數(shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力發(fā)展研究——基于實(shí)證分析的視角

劉 ，練飛蕓

數(shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力發(fā)展研究——基于實(shí)證分析的視角

（1．華南師范大學(xué) 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510631；2．寶安區(qū)鳳崗小學(xué)，廣東 深圳 518102）

新時代教育信息化發(fā)展要求數(shù)學(xué)師范生應(yīng)具備高超的信息化教學(xué)能力，能夠持續(xù)推動信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)從融合應(yīng)用邁向創(chuàng)新發(fā)展．通過問卷調(diào)查和課堂觀察的實(shí)證研究，獲得數(shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力的發(fā)展現(xiàn)狀：（1）具備一定基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)，信息責(zé)任感較強(qiáng)，主動學(xué)習(xí)和積極應(yīng)用信息技術(shù)的意識態(tài)度不強(qiáng)，對技術(shù)環(huán)境的駕馭能力不足；（2）能夠借助技術(shù)與他人交流協(xié)作，技術(shù)支持自主學(xué)習(xí)和教學(xué)創(chuàng)新的能力有待加強(qiáng)；（3）會使用傳統(tǒng)技術(shù)制作數(shù)學(xué)教學(xué)資源并進(jìn)行教學(xué)實(shí)施，一定程度上優(yōu)化了教學(xué)過程，但未能用技術(shù)支持學(xué)生學(xué)習(xí)方式變革和教學(xué)評價方法創(chuàng)新．未來需要提升數(shù)學(xué)師范生的數(shù)學(xué)教學(xué)軟件和智能技術(shù)應(yīng)用技能，技術(shù)支持自主學(xué)習(xí)和應(yīng)用創(chuàng)新能力，以及信息化數(shù)學(xué)教學(xué)模式應(yīng)用和教學(xué)活動設(shè)計(jì)能力．

信息化教學(xué)能力；數(shù)學(xué)師范生；問卷調(diào)查；課堂觀察

1 問題提出

《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》提出“重視信息技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的深度融合”的教學(xué)建議，《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》的課程基本理念亦強(qiáng)調(diào)教師的技術(shù)觀——“數(shù)學(xué)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)……有效地改進(jìn)教與學(xué)的方式”．《教育信息化2.0行動計(jì)劃》（教技〔2018〕6號）指出“教師信息技術(shù)應(yīng)用能力基本具備但信息化教學(xué)創(chuàng)新能力不足，信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合不夠”，并將“全面提升師生信息素養(yǎng)，推動從技術(shù)應(yīng)用向能力素質(zhì)拓展”確立為主要任務(wù)之一．由此，新時代教育信息化發(fā)展背景下，卓越數(shù)學(xué)教師，乃至其后備力量——數(shù)學(xué)師范生，理應(yīng)具備嫻熟、高超的信息化教學(xué)能力，以持續(xù)推動信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)從融合應(yīng)用邁向創(chuàng)新發(fā)展．

信息化教學(xué)能力的實(shí)質(zhì)是在真實(shí)的教學(xué)情境中，運(yùn)用ICT將學(xué)科知識“轉(zhuǎn)化”成學(xué)生有效獲得的一種知能結(jié)構(gòu)體，其目的在于實(shí)現(xiàn)技術(shù)促進(jìn)型學(xué)習(xí)（technology-enhanced learning）．其不僅應(yīng)具備媒介與信息素養(yǎng)（media and information literacy），還必須涵括根據(jù)具體而真實(shí)的教學(xué)情境所生發(fā)的“信息技術(shù)—教學(xué)法—課目內(nèi)容”3者融通轉(zhuǎn)化的能力[1]．對于數(shù)學(xué)師范生而言，“課目內(nèi)容”主要指數(shù)學(xué)學(xué)科知識，還包括數(shù)學(xué)思想方法、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)化知識、數(shù)學(xué)文化和數(shù)學(xué)史等；“教學(xué)法”除了通識性教學(xué)和學(xué)習(xí)理論，還應(yīng)有數(shù)學(xué)學(xué)科獨(dú)有的教學(xué)論知識，如“雙基”數(shù)學(xué)教學(xué)、波利亞的解題理論、弗賴登塔爾的數(shù)學(xué)教育理論等，以及信息技術(shù)支持的新型教學(xué)模式等；數(shù)學(xué)教師需要的“信息技術(shù)”大體分為3類[2]：選擇性地使用普適的信息技術(shù)、數(shù)學(xué)教學(xué)中常用的信息技術(shù)、某些專題教學(xué)活動需要的信息技術(shù)．3者融通而成“整合技術(shù)的數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)知識”（technological pedagogical mathematics knowledge，TPMK），是數(shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力的知識內(nèi)核，促進(jìn)TPMK的知識學(xué)習(xí)、知識遷移和知識創(chuàng)造，才能實(shí)現(xiàn)知能轉(zhuǎn)化，形成信息化教學(xué)能力．

