exempel på ett forskningsprogram som sammanför det pragmatiska och det teoretiska, det praktiska och det abstrakta. Vi hoppas kunna visa att kraften i detta mångfacetterade program ligger i att kombinera dessa olika tillvägagångssätt och i dess förmåga att tala med både forskare och utövare. Grunden för vårt ramverk är förståelsen att undervisning är en mycket komplex verksamhet som bygger på många typer av kunskap. Undervisning är en komplex kognitiv skicklighet som förekommer i en illastrukturerad, dynamisk miljö (Leinhardt & Greeno, 1986; Spiro, Coulson, Feltovich, & Anderson, 1988; Spiro, Feltovich, Jacobson, & Coulson, 1991). Liksom expertis inom andra komplexa områden, inklusive medicinsk diagnos (Lesgold, Feltovich, Glaser, & Wang, 1981; Pople, 1982), schack (Chase & Simon, 1973; Wilkins, 1980), och skrivande (Hayes & Flower, 1980; Hillocks, 1986), kompetens inom undervisning är beroende av flexibel tillgång till välorganiserade kunskapssystem (Glaser, 1984; Putnam & Borko, 2000; Shulman, 1986 Shulman,, 1987. Det finns helt klart många kunskapssystem som är grundläggande för undervisningen, inklusive kunskap om studenttänkande och lärande, och kunskap om ämnen. Historiskt sett har lärarutbildningens kunskapsbaser fokuserat på lärarens innehållskunskap (Shulman, 1986; Kal & MaKinster, 1999). På senare tid har lärarutbildningen förskjutit sitt fokus främst till pedagogik och betonat allmän pedagogiska klassrumspraktiker oberoende av ämne och ofta på bekostnad av innehållskunskap (Ball & McDiarmid, 1990). Vi kan representera detta bifurkerade sätt att se på lärarkunskap som två cirklar oberoende av varandra (Figur 1 ). För 1020 Lärare College Rekordexempel, olika metoder för lärarutbildning har betonat ett eller annat område av kunskap, med fokus på kunskap om innehåll (C) eller kunskap om pedagogik (P). Shulman (1986) avancerat tänkande om lärarkunskap genom att introducera idén om pedagogisk innehållskunskap (PCK). Han hävdade att fokuseringen på lärarnas ämneskunskap och pedagogik behandlades som ömsesidigt uteslutande områden inom forskning som berör dessa områden (Shulman, 1987). Den praktiska konsekvensen av en sådan uteslutning var produktion av lärarutbildningar där fokus låg på antingen ämne eller pedagogik. För att ta itu med denna dikotomi föreslog han att man skulle överväga det nödvändiga förhållandet mellan de två genom att införa begreppet PCK. PCK finns i skärningspunkten mellan innehåll och pedagogik. Den går således utöver ett enkelt övervägande av innehåll och pedagogik isolerat från varandra. PCK representerar en blandning av innehåll och pedagogik till en förståelse av hur specifika aspekter av ämnestillhörighet organiseras, anpassas och representeras för undervisning. Shulman (1986) hävdade att det, även om det var nödvändigt med kunskaper i ämnen och allmänna pedagogiska strategier, inte räckte för att tillägna sig goda lärares kunskaper. För att karakterisera de komplexa sätt på vilka lärare tänker på hur särskilt innehåll ska läras ut, argumenterade han för "pedagogisk innehållskunskap" som den innehållskunskap som behandlar undervisningsprocessen, inklusive "sätten att representera och formulera det ämne som gör det begripligt för andra" (s. 9). För att lärarna skall bli framgångsrika måste de samtidigt ta itu med båda frågorna (innehåll och pedagogik) genom att ge uttryck för "de aspekter av innehållet som är mest lärorika" (s. 9). I hjärtat av PCK är det sätt på vilket ämnet omvandlas för undervisning. Detta inträffar när läraren tolkar ämnet och hittar olika sätt att representera det och göra det tillgängligt för elever. Begreppet PCK har utvidgats och kritiserats av forskare efter Shulman (till exempel Cochran, King, & DeRuiter, 1993; van Driel, Verloop, & De Vos, 1998). Faktum är att Shulmans (1986) inledande beskrivning av lärarkunskap omfattade många fler kategorier, såsom läroplanskunskap och kunskap i utbildningssammanhang. Saker och ting kompliceras ytterligare av det faktum att Shulman själv har föreslagit flera listor, i olika publikationer, som i sina egna ord saknar ""stor överensstämmelse mellan artiklar"" (s. 8). Vår betoning på PCK bygger på Shulmans erkännande av att pedagogiskt innehållskunnande är av särskilt intresse eftersom det identifierar de distinkta kunskapskropparna för undervisning. Den representerar