劉喆

（華南師范大學 數學科學學院，廣東 廣州 510631）

一、引言

隨著智慧課堂、個人學習空間等數字化環(huán)境，電子書包、智慧學伴等技術工具以及翻轉課堂、同伴在線互助學習等教學模式的涌現(xiàn)，“互聯(lián)網+”時代的教師教育教學能力無疑需要被重新定義。近年來，國家政策性文件相繼提出要發(fā)展教師乃至師范生的“信息技術應用能力”“信息化教學能力”或“信息素養(yǎng)”?！督逃畔⒒笆濉币?guī)劃》明確指出應“將信息化教學能力培養(yǎng)納入師范生培養(yǎng)課程體系”“使信息化教學真正成為教師教學活動的常態(tài)”。那么，教師教育如何才能使未來教師擁有信息化教學能力，從技術消費者轉化為“技術制品”（technological artifacts）設計者和創(chuàng)造者，以便做好教育未來孩子的準備？早期與技術相關的教師教育課程和教師專業(yè)發(fā)展項目都認為只要將特定的教育技術及其相關課程呈現(xiàn)給學習者就足夠了，這種只教技術技能的方法是不充分的，學習技術和學習如何在教學中融合技術是完全不同的。因此，教師教育者需要著力開展面向信息化教學能力發(fā)展的課程與教學改革實踐。

智慧教室的出現(xiàn)推動數字化學習向智能化學習的根本轉變。過去，智慧教室更多地是針對中小學校而言?！督逃畔⒒?.0 行動計劃》要求“加快面向下一代網絡的高校智能學習體系建設”“加快建設在線智能教室”“推進信息技術和智能技術深度融入教育教學全過程”，由此，智慧教育環(huán)境建設已成為高校教學資源投入的新方向。順應“互聯(lián)網+”國家戰(zhàn)略，邁上智能教育新征程，華南師范大學充分利用云計算、大數據、虛擬現(xiàn)實等技術，建設起虛實結合的新型“互聯(lián)網+”教育實踐空間，立足“實學、實訓、實習”一體化師范教育課程體系，為師范生提供理論學習與實踐體驗有效整合的支撐環(huán)境。[1]智慧教室作為實踐空間的重要組成部分，包括電子書包、交互式電子白板和智能錄播三大系統(tǒng)以及一個網絡學習空間，其對實現(xiàn)《教育信息化2.0 行動計劃》提出的運用智能學習環(huán)境“增強知識傳授、能力培養(yǎng)和素質提升的效率和效果”目標任務發(fā)揮重要作用，為推進信息技術與教師教育深度融合、變革教學模式提供平臺和資源保障。以學校智慧教室為主陣地，整合課程資源，構建并應用面向師范生信息化教學能力發(fā)展的教學模式，設計和實施多輪次迭代的師生共同參與的信息化教學實驗活動，并對教學效果進行評價檢驗，以期通過完整的教學實證研究，促進師范生信息化教學能力的發(fā)展。

二、師范生信息化教學能力的核心觀點

從本質內涵來說，信息化教學能力的實質是教師在真實的教學情境中運用ICT 將學科知識“轉化”成學生有效獲得的一種知能結構體，其目的在于實現(xiàn)技術促進型學習（technology-enhanced learning）。其不僅應具備媒介與信息素養(yǎng)（media and information literacy），還必須涵括根據具體而真實的教學情境所生發(fā)的“信息技術-教學法-課目內容”三者融通轉化的能力。[2]因此，整合技術的學科教學知識（Technological Pedagogical Content Knowledge，TPCK）是信息化教學能力的知識內核，是實現(xiàn)知能轉化的關鍵。針對構成要素，華東師范大學聯(lián)合華中師范大學、南京師范大學、陜西師范大學、西北師范大學、西南大學共同研制出《師范生信息化教學能力標準》，將師范生信息化教學能力劃分為基礎技術素養(yǎng)、技術支持學習、技術支持教學三個主要維度，每個維度下又分三個子維度。[3]基礎技術素養(yǎng)包括意識態(tài)度、技術環(huán)境和信息責任，技術支持學習分為自主學習、交流協(xié)作和研究創(chuàng)新，技術支持教學劃分為資源準備、過程設計和實踐儲備。標準為師范院校診斷、優(yōu)化師范生信息化教學能力培養(yǎng)提供了重要的參考依據。面對21 世紀人才需求和未來教師專業(yè)發(fā)展，師范生必須深諳技術力量，并善用技術進行學與教，在知識學習、知識遷移和知識創(chuàng)造的過程中實現(xiàn)能力發(fā)展。

