计算机、互联网+与通讯技术的广泛应用,打通了以物质为媒介的传统人类交往模式所形成的壁垒。随着我国教育信息化水平的不断提高,对未来教师的知识结构和教学素养有了更多的期许和挑战。数学师范生作为未来数学教师的主要来源,其在现代信息技术环境下进行数学教学的知识、技能与专业素养如何,直接影响着我国数学教育改革的未来。在数学师范生的知识、能力与专业素养中,教育技术已日益成为最活跃的因子。开展信息化教学的能力已成为数学教师的必需专业素养。2006年,密歇根州立大学庞雅·米什拉(PunyaMishra)博士和马修·科勒(Matthew J.Koehler)博士对李·舒尔曼(Lee Shulman)教授的学科教学知识(PCK)概念进行了扩展,增加了技术这一新的维度,提出了整合技术的学科教学知识(Technological Pedagogical Content Knowledge,简称 TPACK),旨在探索并理解在特定的学科教学领域内,教师有效地进行技术整合所需的知识。TPACK是对教师整合技术的有效教学的概括性描述。由于数学与计算机和信息技术的紧密关联,TPACK的理论框架与数学教学有着天然的亲和性。数学教师和数学师范生理应具有较高的TPACK素养,才能在教学过程中选择合适的技术对学科内容进行更为生动和有效的表征。只有运用合适的技术营造优良的教学环境,才能真正构建自己独特的教学文化,形成融技术与传统教学于一体的信息化教学。数学师范生是中小学数学教师的主要来源,其TPACK的构成如何?影响因素有哪些?如何培养并提高数学师范生的TPACK?就成为本文研究的主要关切。为此,首先对数学师范生与中小学数学教师的TPACK进行了比较,其研究预期是从中获取提高数学师范生TPACK的教学实践因素。其次,探究影响数学师范生TPACK的内在、可控的主要因素。最后,在对数学师范生TPACK的现状及影响因素分析的基础上,建构能够有效提升数学师范生TPACK的培养模型并予以实践检验。本研究将质性研究与量化研究相结合。通过综合已有的较成熟的TPACK调查量表,根据数学学科内容作出相应调整,形成了一套专门用于测试数学师范生及数学教师TPACK的量表。通过检验确认了该量表的信度与效度。运用量表,结合访谈、观察等方法对数学师范生TPACK的真实状况及当前学科教学培养模式的效果进行了量化与质性分析。同时,应用该量表并结合半结构化访谈的方法对中小学数学教师TPACK现状及其信息技术在实际教学中的应用情况进行调查,通过数学师范生与中小学数学教师TPACK的比较,为数学师范生TPACK的培养提供准备。主要研究结论是,数学师范生TPACK整体水平不高,技术知识水平偏低,与中小学数学教师在TK、PK、PCK、TCK、TPK、TPCK上具有显著差异,中小学数学教师显著高于数学师范生,但二者在CK上无显著差异。逐步回归模型分析发现,数学师范生在整合技术的学科教学知识上较为重视TPK、PCK和TK,中小学数学教师在很大程度上重视TPK、PK、TK以及TCK。不同教龄、职称的教师在TPACK的主要维度上存在显著性差异。综合分析可以得出教师的技术操作能力、教师技术整合的经验性知识、策略性知识及教学思想与理念在很大程度上影响教师真实情境下的技术整合,提示数学师范生TPACK的培养过程中要注意经验性知识、策略性知识、新型的教学思想及个体差异。相应的教学建议是,教师教育者应当帮助并培养师范生做好充分准备以进入并迅速适应信息技术影响下复杂多变的教学环境,做到职前与职后的良好衔接,为师范生能够在未来不断变化的技术环境下进行自主的专业发展打下坚实的基础。在第二个阶段,为了解数学师范生TPACK相关的影响因素,综合已有的较成熟的TPACK影响因素调查量表,检验证实该量表具有良好的信度与效度。随后,探究了数学师范生技术访问、信息技术操作能力、技术应用态度、TPACK以及TPACK职业自我效能之间的关系,建立结构方程模型并进行数据拟合,确定了数学师范生TPACK的主要影响因素。通过结构方程模型的建构发现影响数学师范生TPACK的主要因素有对技术应用的态度和信息技术操作能力,而技术访问成为TPACK的间接预测力。数学师范生对技术应用的态度及TPACK也是其TPACK职业自我效能的直接影响因素。在第三个阶段,根据前述调查、分析、比较的结果,构建了数学师范生TPACK的“瀑布培养模型”,在“微格+微课”教学实践中实施并验证了该瀑布模型对于提高数学师范生TPACK的有效性。教学实践以及对数学师范生TPACK前-后测结果表明,本研究所建构的提高数学师范生TPACK的“瀑布培养模型”,加之“任务驱动”、“微格+微课”混合型实践培养模式,可以有效提升数学师范生TPACK水平,并为未来发展更有效的教师教育计划提供必要的参考。本研究在理论和实践两个层面上充实并深化了教师教育研究领域TPACK的研究。论文最后指出了本研究的局限与不足以及有待进一步研究的课题。