en blandning av innehåll och pedagogik till en förståelse av hur särskilda ämnen, problem eller frågeställningar organiseras, representeras och tekniskt pedagogiskt innehåll Kunskap 1021 anpassad till elevers olika intressen och förmågor, och presenteras för undervisning. (s. 8) Vår betoning på PCK stämmer överens med arbetet i många andra forskare och nyligen genomförda utbildningsreformdokument. Sedan PCK infördes 1987 har det blivit ett allmänt användbart och använt begrepp. På området vetenskaplig utbildning har till exempel forskare som Anderson och Mitchner (1994) ; Hewson och Hewson (1988); Cochran, King och DeRuiter (1993) ; och yrkesorganisationer som National Science Teachers Association (NSTA, 1999) och National Council for the Ackreditering of Teacher Education (NCATE, 1997) alla betonat värdet av PCK för lärarförberedelser och lärarproffsutveckling. En analys av Teacher Educator's Handbook (Murray, 1996) visar Shulman som den fjärde mest citerade författaren till de närmare 1 500 författarna i bokens författare index, med en överväldigande majoritet av de hänvisningar som gjorts till detta begrepp PCK (Segall, 2004). Begreppet PCK sedan dess introduktion 1987 har genomsyrat stipendiet som handlar om lärarutbildning och ämnet utbildning (se exempelvis Ball, 1996; Cochran, King, & DeRuiter, 1993; Grossman, 1990; Ma, 1999; Shulman, 1987; Wilson, Shulman, & Richert, 1987). Det värderas som ett epistemologiskt koncept som på ett nyttigt sätt blandar de traditionellt separerade kunskapsbaserna av innehåll och pedagogik. Vi kan representera Shulmans bidrag till stipendiet av lärarkunskap diagrammatiskt genom att ansluta de två cirklarna i figur 1 så att deras skärningspunkt representerar PCK som samspelet mellan pedagogik och innehåll (se figur 2). I Shulmans (1986) ord innehåller denna skärningspunkt inom den ""de mest regelbundet undervisade ämnena i ens ämnesområde, de mest användbara formerna av representation av dessa idéer, de mest kraftfulla analogier, illustrationer, exempel, förklaringar, och demonstrationer-i ett 1022 Lärare College Record ord, sätt att representera och formulera ämnet som gör det begripligt för andra" (s. 9). Även om Shulman inte diskuterade teknik och dess relation till pedagogik och innehåll, anser vi inte att dessa frågor ansågs oviktiga. När Shulman först gjorde sitt argument, frågor kring teknik var inte förgrundad i den utsträckning som de är idag. Traditionella klassrum använder en mängd olika tekniker, från läroböcker till overheadprojektorer, från skrivmaskiner i engelska klassrum till diagram över periodiska tabeller på laboratorieväggarna. Fram till nyligen hade dock de flesta tekniker som används i klassrum översatts med "transparent" (Bruce & Hogan, 1998), eller med andra ord, de hade blivit alldagliga och betraktades inte ens som teknik. Den vanligaste användningen av teknik avser däremot digitala datorer och datorprogram, artefakter och mekanismer som är nya och ännu inte en del av det allmänna. Även om Shulmans tillvägagångssätt fortfarande är sant, är det som har förändrats sedan 1980-talet att tekniken har kommit i främsta ledet i undervisningen främst på grund av tillgången till en rad nya, i första hand digitala, tekniker och krav för att lära sig tillämpa dem på undervisning. Dessa nya tekniker innehåller hårdvara och programvara som datorer, pedagogiska spel och Internet och de otaliga program som stöds av det. Dessa nya tekniker har förändrat klassrummets karaktär eller har potential att göra det. Betrakta de aspekter eller exempel som Shulman tillhandahöll som viktiga för PCK, såsom ""de mest kraftfulla analogier, illustrationer, exempel, förklaringar och demonstrationer", eller, med andra ord, ""sätten att representera och formulera subjekt"" för att göra det mer tillgängligt och begripligt. Det är uppenbart att teknik spelar en avgörande roll i var och en av dessa aspekter. Från ritningar på en svarttavla eller interaktiva multimediasimuleringar till etsningar på en lertavla eller webbaserade hypertexts till pumpmetaforen i hjärtat eller datormetaforen i hjärnan, teknologier har begränsat och gett en rad representationer, analogier, exempel, förklaringar och demonstrationer som kan bidra till att göra ämnet mer tillgängligt för eleven. Även om inte alla lärare har anammat dessa nya tekniker av