唐燁偉 李 施 彭 蕓

(1.東北師范大學 信息科學與技術(shù)學院， 吉林長春130117； 2.深圳市鹽田區(qū)云海學校， 廣東深圳 518083;3.華中科技大學 藝術(shù)學院， 湖北武漢 430074)

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展，推動著教育理念更新、教學模式變革、教育體系數(shù)據(jù)化重構(gòu)(教育部，2018),并對教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提出了更加具體的要求和更加規(guī)范的準則。如何測評教師信息技術(shù)應(yīng)用能力、檢測教師信息技術(shù)應(yīng)用能力對學生學習效果的影響是亟待解決的問題(周九梅，2020；祝智庭等，2015)。本研究基于教學數(shù)據(jù)流，在教師行為與學生行為之間建立對應(yīng)關(guān)系，以此判斷教師應(yīng)用信息技術(shù)對學生學習效果的影響；通過事理圖譜(Event Logic Graph, ELG)測評教師信息技術(shù)應(yīng)用能力，明晰教師在教學各環(huán)節(jié)應(yīng)用信息技術(shù)的能力、教師應(yīng)用信息技術(shù)突破教學重難點的能力、教師應(yīng)用信息技術(shù)提升教學質(zhì)量的能力等，形成教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評報告，為教師提升信息技術(shù)應(yīng)用能力提供參考。

一、文獻綜述

(一)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力

教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評的關(guān)鍵在于測試的有效性與可操作性。應(yīng)用最廣的測評框架是TPACK(李陽，2019；李敏，2019)，但主要以自我報告形式實施測評。這種測評方法對于試測者和測試情境要求不高，適用于大規(guī)模測試與調(diào)查，但其以人的主觀判斷為基礎(chǔ)，易受個人傾向或社會期望影響。有學者(張海容，2011；陳麗麗，2017)借用情境判斷測驗的形式，通過教師對真實課堂教學情境的行為反應(yīng)判斷教師的能力水平?？紤]到教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評不能忽視學生因素，本研究借鑒已有教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評方法，從教師教學行為、學生學習行為、學習效果等維度，利用教學數(shù)據(jù)流、教學行為分析、事理圖譜等方法測評教師信息技術(shù)應(yīng)用能力。

(二)基于教學數(shù)據(jù)流的教學行為分析及事理圖譜

教學行為既包含直接傳遞信息的外在行為，也包含情感、態(tài)度、價值觀等內(nèi)在行為(喬愛玲等，2018)。教學行為分析指獲取教學行為完整數(shù)據(jù)并加以處理，對教與學過程測量、收集、分析、報告，進而對教學進行評價和提升(何克抗，2016)。國內(nèi)外教學行為分析方法主要有弗蘭德課堂互動分析系統(tǒng) (FIAS)、錄像分析法(TIMSS)、學習者視角分析法(The learner’s perspective study，LPS )、教學行為分析法(Students-Teachers，S-T)(吳雪梅，2019)。其中，S-T分析方法以課堂時間為抽樣標準，分類簡單清晰、客觀。本研究在S-T教學行為分析基礎(chǔ)上，基于教學數(shù)據(jù)流，分析教師行為、學生行為、教學效果數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，作為教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)流概念由亨辛格1998年提出，最初應(yīng)用于通信領(lǐng)域，意為信息的數(shù)字編碼信號序列，是一種控制單元信息傳輸?shù)男问健?shù)據(jù)流表示系統(tǒng)流動的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)流向，由一組確定的數(shù)據(jù)項組成。數(shù)據(jù)流可以是一項數(shù)據(jù)、一組數(shù)據(jù)(如文件、單據(jù)等)，也可表示對數(shù)據(jù)文件的存儲操作(仇學敏，2017；任友群，2016)。數(shù)據(jù)流用帶名字的箭頭表示，箭頭方向表示數(shù)據(jù)流向，其流向很靈活。作為數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)的傳輸通道，數(shù)據(jù)流可從數(shù)據(jù)處理流向數(shù)據(jù)處理，也可在數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)存儲或外部實體間流動，兩個數(shù)據(jù)處理間可有多股數(shù)據(jù)流(宇文姝麗，2016)。數(shù)據(jù)流分析法一般從時間、因果、數(shù)值、關(guān)聯(lián)、比較等方面展開。本研究應(yīng)用時間分析法分析數(shù)據(jù)變化的頻率和周期；應(yīng)用因果分析法判斷數(shù)據(jù)間的因果關(guān)系；應(yīng)用數(shù)值分析法的定量分析和對比分析，測試數(shù)據(jù)，找到異常指標；應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析法分析相互關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)間的對應(yīng)與比例關(guān)系；應(yīng)用比較分析法比對同條件或同組數(shù)據(jù)(U.S Department of Education,2013)。

