《普通化學(xué)》授課教師信息化教學(xué)技能培養(yǎng)研究*

顧雪凡，魏 君，蘇碧云，黃 劍，李 紅

（西安石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，陜西 西安 710065）

教育信息化的發(fā)展水平是教育現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，“以信息化促進人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新”是教育部對本科院校育人的核心要求之一，信息技術(shù)與學(xué)科課程整合是我國高等教育教學(xué)改革的熱點。2011 年《關(guān)于推進教師教育信息化建設(shè)的意見》為在職教師“信息技術(shù)與教育的深度融合能力”指明了方向[1]。

在化學(xué)學(xué)科教學(xué)中，教師在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”環(huán)境下對相應(yīng)理論知識儲備、平臺認知水平以及專業(yè)工具使用相對薄弱，與教育現(xiàn)代化的要求和學(xué)校日臻完備的硬件條件之間存在差距[2]。本文以信息技術(shù)與《普通化學(xué)》課堂教學(xué)的整合為切入點，探討信息化背景下本?！镀胀ɑ瘜W(xué)》課程組在職教師信息化教學(xué)技能的培養(yǎng)。

一、在職教師信息化教學(xué)技能的要求與現(xiàn)狀

1.教師技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)國際教育技術(shù)協(xié)會（International Society for Technology in Education，簡稱ISTE）所制定的教師技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)（Foundation in Technology for All Teachers:Foundation Standards）提升在職教師業(yè)務(wù)能力，使信息技術(shù)有效地融入其所在學(xué)科課程教學(xué)中，主要包括以下三方面內(nèi)容[3]：

（1）計算機技術(shù)的基本操作。在職教師需具備獨立使用計算機系統(tǒng)運行軟件的技能，能夠獲取、處理、發(fā)掘、發(fā)布數(shù)據(jù)，能夠在一定程度上評價計算機系統(tǒng)的硬件和軟件運行質(zhì)量。

（2）信息技術(shù)用于課堂教學(xué)。在職教師應(yīng)具備使用相關(guān)信息技術(shù)支持相應(yīng)領(lǐng)域教學(xué)活動的能力。在職教師應(yīng)逐步規(guī)劃將多種軟件、工具、應(yīng)用開發(fā)技術(shù)整合于課程教學(xué)單元。甄選的教學(xué)策略應(yīng)滿足各類學(xué)習(xí)對象的需求，符合不同評價機制的要求。

（3）信息技術(shù)用于專業(yè)領(lǐng)域。鼓勵在職教師參與終身教育活動，積極促進平等、合法地應(yīng)用信息技術(shù)與資源。在職教師需應(yīng)用相關(guān)信息技術(shù)和專業(yè)工具提升自身專業(yè)素養(yǎng)，提高工作效率，不僅能夠利用信息技術(shù)研究和解決專業(yè)領(lǐng)域?qū)W科問題，更要將其應(yīng)用于有效交流、深度合作以及團隊建設(shè)。

2.信息化教學(xué)知能結(jié)構(gòu)概述

教師是構(gòu)建和諧教學(xué)信息化環(huán)境的關(guān)鍵因素。教育信息化賦予了教師在開展教學(xué)活動中新的知識結(jié)構(gòu)與能力素養(yǎng)要求，國內(nèi)外研究者、教育管理者及一線教師對此高度關(guān)注。其中，以舒爾曼學(xué)科教學(xué)法知識（PCK）為基礎(chǔ)，由美國密歇根州立大學(xué)Puny Mishra 和Matthew J.Koehler 所提出的“技術(shù)—教學(xué)法—內(nèi)容”（TPACK）知識框架，是一種融合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法知識體系，明確指出了現(xiàn)代教育技術(shù)支持下教師信息化教學(xué)知能結(jié)構(gòu)[4]。TPACK 體系包含技術(shù)知識（Technology Knowledge，簡稱TK）、學(xué)科知識（Content Knowledge，簡稱CK）以及教學(xué)法知識（Pedagogy Knowledge，簡稱PK）。

鑒于TPACK 內(nèi)涵是關(guān)于教育技術(shù)、學(xué)科內(nèi)容以及一般教學(xué)法相互關(guān)系的教師知能結(jié)構(gòu)理論框架，教育信息技術(shù)要內(nèi)化于教師自身的學(xué)科教學(xué)知識體系與教學(xué)活動中。在此視域下，《普通化學(xué)》授課教師的信息化教學(xué)知能結(jié)構(gòu)應(yīng)包含五個相互聯(lián)系的要素：技術(shù)與學(xué)科深度整合的統(tǒng)領(lǐng)性理念，整合技術(shù)的課程知識內(nèi)容，整合技術(shù)的教學(xué)模式，整合技術(shù)的教學(xué)設(shè)計與藝術(shù)，整合技術(shù)的教學(xué)效果評價。