華東師范大學(xué)聯(lián)合6所高校共同研制出“師范生信息化教學(xué)能力標(biāo)準(zhǔn)”[3]和“師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力自評工具”[4]，建立起包括基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)、技術(shù)支持學(xué)習(xí)和技術(shù)支持教學(xué)3個核心維度的師范生信息化教學(xué)能力結(jié)構(gòu)框架，有助于深入理解師范生信息化教學(xué)能力概念內(nèi)涵，并為教師教育者進(jìn)行診斷性評價、課程研制、教學(xué)方法革新等提供重要參考依據(jù)．基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)和技術(shù)支持學(xué)習(xí)的學(xué)科屬性較弱，針對技術(shù)支持教學(xué)維度，數(shù)學(xué)師范生要進(jìn)行深入學(xué)科的信息技術(shù)與教學(xué)融合，不僅將信息技術(shù)作為優(yōu)化教學(xué)的手段，更要考慮如何促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)、探究數(shù)學(xué)、做數(shù)學(xué)．

基于已有研究，研究者構(gòu)建了智慧教室支持?jǐn)?shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力發(fā)展的教學(xué)改革方案[5]，聚焦教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的變革，以教育科學(xué)學(xué)院的小學(xué)教育專業(yè)（數(shù)學(xué)）（以下簡稱小教專業(yè)）師范生和數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院的數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)（師范）（以下簡稱數(shù)學(xué)專業(yè)）師范生為培養(yǎng)對象，開展了兩學(xué)期教改實(shí)踐．這里將通過以下實(shí)證研究，對教學(xué)改革的成效加以檢驗(yàn)．第一，借助“自評工具”實(shí)施問卷調(diào)查，從量上把握數(shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力的水平；第二，編制課堂觀察記錄表，開展質(zhì)的研究，全面了解數(shù)學(xué)師范生在教學(xué)臨場中將信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合的狀況，借此評析師范生技術(shù)支持教學(xué)維度的能力發(fā)展水平．

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 研究對象

問卷調(diào)查研究中，以參加教改實(shí)踐的小教專業(yè)和數(shù)學(xué)專業(yè)師范生為調(diào)查對象，樣本量為112人．課堂觀察研究中，以小教專業(yè)師范生為觀察對象，共收集到35節(jié)實(shí)習(xí)課例．

2.2 研究工具

閆寒冰等經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摲治?、專家論證和實(shí)證檢驗(yàn)，開發(fā)出具有良好信度和效度的“師范生信息技術(shù)應(yīng)用能力自評工具”．該自評工具分為“基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)”“技術(shù)支持學(xué)習(xí)”“技術(shù)支持教學(xué)”3個量表，每個量表包括若干指標(biāo)，分別為“意識態(tài)度、技術(shù)環(huán)境、信息責(zé)任”“自主學(xué)習(xí)、交流協(xié)作、研究創(chuàng)新”“資源準(zhǔn)備、過程設(shè)計(jì)、實(shí)踐儲備”．工具共有61個題目，每題有5個選項(xiàng)，賦值為1~5分，分值越大表示與實(shí)際情況越符合，說明師范生對該能力的自我評價越高，據(jù)此可以判斷師范生信息化教學(xué)能力水平．

