Tpack là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Định nghĩa TPACK

TPACK (Technological Pedagogical Content Knowledge) là khung năng lực mô tả sự tích hợp hài hòa giữa ba loại kiến thức thiết yếu của giáo viên: kiến thức về nội dung (Content Knowledge – CK), kiến thức về phương pháp dạy học (Pedagogical Knowledge – PK) và kiến thức về công nghệ (Technological Knowledge – TK). Mô hình nhấn mạnh rằng việc áp dụng công nghệ một cách hiệu quả không chỉ yêu cầu hiểu biết về công cụ số mà phải gắn kết chặt chẽ với mục tiêu dạy học và nội dung chuyên môn.

Trong TPACK, ba thành tố chính tương tác lẫn nhau tạo thành ba vùng giao thoa: PCK (Pedagogical Content Knowledge) – phương pháp dạy nội dung, TCK (Technological Content Knowledge) – công nghệ hỗ trợ nội dung, và TPK (Technological Pedagogical Knowledge) – công nghệ hỗ trợ phương pháp. Trung tâm của mô hình là TPACK – giao điểm nơi ba loại kiến thức này hội tụ, đại diện cho năng lực thiết kế và thực thi bài giảng số hóa một cách toàn diện.

Khung TPACK được phát triển nhằm giúp giáo viên tự đánh giá và nâng cao năng lực công nghệ phối hợp với sư phạm và nội dung, qua đó tối ưu hóa trải nghiệm học tập của học sinh. Việc hiểu rõ định nghĩa TPACK giúp giáo viên tránh rơi vào hai cực: sử dụng công nghệ mà thiếu chiến lược dạy học, hoặc chú trọng phương pháp – nội dung nhưng bỏ qua tiềm năng của công nghệ.

Lịch sử phát triển

Mô hình TPACK khởi nguồn từ PCK (Pedagogical Content Knowledge) do Lee Shulman đề xuất năm 1986, nhấn mạnh vai trò kiến thức sư phạm kết hợp với kiến thức chuyên môn. Shulman cho rằng giáo viên xuất sắc không chỉ biết nội dung mà còn biết cách biến nội dung thành bài học dễ hiểu, phù hợp đối tượng học sinh.

Đến năm 2006, Mishra và Koehler mở rộng PCK thành TPACK bằng cách đưa thêm yếu tố công nghệ vào khung, đặt tên là Technological Pedagogical Content Knowledge. Kể từ đó, TPACK được lan tỏa rộng rãi qua các hội thảo AACE, bài báo trên Teachers College Record và Educational Technology Research and Development, trở thành chuẩn mực đánh giá năng lực giáo viên trong thời đại số .

• 1986: Shulman giới thiệu PCK (Pedagogical Content Knowledge).
• 2000–2005: Nghiên cứu ban đầu về vai trò công nghệ trong giảng dạy.
• 2006: Mishra & Koehler công bố TPACK, mở rộng PCK với thành tố Technological Knowledge.
• 2007–2013: Hàng loạt công trình khảo sát, phát triển thang đo TPACK và ứng dụng thực nghiệm.

Qua hơn một thập kỷ, TPACK không ngừng được điều chỉnh, bổ sung để phản ánh đa dạng công nghệ mới – từ thiết bị cá nhân đến nền tảng học trực tuyến và mô hình dạy học kết hợp (blended learning).

Các thành tố cấu trúc

Content Knowledge (CK) là kiến thức chuyên môn sâu rộ về chủ đề giảng dạy – bao gồm khái niệm, nguyên lý, dữ liệu và cách tổ chức nội dung. CK giúp giáo viên hiểu bản chất vấn đề và dự đoán khó khăn học sinh có thể gặp khi tiếp nhận kiến thức.

Pedagogical Knowledge (PK) là lý thuyết và kinh nghiệm về các phương pháp dạy học, quản lý lớp học, đánh giá học sinh và xây dựng môi trường học tập tương tác. PK quyết định cách thức thiết kế bài giảng, phương pháp giảng giải, hoạt động nhóm và đánh giá hiệu quả học tập.

Technological Knowledge (TK) là hiểu biết về công cụ và nền tảng số – từ phần mềm trình chiếu đến hệ thống quản lý học tập (LMS), công cụ tương tác như Kahoot, Zoom, mô hình thực tế ảo (VR), mã nguồn mở… TK yêu cầu giáo viên biết lựa chọn, vận hành và khắc phục sự cố cơ bản khi ứng dụng công nghệ.

