用技術學技術：教師信息技術能力提升的實證研究

張秀梅 張悅 李佳文 田甜

【摘 要】 ?信息技術能力提升是近年來教師專業(yè)發(fā)展培訓的必修課程模塊之一。集中式的實操培訓可以在短時間內讓教師學員快速提升技術素養(yǎng)。微課制作能力是技術素養(yǎng)的綜合體現，在實際培訓中也深受教師學員青睞。由于該專題內容龐雜，要理清各個制作軟件的功用需要設計恰當的培訓方案，幫助教師學員綜合運用所學知識，最終真正做出優(yōu)秀的微課作品。思維導圖工具作為一款學習軟件，可以幫助學習者在技術學習的過程中梳理培訓內容，構建認知地圖，達到知識內化的目的，繪制思維導圖是學習者在學習復雜性知識的過程中實現由輸入到輸出的一個便捷渠道。本研究通過準實驗法，采用單盲設計對參加微課制作培訓的中小學教師學員進行了同步對比實驗，來驗證思維導圖運用于教師微課培訓的有效性。通過分析實驗班和對照班教師學員的基本信息，前、后測成績，問卷調查結果，以及思維導圖作品等多種數據，研究者發(fā)現引入思維導圖工具有助于教師學員內化培訓知識以及更加快速地生成高質量作品。

【關鍵詞】 ?教育信息技術;教師專業(yè)發(fā)展;微課;思維導圖;技術素養(yǎng);教師培訓

【中圖分類號】 ?G451.2 ? ? ? 【文獻標識碼】 ?A ? ? ? 【文章編號】 1009-458x（2019）5-0076-08

一、引言

在“互聯網+教育”時代，信息技術的快速發(fā)展及其在教育教學領域的廣泛應用成為常態(tài)，從傳統(tǒng)的課堂教學到遠程在線教育、數字化學習、智慧教育和近年來迅速發(fā)展的創(chuàng)客教育，新技術在教育中的融合應用與日俱增?！督逃畔⒒笆濉币?guī)劃》提出要應用上臺階，信息技術與教育教學融合進一步深入，教師信息化教學能力、學生信息素養(yǎng)顯著提升。對新時代的教師也提出了更高要求，教師需要不斷完善自身信息技術應用能力才能適應社會需求，教師培訓逐步成為教師提升信息技術應用能力的主要方式和途徑。根據《教育部關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程的意見》，到2017年底完成全國1，000多萬中小學（含幼兒園）教師新一輪提升培訓，提升教師信息技術應用能力、學科教學能力和專業(yè)自主發(fā)展能力。為此各級教育行政部門聯合高校和培訓企業(yè)為當地中小學教師開展了形式多樣的全員培訓?！督逃筷P于大力加強中小學教師培訓工作的意見》指出，要“創(chuàng)新教師培訓模式方法，提高教師培訓質量。豐富和優(yōu)化培訓內容，不斷提高教師培訓的針對性和實效性”。

隨著信息技術的迅速發(fā)展和在教育教學中的廣泛應用，我國教育改革不斷推進，教學模式不斷創(chuàng)新，同時對于教師自身能力的要求也在提高，相應的教師培訓不斷推陳出新。微課具備短小精悍的特點，被廣泛運用到教學當中，教師微課培訓逐漸被重視。筆者所主持的多地區(qū)微課專題系列培訓就是在這樣一個背景下開展起來的。培訓內容包括多媒體資源的獲取與初步加工、素材的收集與制作、動態(tài)課件的制作與呈現、微視頻的加工、多類型微課的制作與美化等，其中需要用到十多種大大小小的軟件，內容設置雖有條理，但也比較龐雜。要在短短的三五天時間里讓教師學員快速掌握和內化所學知識和技能不是一件容易的事。