信息化教學能力的發(fā)展根植于真實實踐場域，且依賴于技術與課程深度融合這一特殊活動參與所創(chuàng)生。智慧教室是一種新型學習環(huán)境，更是一種架接人、資源、工具于一體的技術系統(tǒng)，在此環(huán)境中學習和浸染，對于師范生信息化教學能力發(fā)展具有潛移默化的影響作用。①智慧教室助力發(fā)展“基礎技術素養(yǎng)”。智慧教室是師范生在未來信息化教育工作中必須能夠駕馭的教學環(huán)境，盡早融入智慧的技術環(huán)境，豐富臨場體驗，增長主動學習和運用信息技術的自主意識，掌握智慧教室的軟硬件及系統(tǒng)平臺，能夠為智慧地學與教奠定技術素養(yǎng)基礎。②智慧教室助力發(fā)展“技術支持學習”。師范生要能夠用技術教學，必須先經歷用技術學的過程。智慧教室為師范生認知成長提供學習環(huán)境，包括利用電子書包自主學習資源設計、在線觀摩智慧課堂教學、開展在線專題交流研討、協(xié)作設計原創(chuàng)性學習資源，從而將教學重心從教師直接呈現(xiàn)學習內容轉向師范生主動建構知識和交互學習。③智慧教室助力發(fā)展“技術支持教學”。師范生利用電子書包設計創(chuàng)作教學資源并完成教學過程設計，開展多輪次迭代的技術促進型教學并使用錄播系統(tǒng)錄制，上傳信息化教學設計和實施視頻至學習空間，參與完成一系列智慧教室教學實踐。高校教師、中小學教師和師范生形成學習共同體，打破高校和中學之間的時空限制，共同對教學設計和實施視頻進行評議。因此，智慧教室為師范生創(chuàng)設豐富的軟硬件以及資源體驗環(huán)境，在自主地建構和交互學習中，信息化教學能力得到孕育發(fā)展。

三、智慧教室支持師范生信息化教學能力發(fā)展的教學模式及其應用

本研究將構建智慧教室支持師范生信息化教學能力發(fā)展的教學模式，并以華南師范大學教育科學學院2016 級小學教育專業(yè)（數學）36 名本科生為研究對象，依托《小學數學課程與教學論實驗》專業(yè)課程和華南師范大學智慧教室學習環(huán)境，開展歷時18 周的教學模式應用實踐，最后對教學效果進行評價檢驗。

1.模式構建：系統(tǒng)設計與說明

實踐和反思是信息化教學能力的生長之域和發(fā)展之源。打破傳統(tǒng)教學模式，基于TPCK 知識理論，在智慧教室學習環(huán)境中，以設計學習（learning by design）為核心，建立智慧教室支持信息化教學能力發(fā)展的教學模式（如圖1 所示），為課程教學序列做出系統(tǒng)化安排。