事理圖譜是描述事件之間順承、因果、條件和上下位關(guān)系的事理演化邏輯有向圖，可描述事件之間的演化規(guī)律和模式。2017 年中國計算機大會首次提出“事理圖譜”概念，旨在揭示事件之間的順承關(guān)系、因果關(guān)系、條件關(guān)系和上下位關(guān)系，用于發(fā)現(xiàn)事件的演化規(guī)律并預(yù)測后續(xù)事件。本研究應(yīng)用教學數(shù)據(jù)流在教師行為、學生行為及學習效果的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)之間建立順應(yīng)關(guān)系，并應(yīng)用事理圖譜描述教學行為邏輯關(guān)系，測評教師信息技術(shù)應(yīng)用能力(唐燁偉等，2020)。

二、研究設(shè)計

(一)研究方法

本研究選取全國信息技術(shù)與教學融合創(chuàng)新展示與培訓(xùn)活動平臺(http://huodong.edusoa.com)公布的30節(jié)小學語文智慧課堂展示課作為樣本，采用數(shù)據(jù)流分析法和視頻分析法進行可視化分析。

本研究以教學活動流為主線，將課堂行為分為教師行為和學生行為，并對學習效果編碼。本研究依據(jù)語文課堂常規(guī)教學活動確定教學活動編碼表二級維度，并根據(jù)所選30節(jié)智慧課堂視頻調(diào)整二級維度的行為，最終確定15項語文智慧課堂教學活動及行為(見表一)。

表一 教學活動編碼

本研究參照選取的語文智慧課堂樣本確定教學行為，依據(jù)教學行為呈現(xiàn)方式、媒介環(huán)境等對其劃分，并提供內(nèi)容描述和解釋說明(見表二)。鑒于學習行為的有效性是檢驗課堂質(zhì)量的重要標準(段作章等，2012；張紫屏，2015)，是教師行為作用于學生的外化反映，本研究也將學生課堂學習行為進行編碼(見表三)。

表二 教師行為編碼

課堂是基于知識、能力、方法、素養(yǎng)、思維的，抑或是無效的，都與教師有重要關(guān)聯(lián)。教師的教學理念、教學方法、選擇的教學環(huán)境及自身條件等影響著課堂教學及學生學習效果(姜美玲，2006；王文靜，2002)。因此，本研究從知識、能力、方法、素養(yǎng)、思維、無效學習六個維度探討學習效果(見表四)。

表三 學生行為編碼

表四 學習效果編碼

(二)實施過程

根據(jù)制定的編碼表，本研究采集和分析所選30節(jié)智慧課堂的完整視頻數(shù)據(jù)，包括：1)根據(jù)課堂教學流程在教學活動編碼表選擇學習活動，應(yīng)用數(shù)據(jù)流分析法形成課堂教學流程數(shù)據(jù)流； 2)記錄和收集教學流程中教學活動的教學行為數(shù)據(jù)(從教師行為編碼表和學生行為編碼表中選擇)，并應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析法在教師行為和學生行為間建立對應(yīng)關(guān)系；3)根據(jù)教師行為、學生行為，應(yīng)用因果分析法和比較分析法分析教師教學效果、學生學習質(zhì)量，根據(jù)學習效果編碼表記錄數(shù)據(jù)，完成對課堂教學行為數(shù)據(jù)收集和整理，形成完整教學數(shù)據(jù)流(見圖1)。

圖1 教學數(shù)據(jù)流程

三、研究結(jié)果

(一)顯著行為序列分析

本研究采用行為序列分析及交叉分析，分析學習活動、教師教學行為、學生學習行為及學習效果之間存在的顯著行為序列(穆肅等，2015)，并結(jié)合視頻分析，挖掘小學語文教學行為及行為序列的特點。內(nèi)容包括：分析教師教學中信息技術(shù)應(yīng)用情況，探析教師教學行為序列與教師信息技術(shù)應(yīng)用能力之間的關(guān)系。教師行為與學生行為轉(zhuǎn)換頻率較高表明此關(guān)系具有穩(wěn)定性，以此確定教師行為與學生行為的轉(zhuǎn)換關(guān)系；當某一轉(zhuǎn)換關(guān)系出現(xiàn)頻率大于80%時，學習行為與教學行為存在較明顯轉(zhuǎn)換關(guān)系。研究者進而觀察教師差異性課堂，形成課堂轉(zhuǎn)換關(guān)系序列，通過課堂轉(zhuǎn)換關(guān)系將教師信息技術(shù)應(yīng)用于教學體現(xiàn)出的能力分為導(dǎo)練型、探究型、素養(yǎng)型和創(chuàng)新型四類，以此為基礎(chǔ)研究基于教學數(shù)據(jù)流的教師信息技術(shù)應(yīng)用能力事理圖譜。