成人學習者尤其是中小學教師本身擁有豐富的學習及教學經驗，對于培訓的期望和要求較高，強烈的自我學習愿望是其最好的學習動力。另外，成人學習者接受新生事物較慢，學習和記憶方式較為傳統(tǒng)，缺乏對于知識結構的組織能力，影響學習效果。思維導圖作為一種簡單有效的圖形思維工具和知識表征工具，是構建知識網絡和鞏固記憶的有力工具，近年來被廣泛研究和應用于各學科教學，被認為有助于教師和學習者在思考過程中，以一種可視化的方式創(chuàng)造性地探索、修正和總結有關某一學習問題的想法（張海森， 2011）。

通過閱讀大量文獻發(fā)現，有關思維導圖運用于教師培訓的應用研究很少。對中國期刊網教育類數據庫文獻進行檢索，篇名中同時含有“教師培訓”和“思維導圖”的論文僅有2篇。一篇是《教師在主題詞圖式反思中實現專業(yè)成長的創(chuàng)新實踐》（夏紀梅， 2016），作者在某一中小學英語教師培訓項目中將思維導圖用于課堂討論和反思環(huán)節(jié)，效果很好，但采用的是個案研究法，而不是實驗法。另一篇是較早的《思維導圖在高校教師教育技術培訓中的應用》（王延， 等， 2005），作者在對高校教師開展教育技術能力（教學設計）培訓時讓教師學員使用思維導圖繪制教學設計流程圖。論文篇幅短，研究方法和研究設計都不夠明確。因此，已有研究在教師培訓與思維導圖使用方面還缺乏嚴謹的研究設計和研究方法。在研究主題方面，多數研究都是單純的研究某一方面，比如微課的開發(fā)和設計、思維導圖在中小學教學中的應用（作為工具）或思維導圖工具的培訓（作為培訓內容）（魏海姣， 2017a）、教師信息技術能力培訓等?！半m然從2005年開始，每年都有關于思維導圖和教師的相關研究，但研究數量不足，而且主要集中在高等教育領域”（魏海姣， 2017b）。更少有人去關注將教師培訓與思維導圖工具二者結合的研究，用技術學技術的思想還沒有得到重視。

本文通過對廣州市某區(qū)中小學教師的微課制作培訓開展實證研究，將思維導圖工具運用其中，讓教師學員“學用結合”，即學會使用它并能用來強化培訓效果。整個過程采用準實驗法，探索在培訓中讓教師學員用技術學技術，學技術用技術，反復強化，讓教師學員既掌握思維導圖等知識管理工具的使用方法，又進一步運用它去學習和內化新的信息技術知識。本研究的實踐價值在于提升教師自身信息技術素養(yǎng)和增強培訓效果，實現工具學習（信息素養(yǎng)提升）與內容學習的良性互動;在理論意義上，將豐富教師培訓和思維導圖等領域的研究。

二、研究的理論基礎

思維導圖是20世紀60年代英國心理學家東尼·博贊發(fā)明的一種筆記方法，其理論基礎有左右腦分工理論、信息加工理論和格式塔心理學等?！袄么竽X求整體的運作傾向（求完整的天然屬性），我們的應用者只是在思維導圖上的關鍵詞匯處加了一些空白的線條，誘使大腦自己去‘填充那些令人無限聯想的空白區(qū)域。人腦一旦意識到它可以在任何兩個事物之間建立聯想，它就會幾乎自發(fā)地找到關聯，尤其在有了別的刺激來觸發(fā)它的時候?！保˙uzan， 2015， p.58）。博贊（Buzan， 2015， p.58）認為思維導圖是對發(fā)散性思維的表達。思維導圖具有發(fā)散性、非線性結構化和整體性的特點（趙國慶， 等， 2004）。

本研究的相關理論基礎如下：

（一）建構主義學習理論

建構主義主張學習是學習者在與環(huán)境交互作用的過程中主動建構心理表征的過程，知識是學習者通過意義建構而獲得的，強調學習者是一個主動的知識建構者。思維導圖的繪制可以充分發(fā)揮教師學員的自主探究性和創(chuàng)造力，教師學員自主回憶整理，繪制出自己的思維過程，便于培訓者進一步了解教師學員的掌握情況并提供支持和幫助。