3.課程組教師信息化教學(xué)知能結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

TPACK 知識框架對于教師信息化教學(xué)技能的培養(yǎng)提供了很好的借鑒。對《普通化學(xué)》課程組13 位在職授課教師信息化教學(xué)知能結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀進行調(diào)研與分析。如圖1 所示，教師自我評價結(jié)果中，單項知識自評得分在78-85 分范圍內(nèi)（PK79.49、CK84.62、TK78.85）；整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識（TPK）、整合學(xué)科的教學(xué)法知識（PCK）以及整合技術(shù)的教學(xué)法知識（TCK）得分則明顯降低，分別為71.15、69.23、72.12 分。

進一步通過訪談了解到，在接受問卷調(diào)查的13 名教師中，6 名教齡為1-3 年的青年教師（均具有博士學(xué)位）對于PCK 和TCK 相關(guān)教學(xué)技能的培訓(xùn)與提高愿望迫切；5 名教齡在11 年及以上的中年教師更希望獲得TPK 和TCK 的學(xué)習(xí)與交流。立足課程組在職授課教師信息化教學(xué)知能結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，結(jié)合教師自身學(xué)科專業(yè)背景，通過課程組教學(xué)法活動研討，以及學(xué)校各級職能部門組織的交流與培訓(xùn)，學(xué)院對《普通化學(xué)》課程組授課教師信息化教學(xué)技能進行有的放矢的培養(yǎng)與提高。

二、信息技術(shù)與《普通化學(xué)》課堂教學(xué)的整合

1.《普通化學(xué)》的課程性質(zhì)和目的

《普通化學(xué)》是我校工科非化學(xué)化工專業(yè)實施化學(xué)教育的基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)“基礎(chǔ)扎實、知識面寬、能力強、素質(zhì)高”的高級工程科技人才所必需的素質(zhì)教育課程。課程通過物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、化學(xué)熱力學(xué)與動力學(xué)等化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)理論、基本規(guī)律的講授，輔以化學(xué)實驗教學(xué)，使學(xué)生了解當(dāng)代化學(xué)的基本理論、基本知識，掌握化學(xué)實驗的基本技能，以期能夠在工程技術(shù)中以化學(xué)的觀點認識物質(zhì)變化的現(xiàn)象，對與化學(xué)有關(guān)的工程技術(shù)實際問題具有初步分析的能力。本課程教學(xué)活動旨在培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)觀、科學(xué)的社會觀，不斷提高學(xué)生科學(xué)思維方法和創(chuàng)新能力。

2.信息技術(shù)與《普通化學(xué)》課堂教學(xué)的整合策略

該課程以化學(xué)基本原理為主線，介紹熱化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、水化學(xué)和電化學(xué)[5]。以物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論為主線，介紹原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、晶體結(jié)構(gòu)，并有針對性地介紹元素化學(xué)與無機材料及高分子化合物。根據(jù)課程不同章節(jié)知識體系特征，教師有意識地選取相應(yīng)優(yōu)勢化信息技術(shù)滿足不同教學(xué)模式的需求，實現(xiàn)抽象概念的可視化表達，達到課堂互動、因材施教、提高課堂教學(xué)效果的要求[6][7]。如圖2 所示，《普通化學(xué)》共40 學(xué)時，其中理論課32 學(xué)時，課內(nèi)實驗8 學(xué)時。理論課程主要包括“化學(xué)反應(yīng)基本原理及反應(yīng)”和“物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論及物質(zhì)性質(zhì)”兩大部分，前者包含化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)范疇基礎(chǔ)理論及其在水溶液體系和電化學(xué)中的應(yīng)用，后者基于物質(zhì)結(jié)構(gòu)近代理論學(xué)習(xí)不同尺度物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。

圖2 信息技術(shù)與《普通化學(xué)》課堂教學(xué)的整合策略

依據(jù)不同的知識內(nèi)容特征采取不同的教學(xué)策略。例如化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)中較為晦澀的“基礎(chǔ)理論”授課采取翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中“物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)”采取微課程視頻輔助課堂教學(xué)，“基礎(chǔ)理論的應(yīng)用”利用智慧教室學(xué)習(xí)和討論。對應(yīng)不同的教學(xué)模式，進行不同的教學(xué)設(shè)計，優(yōu)選軟件工具制作不同的電子授課資料。例如利用Videograph 錄制微課程視頻，利用ChemSketch 進行物質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)繪圖?；旌鲜浇虒W(xué)模式對授課教師的信息化教學(xué)技能提出新的要求。

三、《普通化學(xué)》課程組教師信息化教學(xué)技能的培養(yǎng)

近三年內(nèi)，課程組教師主要通過理論學(xué)習(xí)、工具培訓(xùn)、工作實踐等途徑快速接納掌握信息技術(shù)，更新完善自身教學(xué)圖式，從而實現(xiàn)信息技術(shù)與所授課程的深度整合，實現(xiàn)在職教師的專業(yè)發(fā)展與自我提高。