圖1 智慧教室支持信息化教學能力發(fā)展的教學模式

該教學模式具有四方面特點：①依托智慧教室開展設計學習。教學模式蘊含顯著的技術性和設計思維（design thinking），智慧教室的系統(tǒng)技術支持信息化教學設計與實施，智慧教室的空間技術支持在線交流、協(xié)同研修和檔案管理。設計是一個解決復雜的劣構（illstructured）問題的過程，通過設計學習允許師范生像設計師一樣設計學習活動，利用設計思維解決真實復雜的教學問題，將“技術、教學法、課目內容”的內在關聯(lián)融入具體設計中，設計出符合學生學習需求的“制品”（artifact），進而提升信息化教學能力。②以教學設計和TPCK 知識理論為依據。教學設計是一個全面規(guī)劃教學系統(tǒng)的過程，該模式遵循教學設計對資源和程序作出有利于學習安排的準則。信息化教學能力發(fā)展存在于技術、教學法、課目內容知識動態(tài)交互關系中，任何一個知識元素的改變都需要由另兩個元素的變化來“補償”（compensated）。所以模式強調信息化教學能力的生成和發(fā)展不是依靠單一知識教學，而是孕育于TPCK整體性學習、應用、遷移和創(chuàng)造之中。③考慮信息化教學能力影響因素。對教師信息化教學行為有著間接或直接影響的因素包括績效期望、努力期望、社會影響、促進條件，具體是指感知有用性、感知易用性、感知行為控制、社會因素、主觀規(guī)范、便利條件等，它們基本涵括已有研究提及的信息化教學能力影響因素且具有相對的理論可靠性。[4]教學中認識并提高因素的正向影響力，有助于更好地培養(yǎng)信息化教學能力。④具有可操作的進程安排。模式對教學流程及如何實施各個程序有清晰的描述，體現(xiàn)實踐取向的動態(tài)學習路徑，做出有利于發(fā)展信息化教學能力的系統(tǒng)化教學安排。模式包括“理解-觀察-設計-實踐-反思-修正”六個環(huán)節(jié)，十分重視“理解”何謂信息化教學和通過“觀察”或“示范”學習如何開展信息化教學兩環(huán)節(jié)；呈現(xiàn)一個交互式閉路活動進程，師范生從旁觀者轉化為行動者，設計和實踐不是一次性行為，是經過反復迭代直到滿意為止的多輪次學習歷程。

2.模式應用：環(huán)境、課程開發(fā)與實踐

（1）智慧教室的系統(tǒng)和空間

華南師范大學教育實踐空間支持學校各項實踐性教與學活動，擁有兩間智慧教室，為教學實驗提供環(huán)境保障。配套硬件有電子白板系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)以及投影設備、手持設備（平板電腦）、移動桌椅等；軟件包括助力教學資源設計和推送的電子書包系統(tǒng)以及作業(yè)呈交和在線互動的網絡學習空間。學習空間具有學習者個人門戶、學習管理平臺、交流研討社區(qū)、學習資源庫、學習質量監(jiān)控等模塊，支持教師發(fā)布學習計劃和學習資源、組織教學視頻的聽評課、創(chuàng)建專題教研以及開展過程性評價，支持師范生提交教學設計和教學視頻，支持學習共同體之間協(xié)同評議、遠程互助。

（2）課程整合與內容重構

依據TPCK 知識理論，信息化教學能力的發(fā)展更多地存在于“技術、教學法、課目內容”三個核心知識動態(tài)交互過程之中，高師院校應關注師范生二維交互知識的學習，開設整合類課程。[5]本研究依托《小學數學課程與教學論實驗》，整合《數學教學技術》《小學現(xiàn)代教育技術》以及《教育見習》等課程師資力量，并邀請小學數學名師參與在線評議和研討活動，形成學習共同體。增加信息化教學設計、信息化教學模式、信息化教學評價、走進智慧教室、微課資源開發(fā)等教學內容，課程包括理論學習和實踐探索兩個環(huán)節(jié)，承載著發(fā)展師范生的基礎技術素養(yǎng)以及交流協(xié)作、資源準備、過程設計和實踐能力等功能。

（3）教學過程與任務設計

教學實驗分為六個階段：第一階段，理解信息化教學。第1-6 周，教師介紹智慧教室、信息化教學的前沿課題和數學教學技術，在教學過程中示范智慧教室和教學軟件的運用，并鼓勵師范生進行探索。然后，師范生分組學習信息化教學模式、信息化教學資源設計、信息化教學過程設計的文獻知識，并將學習結果整理發(fā)布在網絡學習空間。同時需要回答問題：從自身的數學學習經歷和教學實踐來看，哪些小學數學教學內容是小學生難以理解的？為什么？

第二階段，觀察信息化教學。第7-8 周，師范生到小學教育見習一周，教師擇取優(yōu)課資源并發(fā)布于學習空間。師范生采用師生共同研制的聽評課記錄表詳細記錄在課堂見習和優(yōu)課視頻中觀察到的數學信息化教學片斷，就此組織在線專題研討活動。需要回答的問題是：將小學數學內容知識轉化成可以教學的形態(tài)，使小學生更易于理解和掌握，你會用哪些技術表征方式或教學策略？