（二）知識表征與思維可視化理論

知識表征是指信息在人腦中的存儲和組織形式，即外在的實物、事件、觀念等在人腦中呈現并為人腦所指的形式。它有兩種類型：語義表征和表象表征。表象表征最典型的形式就是圖像，圖像更接近于客觀世界。思維導圖兼具語義和表象屬性，可以在短時間內整理和加工信息，提高認知效率，又方便快速提取信息，“一圖勝千言”。

認知加工的過程往往是不可見的，需要用圖示的方式將其展示出來。這要求人們運用一系列可視化技術，把看不見的思維過程以可視化的形式清晰地呈現出來，即思維可視化（thinking visualization）（趙慧臣， 等， 2014）。思維導圖實際上就是一種思維可視化工具，可以幫助學習者通過回憶、復習和整理所學知識，構建便于存取的網絡框架結構。思維導圖對應的英文包括mind mapping和mind map，前者表示構圖過程，后者表示構圖結果。它不同于“概念圖”（concept map），諾瓦克博士將概念圖定義為使用節(jié)點代表概念、使用連線表示概念間關系的知識組織和表征工具。從可視化這一點上來看，概念圖和思維導圖有著相同的“非線性圖示”的特征，但其核心目的則明顯不同，前者在于表征知識，后者在于激發(fā)和整理思考。思維導圖學習有四個階段：不用（無意識的低效）、初學（有意識的低效）、中級（有意識的高效）、高級（無意識的高效）。在研究方法上，要朝著規(guī)范化的方向努力，特別是實驗法、基于設計的研究、個案法等（趙國慶， 2012a）。思維導圖在教學中可以用于以下環(huán)節(jié)：作為先行組織者呈現;作為教學進程引導工具;作為討論交流工具;作為匯報工具;作為反思工具;作為評價工具;作為創(chuàng)作工具;作為復習總結工具;作為聯系新舊知識的工具，回顧之前學習的內容;作為對知識進行深層次加工的工具，等等（趙國慶， 2012b）。常用的思維導圖軟件非常多，如Xmind、Mind Manager、Mind Map、Free Mind、百度腦圖、幕布等。

三、研究設計

（一）研究方法

1. 問卷法

為了解兩個班教師學員自身的信息技術能力基礎水平和培訓后的知識掌握情況，本研究設計了兩份調查問卷，分別對教師學員培訓前和培訓后的知識掌握情況和主觀感受進行了檢測。本問卷在該專題以往多期培訓中使用過，效度好，能夠準確測驗學員的水平。

前測問卷共設15個題項，前9個題項屬于基本信息題，后6個題項屬于培訓內容檢測題，總分6分。后測問卷設25個題項，前兩個題項屬于基本信息題，中間14個題項為培訓內容檢測客觀題，最后4個題項屬于培訓內容檢測開放題。后測成績僅統(tǒng)計客觀題，總分14分。試卷結果和問卷結果采用EXCEL和SPSS22.0軟件進行統(tǒng)計。

2. 準實驗法

準實驗法是指在無法隨機安排被試時，運用原始群體，在較為自然的情況下進行實驗處理的研究方法。它有別于實驗法對被試群體（實驗班）的目的性隨機抽樣。本研究將依據培訓報名生成的兩個自然班分別設為實驗班（小學科學教師班）和對照班（中學物理教師班），各50名教師學員。實驗為單盲設計，即僅兩班授課教師知道此次培訓也是一次教育實驗，而參加培訓的教師學員不知道。兩班授課教師均有著十余期微課制作培訓主講經驗，授課水平一致。本研究假設思維導圖工具有助于提高教師ICT技能學習的效果，自變量為思維導圖工具的應用，因變量為教師學員對培訓ICT內容的掌握水平?？刂谱兞繛閮砂嗯嘤柦處煹氖谡n水平和教師學員的初始水平，干擾變量為教師學員的出勤情況（如缺席或遲到造成知識學習的遺漏）。

本研究采用等組實驗。實驗班和對照班各有50名教師學員，培訓時間為3天。教師學員來自廣州市某區(qū)，該區(qū)有中小學校220所，信息化綜合指數達到85%，位列珠三角地區(qū)中游水平，智慧城市建設取得顯著成效。選用該區(qū)教師作為研究樣本，具有一定的代表性。