表五 基于教學活動數(shù)據(jù)流的教師教學行為頻次統(tǒng)計

(二)教師教學行為序列與教師信息技術(shù)應(yīng)用能力相關(guān)分析

本研究以教學活動(胡振凡，2016)作為數(shù)據(jù)流統(tǒng)計教師課堂教學行為的頻次(見表五)。其中，行代表教學活動，列代表教學行為，數(shù)據(jù)表示教學活動數(shù)據(jù)流中教師行為序列發(fā)生頻次。

表六 基于教學活動數(shù)據(jù)流的課堂行為頻次統(tǒng)計

教學行為序列總頻次表明，課堂講授行為CJ(125)>JJ(107)>JS(89)，評價行為JPJ(196)>PJ(31)，課堂管理行為JGL(83)>GL(9)，布置任務(wù)行為JBR(136)>BR(25)，展示行為JZS(115)>ZS(4)，總結(jié)行為JZJ(77)>ZJ(16)，指導(dǎo)行為JZD(92)>ZD(14)，活動組織與管理行為JGL(109)>GL(9)?？梢姡Z文智慧課堂中，教師應(yīng)用信息技術(shù)支持課堂教學總頻次高于傳統(tǒng)教學行為。這表明，教師認識到信息技術(shù)對教學的作用和重要影響，對信息技術(shù)與教學相融合認可程度較高。教師WG(10)和TB(13)行為頻次低于0.4%(0.004)，表明教師設(shè)備操作能力、信息技術(shù)應(yīng)用能力、教學設(shè)計能力、教學融合能力有待提高。

每項教學活動的教學行為頻次由高到低依次是 KWTZ：JZS(49)、ZHYY：JPJ(46)、FSTL：JJ(41)、SHLJ：JGL(35)、YFGM：JGL(33)、FXJC：JBR(32)、 CBGZ：CJ(28)。由此可見，在語文智慧課堂中，教師開展課外拓展教學活動，應(yīng)用信息技術(shù)支持內(nèi)容展示；開展綜合應(yīng)用教學活動，應(yīng)用技術(shù)支持評價；開展反思提煉教學活動，應(yīng)用技術(shù)支持講解；開展深入理解教學活動，應(yīng)用技術(shù)支持活動組織與管理；開展引發(fā)共鳴教學活動，應(yīng)用技術(shù)支持課堂管理；開展復(fù)習檢查教學活動，應(yīng)用技術(shù)布置作業(yè)；開展初步感知教學活動，應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境。

(三)教師教學行為與學生學習行為轉(zhuǎn)換模式

本研究基于教學活動數(shù)據(jù)流統(tǒng)計并分析教師行為與學生行為轉(zhuǎn)換頻次(見表六)。由表六可知，教師單一教學行為引導(dǎo)下學生會產(chǎn)生多種學習行為，如教師創(chuàng)設(shè)情境，學生對應(yīng)會出現(xiàn)JSD、ZYD、TL、HZ、TJ、TW、SK等行為轉(zhuǎn)換，占語文課堂學習行為的7/21。學生學習行為出現(xiàn)頻率大于80%，表明此學習行為與教學行為存在較明顯轉(zhuǎn)換關(guān)系，以此確定教學行為與學習行為轉(zhuǎn)換模式(見圖2)。

圖2 教學行為與學習行為轉(zhuǎn)換模式

圖中12個圓圈，代表12種學生行為象限。圓圈外的行為編碼為教師行為，直線表示教師行為與學生行為間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。21種教師行為與12種學生行為間存在40對明顯轉(zhuǎn)換關(guān)系(見表七)。表七第一行表示常規(guī)條件下的轉(zhuǎn)換關(guān)系，第二行是問題驅(qū)動下的轉(zhuǎn)換關(guān)系，第三行為技術(shù)環(huán)境下的轉(zhuǎn)換關(guān)系；第一列代表引導(dǎo)學生思考(SK)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，第二列為引導(dǎo)學生討論(TL)和測試(CS)以及練習(LX)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，第三列為引導(dǎo)學生探究(TJ)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，第四列為引導(dǎo)學生提問(TW)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，第五列為引導(dǎo)學生評價(PI)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

