人工智能時(shí)代小學(xué)信息技術(shù)教師教學(xué)的挑戰(zhàn)與突圍

朱慧 王學(xué)男

近年來，隨著世界機(jī)器人大賽在北京的舉行，對于機(jī)器人、編程教育及人工智能的概念和應(yīng)用人們已經(jīng)不再陌生。“人工智能+教育”的研究和實(shí)踐在近幾年也異?；馃?。在各界敞開懷抱迎接人工智能對傳統(tǒng)教育帶來變革的同時(shí)，也存在著“人工智能威脅論”的申辯性說法。在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等國家層面規(guī)劃的引領(lǐng)下，教育部也公布了《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》，提出“將啟動中小學(xué)生信息素養(yǎng)測評，推動在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育”。人工智能時(shí)代對教師知識結(jié)構(gòu)的新要求，對教學(xué)生態(tài)產(chǎn)生了重大影響，賦予了教師不同于傳統(tǒng)課堂的新角色，即整合信息技術(shù)的境脈分析者、教學(xué)設(shè)計(jì)者、反思性實(shí)踐者和多方位合作者。[1]

要實(shí)現(xiàn)角色轉(zhuǎn)型，教師個人應(yīng)樹立設(shè)計(jì)意識和實(shí)踐意識，不斷優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)。面對科技的快速發(fā)展、校外各種形式的編程教育培訓(xùn)的火爆以及教育部對中小學(xué)校內(nèi)課程的要求，小學(xué)信息技術(shù)教師如何扎扎實(shí)實(shí)上好信息技術(shù)課，成為人工智能教育啟蒙的關(guān)鍵。

據(jù)此，課題組聚焦于小學(xué)信息技術(shù)教師的學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)能力，選擇具有代表性和典型性的北京市西城區(qū)，進(jìn)行了多次調(diào)研和為期兩個學(xué)期的跟蹤式觀察，以期了解目前西城區(qū)小學(xué)信息技術(shù)教師學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與問題，并通過區(qū)級教研培訓(xùn)體系為引領(lǐng)的解決路徑。

小學(xué)信息技術(shù)教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力的現(xiàn)狀與問題

教師的專業(yè)水平是其教學(xué)設(shè)計(jì)能力、教學(xué)實(shí)施能力和教學(xué)反思能力的綜合體現(xiàn)，其中教學(xué)設(shè)計(jì)能力是前提和關(guān)鍵。學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)是指教學(xué)設(shè)計(jì)的一般理論與信息技術(shù)學(xué)科情境相結(jié)合，從而形成指導(dǎo)具體學(xué)科教師設(shè)計(jì)教學(xué)的原則、模式、操作程序、方法等。因此，讓教師理解所教學(xué)科的本質(zhì)并在此基礎(chǔ)上學(xué)會科學(xué)、規(guī)范、系統(tǒng)地設(shè)計(jì)教學(xué)，不僅是社會和科技發(fā)展對小學(xué)信息技術(shù)課的必然要求，同時(shí)還可以以此為切入口，促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展。

在現(xiàn)階段的大多數(shù)小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)過程中，教師過度重視學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握，忽視了他們創(chuàng)造力的培養(yǎng)。在長期的實(shí)踐過程中，傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)已經(jīng)無法滿足我們的社會需求了，我們需要通過更加多元化的教學(xué)模式來推動學(xué)生信息技術(shù)的學(xué)習(xí)。[2]

北京市西城區(qū)小學(xué)信息技術(shù)教師隊(duì)伍的現(xiàn)狀可以用“存在差異”來概括。具體體現(xiàn)在年齡和學(xué)科專業(yè)兩個方面，年齡與專業(yè)化構(gòu)成兩極化突出，并且相互交錯。一部分學(xué)校招聘的新教師，多是計(jì)算機(jī)或相關(guān)專業(yè)的本科及以上學(xué)歷畢業(yè)生，另一部分學(xué)校多以非計(jì)算機(jī)專業(yè)的中年教師任教。教師的專業(yè)化水平，對不同學(xué)校的信息技術(shù)教學(xué)質(zhì)量起著關(guān)鍵的影響作用?；谶@種師資結(jié)構(gòu)特征，經(jīng)過近一年的課堂教學(xué)觀察和教學(xué)設(shè)計(jì)比賽作品的綜合分析發(fā)現(xiàn)，小學(xué)信息技術(shù)教師教學(xué)設(shè)計(jì)存在一些突出的問題，同時(shí)不同專業(yè)成長階段的教師特征與期待也有所差異。