課堂觀察研究主要考查“技術(shù)支持教學(xué)”維度的能力，采用自行編制的“信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合狀況觀察表”（略），該觀測工具是一個包括觀察類目和觀察環(huán)節(jié)的二維交叉記錄表．觀察類目主要考察資源準(zhǔn)備、過程設(shè)計(jì)和組織實(shí)施3方面，其中資源準(zhǔn)備觀察點(diǎn)是數(shù)學(xué)師范生數(shù)字教育資源制作能力和合理選用技術(shù)工具支持學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)的能力；過程設(shè)計(jì)觀察內(nèi)容主要反映數(shù)學(xué)師范生活動設(shè)計(jì)和評價設(shè)計(jì)能力；而組織實(shí)踐是對前兩個環(huán)節(jié)的具體落實(shí)和反思能力．觀察環(huán)節(jié)是指導(dǎo)入、講授、例解、練習(xí)、總結(jié)5個教學(xué)環(huán)節(jié)，在觀察工具的分類框架下，觀察者可以有針對性地對數(shù)學(xué)師范生的教學(xué)行為進(jìn)行文字等形式的描述．

2.3 研究過程

首先，在教改課程結(jié)束之際，對全部數(shù)學(xué)師范生開展問卷調(diào)查．然后，深入實(shí)習(xí)學(xué)校開展隨堂聽課，運(yùn)用觀察工具詳細(xì)記錄數(shù)學(xué)師范生的教學(xué)行為．最后，對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，對觀察內(nèi)容進(jìn)行編碼分析．

3 數(shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力問卷調(diào)查結(jié)果分析

共發(fā)放問卷112份，有效問卷102份，有效率是91.1%．利用SPSS22.0加以信度分析，檢驗(yàn)題項(xiàng)的內(nèi)部一致性，衡量題項(xiàng)的可信度．檢驗(yàn)結(jié)果為，總體Cronbach’s為0.969，基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)、技術(shù)支持學(xué)習(xí)和技術(shù)支持教學(xué)3個子量表的分別為0.901、0.914和0.954，說明問卷的信度較高．由圖1可知，3個維度總體得分都比較低，剛過中間值，反映數(shù)學(xué)師范生對自身信息化教學(xué)能力的評價較為一般．每一維度各因子得分如圖2所示，具體分析結(jié)果如下．

圖1 數(shù)學(xué)師范生信息教學(xué)能力三維度得分情況

圖2 三維度的各因子得分情況

3.1 基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)維度得分最高

基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)維度的平均得分最高，3個因子中的“信息責(zé)任”分值較為理想．首先，關(guān)于信息化教學(xué)的“意識態(tài)度”，5個題項(xiàng)的得分介于3.44~3.59之間，部分師范生喜歡學(xué)習(xí)一些“信息技術(shù)新應(yīng)用”，但“關(guān)注信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用與進(jìn)展”觀念比較欠缺．其次，對“技術(shù)環(huán)境”的掌握情況，高于3.6的是“能熟練操作教室里配置的多媒體教學(xué)設(shè)備”和“能熟練操作至少一種適用于本專業(yè)信息化教學(xué)或?qū)W習(xí)輔助工具”；得分較低的是關(guān)于熟練操作網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺、圖形處理軟件和音視頻編輯軟件3個題項(xiàng)，說明師范生較少接觸學(xué)習(xí)平臺，對于教學(xué)所用圖形、音視頻編輯處理能力較弱．第三，在“信息責(zé)任”方面，師范生對于自己能規(guī)范引用他人材料，具備信息安全法律意識，積極營造健康文明的網(wǎng)絡(luò)交流環(huán)境等方面的能力表現(xiàn)出較強(qiáng)的自信心．

3.2 技術(shù)支持學(xué)習(xí)能力最為一般

從整體上來看，技術(shù)支持學(xué)習(xí)維度中的“自主學(xué)習(xí)”因子得分最低，師范生在“借助技術(shù)工具加強(qiáng)自律”“規(guī)劃并記錄學(xué)習(xí)過程”“支持理性反思”等方面的反應(yīng)并不理想，得分均低于3.30．“交流協(xié)作”因子得分為3.62，表明師范生能夠初步運(yùn)用信息技術(shù)工具或者在信息化環(huán)境中與學(xué)伴開展協(xié)作交流、互評互議活動．在“研究創(chuàng)新”方面，“運(yùn)用技術(shù)工具收集數(shù)據(jù)”“處理和分析數(shù)據(jù)”并“做出合理判斷、預(yù)測”的能力較強(qiáng)，得分均高于3.55；而運(yùn)用思維工具或信息技術(shù)“發(fā)現(xiàn)有價值的問題”“進(jìn)行理性全面的分析”“創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)解決方案”“制作高質(zhì)量的原創(chuàng)作品”等創(chuàng)新能力相對薄弱，得分均低于3.25．