本研究采用Xmind軟件作為研究工具，它是一款開源免費軟件，素材豐富，功能多樣，操作簡單，學習者可以很快上手。在研究中，讓實驗班的教師學員在課堂上或家里使用它將培訓期間所學知識繪制成圖并相互交流學習。

（二）研究思路

在實驗前對兩個班的教師學員進行前測。在教學中，對實驗班采用繪制思維導圖的方式去學習新的軟件和資源制作方法，對照班則不采用思維導圖工具教學，授課教師僅口頭串講知識點，引導教師學員回顧所學知識。實驗后，通過問卷進行后測，比較分析兩個班教師學員的微課知識水平、能力提高幅度及對培訓的滿意度等，全面分析學員的培訓效果（見圖1）。

四、實驗過程

（一）培訓方案設計

本次微課培訓于2018年1月11日至13日進行，為期3天，每天培訓時長為上、下午各2.5小時。培訓課程依據《中小學教師信息技術應用能力標準（試行）》中的“技術素養(yǎng)”維度來設計，以“應用信息技術優(yōu)化課堂教學”的第四條標準所涵蓋的內容（“通過多種途徑獲取數字教育資源，掌握加工、制作和管理數字教育資源的工具與方法”）為基礎，圍繞微課專題設計有序銜接的培訓內容。培訓內容方案已經過十余期微課培訓實踐，受到教師學員的廣泛好評，歷次培訓中教師學員反饋“非常滿意”的比例都在80%以上。

本次培訓地點設在該區(qū)社區(qū)學院的電腦教室，方便教師往返于家庭和學校。培訓分為兩個班，同步進行，每班各自配有一名主講和一名輔導教師，其中小學科學班作為實驗班。

（二）思維導圖的教學設計

在第一天對實驗班的授課內容中設計了思維導圖工具的使用（1小時），其他課程內容與對照班保持一致。在思維導圖軟件的教學中，教學知識點如圖2所示，主要包括圖類型的選擇，圖片、圖標、標簽、聯系、邊框、標注的插入，樣式以及格式的設置等知識，通過這些工具繪制常用的思維導圖（枝干式、層級式、因果式、順序式等）。運用“做中學”的方法，讓教師學員在分析案例的基礎上，通過上機實踐操作掌握思維導圖軟件的各個功能。本次教學實驗設計了三個常用的思維導圖教學案例，分別是枝干式思維導圖（如圖2）、氣泡圖（平衡圖屬于其中一種，如圖3）、層級式思維導圖（也稱“組織結構圖”，如圖4）。其中氣泡圖，即發(fā)散圖，是最常見、最實用的思維導圖類型，它將發(fā)散性思考過程圖形化，繪制者可從一個知識點出發(fā)，借助聯想與想象，對所學的知識進行總結與歸納（盧璐， 等， 2013）。對于微課制作學習，氣泡圖非常適合用于回顧每款軟件的主要功能和特點，所以在培訓中將氣泡圖作為教學重點，讓教師學員掌握氣泡圖的繪制方法，用于建構和鞏固當天所學知識。