第三階段，設計信息化教學。第9 周，基于前兩個階段的學習和電子書包系統(tǒng)資源，師范生分組合作開發(fā)一份40 分鐘的數學信息化教學設計以及促進學習的“技術制品”，如課件、微課、教學游戲等，并公布在學習空間，供教師點評。需要回答的問題是：如何確定合適的可以用技術教學的數學主題？如何選擇具有教學法意義的技術工具？如何擇取合適的教學模式？

第四階段，實踐信息化教學。第10-15 周，每位師范生在智慧教室實施自己創(chuàng)造的教學設計，獨立開展40分鐘數學信息化教學，必須使用電子白板和學生平板，選擇性使用微課等教學資源，并將錄像共享到學習空間。每組推薦一個錄像供師生點評，全班選出兩名學生開展一次同課異構活動。需要回答的問題是：你選擇的技術工具能否支持教學重難點內容轉化？學生是否更易于理解？你設計的教學資源能否優(yōu)化教學過程？

第五、六階段，反思和修正信息化教學。第16-18周，根據師生的反饋和評論，師范生反思教學經歷，撰寫反思日志，任課教師給出點評，然后師范生修正教學設計、優(yōu)化教學資源。需要回答的問題：親歷信息化教學全過程后，請描述你的信息化教學能力發(fā)展情況。

圖2 師范生信息化教學設計和實施過程

“通過設計學習”發(fā)展信息化教學能力是教學實驗的核心，在第三和第四階段中，師范生著力思考如何在技術、教學法、教學內容間建立聯(lián)結和技術能夠有效地將抽象數學概念轉化成具體的或現(xiàn)實的形式，最后設計并實施技術促進型教學。具體設計過程如圖2 所示。

四、智慧教室支持師范生信息化教學能力發(fā)展的教學效果

一學期實驗結束后，對智慧教室支持師范生信息化教學能力發(fā)展的教學模式運用效果進行檢驗，研究數據來源于兩方面，一是學習空間的各種痕跡，如教學設計、教學視頻、反思日志和在線研討，以及各項在線作業(yè)的評價反饋；二是問卷和訪談調查記錄。

1.調查結果分析

任友群、閆寒冰等學者編制了《師范生信息技術應用能力自評工具》，可以作為我國師范生信息技術應用能力測評工具[6]。與《師范生信息化教學能力標準》一致，該自評量表分為基礎技術素養(yǎng)、技術支持學習、技術支持教學三個維度，包括61 個題項，選項賦值為1-5，分值越大表示與實際情況符合程度越高，師范生在該維度的能力水平越高。本研究采用此工具，以36名師范生為樣本開展問卷調查。如圖3-5 所示，經歷六階段學習實踐，師范生信息化教學能力水平得到一定程度的提升。但是從整體來看，師范生對自身各方面素養(yǎng)和能力的評價并不理想，分值均低于3 分，說明師范生信息化教學能力水平相當一般，教育培養(yǎng)工作任重道遠，將是一項長期持續(xù)工程。

圖3 基礎技術素養(yǎng)的前后測對比

圖4 技術支持學習的前后測對比

圖5 技術支持教學的前后測對比

通過訪談發(fā)現(xiàn)，師范生已經修讀部分與信息技術、教育技術相關的課程，但針對這些課程，30.77%的師范生認為它們對發(fā)展信息化教學能力非常有幫助或者比較有幫助，其余大部分認為幫助一般或幫助不大。師范生對增強課程的實踐環(huán)節(jié)或者增加實踐類課程的訴求相當強烈，如開設微課設計、信息技術與課程整合實踐、新型教學環(huán)境的使用、新興技術軟件應用操作、小學生STEM 課程等，希望“學校設立有組織性的實際操作課程”“多結合一線教學經驗分享，而不是純粹地講理念和原理”，等等。

2.學習內容分析

季清華教授（Michelene T.H.Chi）經過十年實證研究和實驗驗證，提出“ICAP 學習方式分類學”，倡導一個新的革命性理念：參與就是能力，主張當學習者越積極參與學習過程，學習效能將依次提升。[7]這代表一種學習者能力發(fā)展蘊藏于積極參與之中的學習隱喻，故而本研究藉此理論認為師范生在教學實驗中參與度越高，信息化教學能力發(fā)展力度越大。