表七 課堂行為轉(zhuǎn)換表

表八 基于數(shù)據(jù)流的學習行為與學習效果轉(zhuǎn)換關(guān)系

(四)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)

本研究將語文智慧課堂學習效果，按照學生知識習得、學習方法、能力培養(yǎng)、核心素養(yǎng)及學習深度等分為六個梯級維度，并通過教學活動數(shù)據(jù)流將語文智慧課堂中教師教學行為與學生學習行為轉(zhuǎn)換模式可視化。在高頻或常規(guī)轉(zhuǎn)換模式下，教師通過不同教學行為引導(dǎo)學生學習行為，學習行為累積轉(zhuǎn)化為學習效果(見表八)。

本研究通過分析教學行為序列頻度，觀察不同教師差異性課堂轉(zhuǎn)化模式，形成課堂轉(zhuǎn)化模式序列，并依據(jù)教學效果對教師應(yīng)用信息技術(shù)支撐課堂教學的能力分為注重語文練習和講授的知識型教師、注重語文方法指導(dǎo)的導(dǎo)練型教師、注重語文能力提升的探究型教師、注重語文核心素養(yǎng)的素養(yǎng)型教師以及注重培養(yǎng)學生高階思維的創(chuàng)新型教師。由此，本研究將教師信息技術(shù)應(yīng)用能力劃分為知識型、導(dǎo)練型、探究性、素養(yǎng)型和創(chuàng)新型五類，依據(jù)課堂行為序列可知，知識型教師屬于傳統(tǒng)課堂教學(見圖4)。

圖4 與教師信息技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)相關(guān)的課堂行為轉(zhuǎn)換模式

語文課堂高頻度出現(xiàn)JJ-FS、ZJW-FS、SK-FS、GL-(MF、JBJ)JGL-FS、JZS-FS、FSW-HZ、TJW-HZ、JBR-HZ等教師-學生行為轉(zhuǎn)換模式，表明教師信息技術(shù)應(yīng)用能力屬于導(dǎo)練型；高頻度出現(xiàn)JJ-TJ、FSW-TJ、ZJW-ZJ、TJW-TJ、SK-ZS、BY-TJ、JFK-ZJ、JGL-ZS、JBR-TJ、JZJ-ZJ轉(zhuǎn)換模式，符合探究型；高頻度出現(xiàn)CJ-TW、QFW-TW、BD-TW、JZD-TW轉(zhuǎn)換模式，符合素養(yǎng)型；高頻度出現(xiàn)PPW-PI、ZD-PI、JZS-PI、JGL-PI轉(zhuǎn)換模式，符合創(chuàng)新型。

圖5 教師信息技術(shù)應(yīng)用能力事理圖譜

(五)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評事理圖譜

本研究依據(jù)語文智慧課堂呈現(xiàn)的導(dǎo)練型、探究型、素養(yǎng)型和創(chuàng)新型四種信息技術(shù)應(yīng)用能力及相應(yīng)教師顯著課堂行為轉(zhuǎn)換模式，繪制教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評事理圖譜，可視化測量和報告教師信息技術(shù)應(yīng)用能力(見圖5)。箭頭方向表示轉(zhuǎn)換順序，線條的粗細代表顯著性強弱。

(六)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評報告

在事理圖譜基礎(chǔ)上，本研究提取語文智慧課堂教師信息技術(shù)應(yīng)用能力相關(guān)行為(潘嬌嬌，2018)，列舉與其相關(guān)語文活動(見表九)，形成小學語文教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評報告(見圖6)。中心點代表技術(shù)相關(guān)性，與其相關(guān)的活動主要有導(dǎo)入、講授、展示、反饋、總結(jié)、管理、布置任務(wù)、評價八類。兩者間用直線連接，直線距離中心點越近表示技術(shù)相關(guān)性越大。教學活動與技術(shù)相關(guān)性相連接形成陰影區(qū)域表示教師課堂信息技術(shù)應(yīng)用情況，陰影面積大小代表教師信息技術(shù)應(yīng)用能力強弱。

教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評報告可直觀顯示課堂各教學環(huán)節(jié)信息技術(shù)應(yīng)用情況，教師可依據(jù)測評報告調(diào)整教學活動安排、提升信息技術(shù)應(yīng)用水平(楊嬋等，2020)、優(yōu)化信息技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)，進而在融合中不斷提升信息技術(shù)應(yīng)用能力，最終實現(xiàn)創(chuàng)新性融合應(yīng)用。