（三）干預過程

本研究在實驗班采用思維導圖進行新技術的教學與培訓，在對照班采用傳統(tǒng)方法進行教學，實驗貫穿一輪微課教學培訓。

1. 實驗班采用思維導圖的模式學習微課制作

對實驗班采取三次實驗干預，在當天的培訓課程結束后要求教師學員用思維導圖（Xmind）軟件回顧并繪制當天所學知識，并上交所繪制的思維導圖作業(yè)。

2. 對照班沒有采用思維導圖工具學習

對照班采用傳統(tǒng)學習方式，即授課教師在講授完每天的微課知識后，采用口頭串講知識的方式帶領并引導教師學員建構當天所學的知識。

（四）實驗班思維導圖成果

在經過有關Xmind軟件使用的教學后，實驗班的教師學員基本掌握了這款軟件的操作方法，在三天的微課培訓中每天分別有25位、21位和20位教師學員提交了思維導圖。

從圖5、圖6、圖7可以看出，在這三天的實驗研究中，實驗班的教師學員可以熟練地運用思維導圖軟件繪制當天所學知識，通過對比教學內容安排表，思維導圖中的知識點基本涵蓋了當天所學的知識。對以上三個圖進行對比分析，可以看出教師學員繪制的思維導圖的美觀度和對知識的深入程度都在上升。第一天，教師學員繪制的思維導圖大多只有一個粗略的知識框架，而到了第二天和第三天大部分教師學員不僅將每個軟件的功能都呈現出來，甚至深入到實現每個功能的具體操作步驟，的確經歷了趙國慶博士（2012）所劃分的前三個階段，即可以做到有意識地高效使用思維導圖工具學習新的技術，并且取得了更好的學習效果，教師學員學習的積極性和認真程度都比對照班要高。

五、實驗結果

（一）干預前教師學員知識水平的測試結果

在培訓前通過問卷調查了解了兩班教師學員的基本特征，結果顯示在年齡、教齡和周學時數等方面兩班基本一致，見表1。

為了解教師學員自身信息技術能力基礎水平，在培訓前對實驗班和對照班同時進行了前測，試題共有6個題項，滿分6分。兩班均有28人作答，成績如表2所示，實驗班的前測平均值為4.46，對照班的前測平均值為4.75，t檢驗表明，培訓前實驗班成績顯著低于對照班，見表3。如果通過實驗能夠縮小兩者的差距，讓實驗班與對照班水平無顯著差異，或者實驗班顯著高于對照班，就說明實驗是成功的，研究假設將得到證實。

（二）干預后教師學員知識水平的測試結果與差異性分析

為了檢測教師培訓效果及主觀態(tài)度的變化，在培訓后又對兩個班同時進行了后測，16道客觀題，滿分16分，兩班均有24人作答。如表4和表5所示，實驗班的后測平均值為10.208，對照班的后測平均值為10.792，實驗班的測試成績要略低于對照班。通過對兩班后測成績進行獨立樣本t檢驗，以檢驗是否存在顯著性差異，由表5可見，顯著性水平α=0.246，大于0.05，說明實驗班和對照班的后測成績沒有顯著性差異。結合前測成績t檢驗結果（實驗班顯著低于對照班，即實驗班教師學員基礎水平相對較低）來看，培訓之后的即時測驗成績對比沒有顯著性差異，這說明使用思維導圖學習新內容的實驗班其提升幅度大于對照班，因此可以得出結論：采取思維導圖學習能更好地提升教師ICT能力發(fā)展（培訓）效果。

以上客觀題數據分析表明，思維導圖干預對教師學員掌握培訓內容、提升技術素養(yǎng)有一定的促進作用。

（三）教師學員的滿意度和技術素養(yǎng)提升幅度（自我感受）對比

在后測問卷中，采用李克特五點量表將滿意度分為非常滿意、比較滿意、一般、不太滿意和很不滿意五個等級，賦值從5到1，統(tǒng)計結果顯示兩個班教師學員的滿意度都非常高，選擇“一般”“比較滿意”“非常滿意”的比例之和均為100%，沒有教師學員選擇“不太滿意”或“很不滿意”，實驗班教師學員選擇“非常滿意”的比例略高于對照班，見表6。

在技術素養(yǎng)提升幅度（自我感受，五點量表題）方面，實驗班認為提升幅度非常大的人數比例高于對照班;提升幅度平均值為4.83，略高于對照班的4.75，見表7、表8、表9。這與前后測試題測驗結果一致。

統(tǒng)計數據表明，兩班教師學員經過培訓后對培訓質量的態(tài)度均是滿意的，技術素養(yǎng)提升幅度（教師學員自我感受）都很大;更進一步來說，實驗班的培訓滿意度和技術素養(yǎng)提升幅度（自我感受）均高于對照班。這說明使用思維導圖工具能夠提升教師學員對技術素養(yǎng)培訓的滿意度和培訓效果，用技術學技術是一種行之有效的教師ICT培訓與學習策略。