Mối quan hệ liên kết giữa các thành tố

PCK (Pedagogical Content Knowledge) là giao điểm CK–PK, phản ánh năng lực chuyển hóa nội dung chuyên môn thành các hoạt động giảng dạy phù hợp với học sinh. Giáo viên PCK giỏi biết dùng analogies, ví dụ minh họa và giải pháp thay thế khi học sinh chưa hiểu sâu.

TCK (Technological Content Knowledge) là giao điểm CK–TK, thể hiện khả năng ứng dụng công nghệ cụ thể nhằm minh họa hoặc khám phá sâu hơn nội dung chuyên môn. Ví dụ, sử dụng mô phỏng 3D để giảng giải cấu trúc phân tử hoặc phần mềm đồ họa để trực quan hoá dữ liệu thống kê.

• PCK: CK + PK, dạy nội dung hiệu quả.
• TCK: CK + TK, minh hoạ nội dung bằng công nghệ.
• TPK: PK + TK, phương pháp dạy học số hóa.

TPK (Technological Pedagogical Knowledge) là giao điểm PK–TK, mô tả kỹ năng lựa chọn và triển khai công nghệ vào các phương pháp giảng dạy: ví dụ dùng breakout rooms trong Zoom để tổ chức thảo luận nhóm, hoặc thiết kế câu hỏi tương tác qua Mentimeter.

Giao điểm trung tâm TPACK hội tụ tất cả: giáo viên không chỉ cần CK, PK, TK đơn lẻ mà phải tích hợp đồng thời, thiết kế bài giảng số hóa với nội dung đúng, phương pháp phù hợp và công cụ hiệu quả, từ đó tối ưu hoá trải nghiệm học tập. Ví dụ, bài giảng tích hợp GeoGebra (TK) minh hoạ định lý Pythagore (CK) qua hoạt động giảng nhóm trực tuyến (PK).

Phương pháp đánh giá năng lực TPACK

Đánh giá TPACK thường kết hợp phương pháp khảo sát tự báo cáo, quan sát thực tiễn lớp học và phân tích giáo án số. Bảng hỏi TPACK Survey (Schmidt et al., 2009) gồm 45–75 mục hỏi đo lường ba thành tố CK, PK, TK và sáu vùng giao thoa, cho phép thu thập dữ liệu về nhận thức và thái độ của giáo viên đối với tích hợp công nghệ. Mẫu khảo sát được mã hóa Likert 5–7 điểm, phân tích độ tin cậy Cronbach’s α ≥ 0,8.

• Khảo sát tự báo cáo: TPACK Survey, TPACK.xsd (Schmidt et al.)
• Quan sát lớp học: rubrics điểm số đánh giá hoạt động số hóa, tương tác công nghệ
• Phân tích giáo án: checklist TPACK cho thiết kế hoạt động, công cụ, mục tiêu học tập

Phương pháp hỗ trợ khác gồm phỏng vấn sâu và focus group với giáo viên để hiểu cách họ kết hợp CK, PK, TK trong kịch bản thực tế. Phân tích nội dung diễn đàn trực tuyến hoặc tài liệu dự án dạy học số hóa cũng cung cấp bằng chứng định tính về năng lực tích hợp công nghệ.

Hướng nghiên cứu và phát triển khung TPACK

Nghiên cứu hiện tại mở rộng TPACK vào bối cảnh STEM, NGSS và giáo dục đại học, nhấn mạnh kỹ năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện khi áp dụng công nghệ. Các dự án kết hợp robot, lập trình và mô phỏng 3D yêu cầu giáo viên phát triển TPACK chuyên biệt cho từng lĩnh vực, từ hóa học ảo đến toán tương tác.

Khoảng cách số (digital divide) và đa dạng văn hóa số (digital cultural capital) ảnh hưởng đến TK và TPK của giáo viên, đòi hỏi nghiên cứu sâu về yếu tố ngữ cảnh địa phương, chính sách hỗ trợ công nghệ và đào tạo liên tục. Các workshop, MOOC và learning community trực tuyến đang được thiết kế để phát triển kỹ năng TPACK thông qua học tập cộng đồng và mentoring.