四、結(jié)論與討論

(一)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)不同，教學行為也存在明顯差異

依據(jù)事理圖譜對教師信息技術(shù)應(yīng)用能力表征，本研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)練型教師在課堂中能熟練應(yīng)用信息技術(shù)，將信息技術(shù)與課堂教學相融合；能夠借助信息技術(shù)課堂講授，將信息技術(shù)應(yīng)用于課堂展示、布置課堂任務(wù)；能夠?qū)⒓夹g(shù)融入課堂管理，通過問題驅(qū)動學生反思，引導(dǎo)學生合作解決反思性、發(fā)散性等重難點問題。

圖6 小學語文教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評報告

探究型教師不僅在語文知識和學習方法的講授中應(yīng)用信息技術(shù)，而且應(yīng)用信息技術(shù)解決更復(fù)雜的教學問題。該類教師注重語文能力提升，通過信息技術(shù)引導(dǎo)學生探究、展示、總結(jié)，包括應(yīng)用信息技術(shù)布置任務(wù)、講授，通過探究性、發(fā)散性問題引導(dǎo)學生探究性學習；應(yīng)用信息技術(shù)管理課堂，引導(dǎo)學生開展各種展示活動；應(yīng)用技術(shù)反饋、總結(jié)，通過總結(jié)性問題引導(dǎo)學生建構(gòu)知識體系。

素養(yǎng)型教師的顯著特征是應(yīng)用信息技術(shù)引導(dǎo)學生主動思考、提出問題、批判質(zhì)疑。教師應(yīng)用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)教學情境，實時指導(dǎo)學生，及時反饋，通過設(shè)計啟發(fā)性任務(wù)和問題，引導(dǎo)學生提出問題、產(chǎn)生質(zhì)疑(Hamilton et al.,2016)，提升學生批判性思維能力。

創(chuàng)新型教師的課堂是真正富媒體、多技術(shù)的智慧課堂。教師信息技術(shù)應(yīng)用能力不僅體現(xiàn)在應(yīng)用層面，而且是在“互聯(lián)網(wǎng)+”思維體系下開展教學活動。教師將課堂主體轉(zhuǎn)移至學生，應(yīng)用信息技術(shù)管理課堂，學生在學習中隨時參與多主體、多維度的實時評價。課堂以學生為主體，學生行為主要包括提問、合作、探究、反思、評價等高階活動(International Society for Technology in Education,2017)。

(二)基于數(shù)據(jù)流的課堂事理圖譜有助于科學測評教師信息技術(shù)應(yīng)用能力

教育大數(shù)據(jù)、學習分析等的應(yīng)用，推動傳統(tǒng)課堂向智慧課堂轉(zhuǎn)變，可逐步實現(xiàn)全面掌握課堂教與學全過程、全面監(jiān)控課堂教與學全動態(tài)，逐步實現(xiàn)課堂教學活動及課堂行為采集、存儲、分析、分類、處理等數(shù)據(jù)化表示、反饋與優(yōu)化。對課堂數(shù)據(jù)特別是課堂教學行為數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流處理，可以幫助實現(xiàn)課堂教學的科學化管理及評價。教學數(shù)據(jù)流可以基于時間和關(guān)系輸入、記錄、寫入、讀取和鏈接教與學數(shù)據(jù)。包括作業(yè)、發(fā)言、互動等在內(nèi)的每個課堂行為都被記錄為數(shù)據(jù)流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)流的一項或一組數(shù)據(jù)。這些教學行為記錄使教學行為分析更加可視化，應(yīng)用教學數(shù)據(jù)流并以事理圖譜方式表征教師信息技術(shù)應(yīng)用能力，使教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評更加科學化。

(三)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評體系有待完善

本研究根據(jù)學科教師在智慧課堂呈現(xiàn)的信息技術(shù)應(yīng)用能力及相應(yīng)的教師顯著課堂行為轉(zhuǎn)換模式，通過測評事理圖譜對教師信息技術(shù)應(yīng)用能力表征，實現(xiàn)對教師信息技術(shù)應(yīng)用能力的可視化測量并形成能力報告。直觀的測評報告對教師自我教學認知有積極意義，對教師提高信息技術(shù)與教學融合的能力有積極影響。當然，無論是課堂行為還是教師信息技術(shù)應(yīng)用能力，其關(guān)鍵要素和影響因素都是復(fù)雜且多維的(梁茜，2020；王永軍，2019)。在面對不同教學環(huán)境、教學主體、學科、課型等具體因素時，需要在此基礎(chǔ)上建立靈活、彈性的測評系統(tǒng)，本研究團隊將致力于形成更加完備、適應(yīng)性的教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測評體系。