第一，小學(xué)信息技術(shù)教師普遍缺乏教學(xué)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)規(guī)劃、整體考慮。比如，對知識與技能，具體表現(xiàn)為：忽視學(xué)科知識整體之間的聯(lián)系，只注重“知識點(diǎn)”的設(shè)計(jì);對單元的設(shè)計(jì)存在偏差，把單元理解為“課”的疊加;對于如何有效地剪裁教材，有效地運(yùn)用教學(xué)媒體解決教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，恰當(dāng)?shù)厥褂媒虆⒉惶P(guān)注;對學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗(yàn)不夠關(guān)注，漠視學(xué)生個體之間的差異;對“教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、策略、評價(jià)的整體設(shè)計(jì)考慮”感到困難。另外，從教師教學(xué)設(shè)計(jì)的撰寫看，也存在著一些形式化的傾向，教學(xué)目標(biāo)虛化，缺乏可操作性;情境創(chuàng)設(shè)缺乏連續(xù)性;教學(xué)活動缺少對學(xué)生思維參與的關(guān)注;教學(xué)反思針對性不強(qiáng)，反思水平低等。

第二，處于不同專業(yè)成長階段的教師的教學(xué)行為和專業(yè)期待有很大的差異，他們的教學(xué)設(shè)計(jì)水平也有很大的差異。如年輕教師熱衷于教學(xué)內(nèi)容的分析和理解，期望得到具體的、可行的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例;有經(jīng)驗(yàn)的教師在已有的基礎(chǔ)上進(jìn)行對比、反思后，還希望得到更深入的指導(dǎo)，以此找到更高的創(chuàng)新點(diǎn)等。

區(qū)級教研培訓(xùn)體系的模式與特征

針對西城區(qū)小學(xué)信息技術(shù)教師的結(jié)構(gòu)特征和教學(xué)設(shè)計(jì)存在的問題，依托區(qū)級教研人員的診斷，通過區(qū)級教研培訓(xùn)針對學(xué)科知識和教學(xué)設(shè)計(jì)能力進(jìn)行分類培訓(xùn)，并在為期一年的區(qū)級教研培訓(xùn)實(shí)踐中不斷摸索、不斷迭代，最后形成了一套具有實(shí)踐意義的“研訓(xùn)教”一體模式。

第一，對教師的教學(xué)設(shè)計(jì)和專業(yè)發(fā)展進(jìn)行充分調(diào)研和分析，了解問題癥結(jié)所在，精準(zhǔn)施策。主要通過教學(xué)比賽、日常聽課、評課、備課、磨課等多種途徑，了解教師在教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)科知識和專業(yè)成長期待方面的困惑與需求。同時(shí)注意將培訓(xùn)對象——小學(xué)信息技術(shù)教師有意識地進(jìn)行分類，可以按照教齡劃分為兩大類教師群體，分別是青年教師和成熟型教師，以便進(jìn)一步甄別問題，精準(zhǔn)教研。青年教師的突出問題在于缺乏對學(xué)生的了解，教學(xué)設(shè)計(jì)基本上以模仿為主，尤其在教學(xué)目標(biāo)的制定上，基本上是照搬教材、教參。成熟型教師的主要問題是擁有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是沒有及時(shí)進(jìn)行總結(jié)、提升，未能應(yīng)用先進(jìn)的教學(xué)理論指導(dǎo)自己的教學(xué)實(shí)踐，以達(dá)到更高的水平，成為專家型的教師。

第二，針對不同專業(yè)成長階段，也就是不同教齡的信息技術(shù)教師，進(jìn)行全區(qū)范圍內(nèi)的學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)能力行動研究。通過對比研究的范式，調(diào)動一線教師全體參與到研究過程中，讓不同片區(qū)、不同教齡、不同學(xué)科的教師進(jìn)行充分交流，彼此之間既是研究者，又成為研究對象，通過課堂教學(xué)、教學(xué)設(shè)計(jì)文本以及專業(yè)成長的經(jīng)歷進(jìn)行交流、互助，發(fā)現(xiàn)差異，發(fā)揚(yáng)“差異”，彌補(bǔ)差異。以研究帶動培訓(xùn)，在多維交流中互學(xué)互補(bǔ)互助，形成“學(xué)習(xí)共同體”。通過分組的組織形式，讓教師自主發(fā)現(xiàn)問題，通過優(yōu)勢差異，讓教師自主學(xué)習(xí)，充分激發(fā)教師的主動性和積極性。

第三，針對教學(xué)設(shè)計(jì)的教育類原理性知識、以人工智能為代表的前沿知識與技術(shù)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)三類內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)性培訓(xùn)。一是立足于了解教學(xué)設(shè)計(jì)理論的前沿發(fā)展，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐中存在的問題，組織教師進(jìn)行促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展、面向理解的教育學(xué)、建構(gòu)主義的教學(xué)設(shè)計(jì)、開放彈性適應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)等相關(guān)理論方面的學(xué)習(xí)，從而幫助教師能夠運(yùn)用理論觀點(diǎn)分析并解釋教學(xué)設(shè)計(jì)中的問題。二是分組學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識，人工智能的相關(guān)技術(shù)、圖形化編程、Python等編程知識及技術(shù)應(yīng)用，以便于更好地適應(yīng)社會和學(xué)生對信息技術(shù)的更高要求。二者同步進(jìn)行，使教師在理解其所教學(xué)科本質(zhì)的基礎(chǔ)上，學(xué)會科學(xué)規(guī)范地設(shè)計(jì)教學(xué)，把教學(xué)設(shè)計(jì)的一般過程模式（包括教材分析、學(xué)生分析、教學(xué)目標(biāo)的制定、教學(xué)策略等具體操作環(huán)節(jié)）與信息技術(shù)學(xué)科課程特征相結(jié)合，研究出適合信息技術(shù)學(xué)科的指導(dǎo)原則和教學(xué)設(shè)計(jì)過程模式。進(jìn)而提高教師的學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展，提升學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量，以適應(yīng)不同發(fā)展階段教師日常教學(xué)和自主學(xué)習(xí)的需要。