Thách thức và giới hạn

TPACK là khung phức tạp khó đo lường chính xác do tính liên ngành và động học của công nghệ. Các công cụ khảo sát thường mang tính chủ quan, trong khi quan sát lớp học và phân tích giáo án tốn thời gian và yêu cầu tiêu chí đánh giá chuẩn hóa. Việc so sánh kết quả giữa nghiên cứu quốc tế cũng gặp khó khăn do ngôn ngữ, văn hóa và hạ tầng công nghệ khác biệt.

Công nghệ thay đổi nhanh chóng khiến TK của giáo viên dễ lỗi thời, đòi hỏi cập nhật liên tục. Mô hình TPACK cần được điều chỉnh để phản ánh yếu tố mới như AI, Big Data và thực tế ảo tăng cường (AR/VR), đồng thời tích hợp quyền riêng tư số, an toàn dữ liệu và công dân số (digital citizenship) vào TK.

Ví dụ thực tiễn trong giảng dạy

Giáo viên lịch sử sử dụng Google Earth (TK) để mô phỏng hành trình của tuyến đường tơ lụa, kết hợp khảo sát tư liệu bản đồ địa lý (CK) trong hoạt động thảo luận nhóm (PK). Học sinh tự điều khiển camera 3D, ghi chép quan sát và thuyết trình trực tuyến.

Trong môn ngôn ngữ, giáo viên dùng Padlet (TK) làm bảng tương tác, học sinh đăng bài văn, phản biện bạn bè và nhận xét dạng peer review. Nội dung CK là kỹ năng viết luận, PK là kỹ thuật phản hồi mang tính xây dựng, TK hỗ trợ bằng công cụ phân tích cú pháp và gợi ý từ vựng tích hợp.

• Toán học: GeoGebra trực tuyến thao tác hình học động (TCK + TPK).
• Khoa học: simulations PhET minh họa thí nghiệm hóa học ảo (CK + TK).
• Ngôn ngữ: Flipgrid ghi video phát âm và thảo luận (PK + TK).

Dự án Scratch cho học sinh tiểu học phát triển tư duy logic (CK), thiết kế kịch bản mã hóa (PK) và lập trình kéo-thả (TK), kết hợp đánh giá sản phẩm cuối qua video demo và feedback trực tiếp.

Tương lai và xu hướng

AI và học máy (machine learning) đang được tích hợp vào khung TPACK để hỗ trợ đánh giá tự động, gợi ý công cụ phù hợp và cá nhân hóa trải nghiệm học tập. Giáo viên có thể sử dụng chatbot AI để tạo câu hỏi trắc nghiệm, phân tích câu trả lời và điều chỉnh kịch bản giảng dạy theo nhu cầu học sinh.

Thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) mở ra mô hình học tập tương tác cao, đòi hỏi giáo viên phát triển TPACK VR: nắm CK chuyên sâu, PK tương tác immersive và TK vận hành nền tảng Unity hoặc WebXR. Khung TPACK 4.0 đề xuất bổ sung yếu tố Data Literacy và Digital Ethics để giáo viên quản lý dữ liệu học tập và giảng dạy có trách nhiệm.

Tài liệu tham khảo

1. Schmidt D, Baran E, Thompson A, Koehler MJ, Mishra P, Shin T. Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK): The Development and Validation of an Assessment Instrument for Preservice Teachers. Journal of Research on Technology in Education. 2009;42(2):123–149. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15391523.2009.10782544
2. Mishra P, Koehler MJ. Technological Pedagogical Content Knowledge: A Framework for Teacher Knowledge. Teachers College Record. 2006;108(6):1017–1054. https://www.tcrecord.org/content.asp?contentid=12516
3. Archambault LM, Crippen KM. Examining TPACK among K-12 online distance educators in the United States. British Journal of Educational Technology. 2009;40(5):784–796.
4. Koehler MJ, Mishra P. What happens when teachers design educational technology? The development of Technological Pedagogical Content Knowledge. Journal of Educational Computing Research. 2005;32(2):131–152.
5. TPACK.org. “TPACK Framework.” https://tpack.org
6. Educational Technology Research and Development. Special Issue on TPACK. 2013;61(6).
7. Schmidt D, Mishra P, Koehler MJ, Shin T. Content, Pedagogy, and Technology: Developing TPACK. Research Highlights in Technology and Teacher Education. 2007;1:101–109.
8. University of Michigan Center for Research on Learning and Teaching. “TPACK Model.” https://crlt.umich.edu/tpack-model