en rad skäl - inklusive en rädsla för förändring och brist på tid och stöd - det faktum att dessa tekniker är här för att stanna kan inte ifrågasättas. Dessutom hindrar den snabba utvecklingen av denna nya digitala teknik dem från att bli "transparenta" när som helst inom kort. Lärarna måste göra mer än att bara lära sig att använda de verktyg som för närvarande finns tillgängliga. De måste också lära sig nya tekniker och färdigheter i takt med att den nuvarande tekniken blir föråldrad. Detta är ett helt annat sammanhang än tidigare konceptualiseringar av lärarkunskap, där teknikerna var standardiserade och relativt stabila. Användningen av teknik för pedagogik i specifika ämnen kan teknisk pedagogiskt innehåll Kunskap 1023 förväntas förbli relativt statisk över tiden. Lärarna skulle därför kunna fokusera på variablerna innehåll och pedagogik och vara säkra på att tekniska sammanhang inte skulle förändras alltför dramatiskt under sin karriär som lärare. Detta nya sammanhang har förgrundat tekniken på ett sätt som man inte hade kunnat föreställa sig för några år sedan. Kunskap om teknik blir därför en viktig aspekt av den övergripande lärarkunskapen. Vad som är intressant är att de pågående diskussionerna om den tekniska kunskapens roll verkar dela med sig av många av de problem som Shulman identifierade på 1980-talet. Till exempel betraktades kunskap om innehåll och kunskap om pedagogik som separat och oberoende av varandra före Shulmans seminala arbete om PCK. På liknande sätt anses kunskap om teknik i våra dagar ofta vara skild från kunskap om pedagogik och innehåll. Detta tillvägagångssätt kan representeras som tre cirklar, varav två (innehåll och pedagogik) överlappar som beskrivs av Shulman, och en cirkel (teknik) står isolerad från dessa två. Figur 3 representerar de kunskapsstrukturer som ligger till grund för en stor del av den aktuella diskussionen om utbildningsteknik. Det vill säga, tekniken betraktas som en separat uppsättning av kunskaper och färdigheter som måste läras, och förhållandet mellan dessa färdigheter och den beprövade och sanna grunden för undervisning (innehåll och pedagogik) är obefintlig eller anses vara 1024 Lärare College Record relativt trivialt att förvärva och genomföra. Utformningen och genomförandet av workshops eller lärarutbildningsprogram som främjar lärandet av specifik hård- och programvarukompetens som tillräcklig för att avrunda lärarnas kunskapsbaser för undervisning med teknik är direkta konsekvenser av detta perspektiv. Förhållandet mellan innehåll (det verkliga ämne som ska läras och läras ut), pedagogik (processen och praxis eller metoder för undervisning och lärande) och teknik (både vanliga, som krittavlor, och avancerade, såsom digitala datorer) är emellertid komplext och nyanserat. Tekniken kommer ofta med sina egna krav som begränsar det innehåll som måste täckas och arten av möjliga representationer. Dessa beslut har en krusande effekt genom att definiera, eller på andra sätt begränsa, undervisningsrörelser och andra pedagogiska beslut. Det kan därför vara olämpligt att betrakta kunskap om teknik som isolerad från kunskap om pedagogik och innehåll. I motsats till den enkla synen på teknik (Figur 3 ), vårt ramverk (Figur 4 ) betonar kopplingar, interaktioner, råd och begränsningar mellan och bland innehåll, pedagogik och teknik. I denna modell är kunskap om innehåll (C), pedagogik (P) och teknik (T) centralt för att utveckla god undervisning. Men i stället för att behandla dessa som separata kunskapsinstanser betonar denna modell dessutom det komplexa samspelet mellan dessa tre kunskapsinstanser. Vi hävdar inte att denna TPCK-strategi är helt ny. Andra forskare har hävdat att kunskap om teknik inte kan behandlas som kontextfri och att god undervisning kräver förståelse för hur tekniken relaterar till pedagogik och innehåll (
För det första användes REF (Teknological Pedagogical Content Knowledge, TPACK) för att fokusera på överlappningen av dimensionsteknik (här: integrering av den mobila applikationen), pedagogik (här: fokus på mediedidaktik) och innehåll (här: de underliggande områdena yrkesutbildning och metallbearbetning).
Technological pedagogical content knowledge: A framework for teacher knowledge
{'venue': 'Teachers College Record', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Psychology']}