成效與建議

整個培訓(xùn)與日常教研融為一體，經(jīng)過五個階段的共同研究和培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)了針對區(qū)域性小學(xué)信息技術(shù)教師的結(jié)構(gòu)和問題特征的“研訓(xùn)教”一體化過程，故稱之為“研訓(xùn)教五階段”一體化教研模式。這種模式在區(qū)域性的基于一線的教研和教師培訓(xùn)中非常適用，能夠基于需求、關(guān)照受訓(xùn)者進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在行動研究和學(xué)習(xí)共同體中不斷調(diào)整、不斷完善，使參與其中的每位教師都有所收獲。

五階段分別為：教學(xué)設(shè)計(jì)的理論學(xué)習(xí)，教學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范書寫的研究性學(xué)習(xí)，教材、學(xué)生與教學(xué)目標(biāo)的研究性學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)編程的專業(yè)知識實(shí)踐性學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)與開發(fā)適合不同成長階段教師的信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)模板的共同體學(xué)習(xí)。在這五個階段進(jìn)展的過程中，形成了以區(qū)級師訓(xùn)中心、教研中心為主導(dǎo)的，區(qū)域性學(xué)科教師專業(yè)發(fā)展的支持體系，理論學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)、實(shí)踐性學(xué)習(xí)與共同體形式有機(jī)結(jié)合，步步推進(jìn)，能夠?yàn)樾W(xué)一線的信息技術(shù)教師提供全面、互動、專業(yè)、有針對性的學(xué)習(xí)體系。

為更客觀有效地評價(jià)培訓(xùn)和支持體系的成果，課題組通過教師組、專家組，對教案、教學(xué)錄像以及反饋問卷的綜合評價(jià)設(shè)立了準(zhǔn)定量的評價(jià)規(guī)則。通過規(guī)則數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)和分析，直觀地反映教師教學(xué)設(shè)計(jì)的變化發(fā)展情況。從各個階段所采集的數(shù)據(jù)分析不難看出以下趨勢：各組教師均有能力水平提高，年輕教師提高最多（表1）;教師之間的教學(xué)設(shè)計(jì)水平差異逐漸縮小，呈收斂狀態(tài)（表2）;教師之間的教學(xué)設(shè)計(jì)能力在逐步趨于均衡格分布（表3）。所有采集的評價(jià)信息的定量度量標(biāo)準(zhǔn)采用10分制，10分為最好，1分為最差。對于每個評價(jià)樣本的各個項(xiàng)目的評分均由3位教師互評分、3位專家評價(jià)分組成，為了避免評價(jià)的偶然性，對各個評分進(jìn)行了數(shù)字濾波處理。

通過兩個學(xué)期的研究、培訓(xùn)與實(shí)踐循環(huán)進(jìn)行，教師的理論水平得到普遍提升，信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)設(shè)計(jì)能力也有所提高，計(jì)算機(jī)專業(yè)知識也得到夯實(shí)，得到了學(xué)生們的喜愛和積極的反饋，有效地推進(jìn)了西城區(qū)小學(xué)信息技術(shù)教師隊(duì)伍的專業(yè)發(fā)展和提升了隊(duì)伍活力。

除此之外，值得一提的是，一方面，教師的教學(xué)反思能力得到提高，思考記錄的習(xí)慣得以養(yǎng)成。由于課堂是動態(tài)的，在實(shí)踐中會出現(xiàn)不同的問題，這可能會偏離了我們的預(yù)設(shè)，而這些又多是我們在預(yù)設(shè)中無法涉及或者挖掘得不夠深入的內(nèi)容。教師能夠自覺及時(shí)地進(jìn)行總結(jié)，并記錄下來，形成文字性資料。后續(xù)的教學(xué)可以以此為基礎(chǔ)，調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在，教師已經(jīng)養(yǎng)成了每課必有反思、必有記錄的習(xí)慣。另一方面，教師的科研水平、科研意識有了較大提高，教學(xué)和研究的自信心逐漸建立。一線的教師對“科研”這個概念也有了全新的認(rèn)識，不再認(rèn)為它是遙不可及的，科研水平和科研意識有了較大提高，對教材有了更加深刻的分析和把握，相信每位老師都可能成為出色的科研型教師。

注：本文系全國教育科學(xué)規(guī)劃國家青年課題“STEM教育創(chuàng)新與實(shí)踐：中小學(xué)機(jī)器人課程建設(shè)的研究”（課題準(zhǔn)號：CEA180262）階段性研究成果