那么，如何評價參與度呢？師范生在學習空間完成一系列實踐活動，包括在線觀摩優(yōu)課、呈交各類作業(yè)、在線互評和研討等等，所以師范生在線參與度能夠反映其在教學實驗中的整體參與度。因此，結合奧利弗（Oliver R.）和麥克洛克林（Mcloughlin C.）的多層次互動分析模型[8]，建立在線學習參與度評價量表（見表1）。該量表從交互內容類型和發(fā)言次數兩方面評價參與度，交互內容由淺入深依次分為社交型（Social）、程序型（Procedural）、說明型（Expository）、解釋型（Explanatory）、認知型（Cognitive），分別賦值1-5 分，若五個類型文本發(fā)言次數分別為X1、X2、X3、X4、X5，則參與度的平均得分為（X1×1+X2×2+X3×3+X4×4+X5×5）/（X1+X2+X3+X4+X5）。

表1 在線學習參與度評價量表

表2 師生對不同作業(yè)項目的參與度

將學習空間所有學習痕跡分為文本練習、資源設計、教學視頻、專題研討四類，把師范生提交的作業(yè)以及教師點評、師范生互評和在線研討的文本發(fā)言歸類并進行定量編碼統(tǒng)計，得到參與度的統(tǒng)計結果（見表2）。

文本練習中的文獻學習筆記和聽課記錄多為說明型淺層參與，批評性思考的成分不足；反思日志和各階段必答題以及教師對作業(yè)的評價大都屬于解釋型或認知型交互。資源設計類包括數學信息化教學設計和微課等開發(fā)，師范生在資源開發(fā)之前均認真完成詳細的課標、教材和學情分析以及信息技術、教學方法選取說明，然后再設計教學活動、教學進程和開發(fā)資源，在建構學習中知識變化結果從應用邁向遷移和共創(chuàng)；教師對此類作業(yè)逐一點評，提出建設性反饋意見，所以師生參與度很高，屬于深層參與。每位師范生親自開展信息化教學，錄制并提交教學視頻，教師根據提前編制好的評課表進行打分，生生之間亦可互評，此類學習基本屬于解釋型交互活動。專題研討類包括教師擇取的供師范生觀摩點評的教學視頻和教師專門組織的即時在線專題研討活動，從跟帖情況來看，教師參與度越高，師范生交互越頻繁、交互內容越有深度，群體互動效果越好。

高質量的研修項目是提高群體參與度的必要條件。[9]在教學實驗中，教師設計層層遞進、具有內在邏輯聯(lián)系的學習任務，促進了師生間的深度交互。從統(tǒng)計數據來看，除文本練習深層解釋和認知較弱外，師范生在其余活動中都表現(xiàn)出不錯的參與度，也揭示了在教學實踐中教師大力支持師范生建構性地、交互性地參與學習可以帶來信息化教學能力提升這一道理。

五、結束語

“互聯(lián)網+”時代對教育的沖擊并不僅僅是教育技術的革新，更是對課程內容、教學模式和學習方式的深層影響。為直面這場變革的挑戰(zhàn)，師范生需要增加信息技術與教學深度融合的臨場經驗。本研究構建了智慧教室支持師范生信息化教學能力發(fā)展的教學模式，并用一學期時間在智慧教室環(huán)境下實踐這一教學模式，取得一定成效。首先，實踐前后師范生對自身信息化教學能力水平的自我評價發(fā)生一定變化，問卷后測數據明顯優(yōu)于前測。其次，針對系列學習活動，師范生保持積極主動的建構及交互行為參與，參與時間橫跨一學期，參與深度屬于深層參與，參與度具備較好的廣度和深度。此外，教師設計出高品質學習項目，并保持自身的深層參與，真正助力師范生信息化教學能力的發(fā)展。該教學模式對教師時間投入和質量保證都提出較高的要求，未來教學實驗可以聚焦以下內容：一是建立信息化教學能力層級模型，使教學階段性和針對性更加明晰；二是探討智慧教室支持信息化教學能力發(fā)展的教學模式應用策略，增強模式的操作性；三是采用專門的信息化教學環(huán)境下課堂教學行為分析方法對師范生信息化教學過程數據加以數理統(tǒng)計和質性分析，通過追蹤診斷進行精準干預和靶向提升。