1.深化理論學(xué)習(xí)

實現(xiàn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合需要建設(shè)一支綜合素質(zhì)高、專業(yè)能力強的梯隊教師團隊?！镀胀ɑ瘜W(xué)》課程組現(xiàn)有授課教師均獲得博士學(xué)位（除1 人博士在讀），科研方向均屬化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域，具有過硬的學(xué)科專業(yè)背景。課程組根據(jù)課堂教學(xué)階段性進展情況，開展教學(xué)法知識理論學(xué)習(xí)與研討活動。學(xué)校教師工作部、教師發(fā)展中心等職能部門對新入職教師進行崗前培訓(xùn)與考核，對在職教師不定期舉辦相關(guān)理論系列講座、軟件培訓(xùn)、前沿知識研討會等，并搭建與其他院校開展工作交流的平臺。教務(wù)處適時更新完善教學(xué)硬件、建設(shè)智慧教室、立項教育信息化類教改項目。課程組教師通過自主學(xué)習(xí)和交流互助，進階完成了以“信息化教學(xué)知能結(jié)構(gòu)”為導(dǎo)向的教學(xué)技能深化學(xué)習(xí)與培訓(xùn)。

2.定期工具培訓(xùn)

伴隨信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，全媒體是新型信息化教育環(huán)境的顯著特點。作為一種多媒體、多平臺、多終端、多網(wǎng)絡(luò)疊加的新模式，全媒體為高等教育現(xiàn)代化提供了廣闊空間[8]。信息表現(xiàn)形態(tài)、傳遞方式、承載平臺日益豐富多樣，復(fù)合型信息共享空間理念和實踐模式迅速融入現(xiàn)代教育信息技術(shù)中[9]。因此，信息技術(shù)支持的教師教學(xué)技能的提高與自身專業(yè)發(fā)展需要技術(shù)革新的護航。

鑒于此，校、院、系各級職能部門對在職教師進行了短期、中長期技能素質(zhì)培訓(xùn)的規(guī)劃與安排、考核與獎懲。積極關(guān)注、引進各類教育信息技術(shù)，對在職教師開設(shè)軟件利用、網(wǎng)絡(luò)運行等針對性培訓(xùn)與業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)。旨在使教師能夠綜合運用各類軟件（ScienceWord、EndNote、ChemSketch、ChemLab、ISlS/Draw、3dmax、Videograph 等）完善電子教學(xué)資源，達到教師技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。此外，學(xué)校亦定期完備現(xiàn)有多媒體教室設(shè)施、開放智慧課堂，以匹配教師不斷增強的信息化教學(xué)技能。

3.立足工作實踐

目前，《普通化學(xué)》課程組教師課堂教學(xué)為多媒體計算機教室授課。課程組教師在日常課堂教學(xué)中積累了大量的信息化教學(xué)經(jīng)驗。此外，學(xué)校和學(xué)院鼓勵在職教師結(jié)合課程不同章節(jié)知識點特征進行信息技術(shù)支持的課堂教學(xué)創(chuàng)新；在課堂教學(xué)比賽活動中增大信息化教學(xué)手段權(quán)重；積極組織開展微課程大賽，立項以翻轉(zhuǎn)課堂為代表的教學(xué)新模式教改項目，建立明確的獎懲制度，以充分調(diào)動教師的主動性和創(chuàng)造性。

四、近三年培養(yǎng)反饋

學(xué)?；谏鲜霾呗院屯緩剑瑢Α镀胀ɑ瘜W(xué)》課程組教師信息化教學(xué)技能進行了培養(yǎng)，并對13 名教師進行問卷調(diào)查回訪（見表1）。92.31%的教師認同信息技術(shù)是專業(yè)素質(zhì)的必要組成部分，經(jīng)過相關(guān)培訓(xùn)能夠提升課程教學(xué)水平。所有教師對于課程組教學(xué)法研討、公開課觀摩表示充分肯定。84.62%表示能夠從學(xué)校職能部門組織的講座、會議、培訓(xùn)等多種形式的培養(yǎng)中獲取信息化教學(xué)知識與方法工具。84.62%有信心實現(xiàn)課堂教學(xué)內(nèi)容、信息技術(shù)和教學(xué)方法的有效融合。我校立足課程組教師信息化教學(xué)技能現(xiàn)狀，結(jié)合《普通化學(xué)》課程自身特點，堅持長期分層次、全方位地培養(yǎng)教師信息化教學(xué)技能，對于促進教師專業(yè)發(fā)展和提高課堂教學(xué)質(zhì)量大有裨益。

表1 課程組教師對信息化教學(xué)技能培養(yǎng)的調(diào)查反饋意見