六、研究結論

（一）思維導圖在教師培訓中的應用能促進學習者對所學內容的掌握

通過對兩個班進行知識掌握情況的檢測，對比兩個班的正確率，實驗班的成績進步程度明顯大于對照班。比起授課教師的口頭串講模式，繪制思維導圖更有利于教師學員鞏固所學內容，加深記憶。思維導圖受歡迎的原因之一在于它允許事物之間相互連接，而且無須用任何聯系詞來說明它們之間的關系（希建華， 等， 2006）?；谒季S導圖的學習環(huán)境充分運用各種有助于記憶及想象的視覺元素，如圖像、數字、顏色和空間感知等，能有效促進學生的記憶，增強其理解力（何賽平， 2009）。在培訓的過程中，實驗班采取的是“每天一圖”形式，即學完當天的知識后讓教師學員當天繪制思維導圖并上交，次日早上展示優(yōu)秀作品，進行點評并再次總結回顧，這種及時檢查的方式有利于教師學員鞏固知識，避免遺忘。

（二）有關實用性教學軟件的培訓內容更受學習者青睞

有研究指出，“集中培訓大多都是‘純講授式，即便偶爾有培訓者設計了互動環(huán)節(jié)，學員的積極性通常很低，不太配合”（陳向明， 等， 2013）。目前教師培訓日益增多，但由于培訓時間短、規(guī)模大，這種集中式的培訓模式難以調動教師學員的積極性和學習興趣，學員在培訓過程中會產生倦怠感，而通過教授實用性工具的使用方法，“使用工具（思維導圖）來學習工具（各種微課制作軟件）”，可以取得較好的效果。

在后測問卷中有一道開放性題目詢問實驗班教師學員“對于思維導圖工具您都有何了解”，有六成教師學員直接提及了思維導圖的價值，如“這期學習非常好，我知道了怎樣制作思維導圖”“思維導圖可以羅列筆記，幫助歸納學習內容”“ 思維導圖可以梳理和鞏固學習內容”“思維導圖工具將思維形象化，提高學習和工作效率”“思維導圖可以梳理、歸納和整理知識”。研究者在培訓期間與教師學員交談發(fā)現，多數教師學員都表示喜歡這種繪制思維導圖的培訓模式，比起傳統(tǒng)的知識內化方式，即在本子上記筆記，畫圖的方式更加新穎有趣。通過課上觀察教師學員的學習狀態(tài)，發(fā)現他們在繪制思維導圖時專注力明顯提高，學習興趣有所增強，學習效果有很大提升。

綜上所述，本研究通過實驗研究進一步驗證了應用思維導圖有助于提高教師學員對所學內容的掌握程度，能夠給教師學員帶來更好的培訓學習體驗，提高培訓質量。思維導圖在培訓中的引入也充分說明在實操類培訓中教師學員收獲更大，今后需要進一步加強實用性內容的培訓及創(chuàng)新培訓模式。

七、結語

有研究者（MacLin & Solso， 2017）指出，“每個研究中都存在一個或幾個設計問題，從做實驗到基于結果得出結論的整個過程都會出現問題”。由于培訓時間短，且有些因素不能完全控制，本研究采用準實驗法，并驗證了實驗假設。教育實驗具有無法嚴格控制的特點，但正因為這樣的復雜性，才使教育研究具有獨特的魅力。今后將進一步綜合采用準實驗研究、行動研究、質性研究等實證研究方法，研究如何用技術教技術，在教師信息技術能力發(fā)展和培訓中充分發(fā)揮信息技術的作用，增強培訓效果，幫助教師應用信息技術開展終身學習進而實現專業(yè)發(fā)展。

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收稿日期：2018-02-09

定稿日期：2019-01-25

作者簡介：張秀梅，博士，教授，碩士生導師;張悅，碩士研究生;李佳文，碩士研究生;田甜，碩士研究生。華南師范大學教育信息技術學院（510630）。

責任編輯 單 玲