3.3 技術(shù)支持教學(xué)能力尚顯不足

“資源準(zhǔn)備”是“技術(shù)支持教學(xué)”維度中得分最高的因子，8個題項(xiàng)均高于3.50．師范生能夠“熟練制作數(shù)字教育資源”“判斷資源的優(yōu)劣”“提出改進(jìn)建議”，還會“合理選用技術(shù)工具管理資源”并“規(guī)劃和豐富個人數(shù)字教育資源庫”，但在制作資源時，“從有效支持教學(xué)的角度”或“針對學(xué)習(xí)者個性化需要”設(shè)計(jì)和選用技術(shù)工具的能力尚顯不足．

其次，在“過程設(shè)計(jì)”方面，師范生對“信息化教學(xué)模式”及其應(yīng)用所知不多，舉例說明信息技術(shù)“如何支持課堂教學(xué)的優(yōu)化”“如何促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的變革”“如何支持不同環(huán)節(jié)的教學(xué)”以及“在合作、探究等方面的作用”的能力欠缺，得分均低于3.30；而對自己的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)方案能夠“得到教師和學(xué)伴認(rèn)可”并“為不同學(xué)習(xí)者提供建議”，以及能夠設(shè)計(jì)和開發(fā)“兼顧過程性與個性化評價方案”和“評價工具”等方面表現(xiàn)相對自信．第三，關(guān)于“實(shí)踐儲備”，師范生掌握了一些觀課和評課方法，能夠利用技術(shù)手段收集教學(xué)觀察的過程性數(shù)據(jù)；而“知道信息化教學(xué)的干預(yù)方法”和“在真實(shí)或模擬教學(xué)情境中實(shí)施信息化教學(xué)”兩題得分明顯低于其它題項(xiàng)，說明師范生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和能力水平較弱．

3.4 不同專業(yè)師范生信息化教學(xué)能力存在一定差異

由表1，小教專業(yè)師范生各因子平均分均低于數(shù)學(xué)專業(yè)師范生，說明后者比前者信息化教學(xué)能力水平更為突出．以專業(yè)作為分組變量，意識態(tài)度、自主學(xué)習(xí)、資源準(zhǔn)備的值分別為0.019、0.024、0.025，表明在這3方面能力上數(shù)學(xué)專業(yè)顯著高于小教專業(yè)，其它因子不存在顯著差異．

表1 不同專業(yè)師范生信息化教學(xué)能力均值和獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)

綜上，由問卷調(diào)查結(jié)果分析可知，數(shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力整體水平一般，他們具備一定的基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)，“信息責(zé)任”感較強(qiáng)，對技術(shù)環(huán)境和信息技術(shù)的“意識態(tài)度”以及熟練駕馭它們的能力有待提高．技術(shù)支持學(xué)習(xí)維度涉及專業(yè)發(fā)展和終身學(xué)習(xí)問題，是針對師范生運(yùn)用技術(shù)支持和促進(jìn)個人能力發(fā)展提出的要求，在3個維度中得分最低．其中，師范生“自主學(xué)習(xí)”能力較弱，具備借助技術(shù)與他人溝通分析的能力，創(chuàng)造性設(shè)計(jì)作品和解決問題的能力有待加強(qiáng)．技術(shù)支持教學(xué)維度主要定義師范生未來從教所應(yīng)具備的職業(yè)技能，資源設(shè)計(jì)、評估和管理能力較強(qiáng)，具備教學(xué)評價理念和評價設(shè)計(jì)能力，而對教學(xué)過程的模式應(yīng)用、活動設(shè)計(jì)自信心不強(qiáng)．?dāng)?shù)學(xué)專業(yè)師范生的表現(xiàn)略優(yōu)于小教專業(yè)，這與數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院專門設(shè)置了“中學(xué)數(shù)學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)”“微課設(shè)計(jì)”“數(shù)學(xué)建模”等技術(shù)類課程有一定關(guān)聯(lián)．

4 數(shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力課堂觀察結(jié)果分析

為對師范生信息化教學(xué)能力發(fā)展?fàn)顩r有更為全面深入的了解，研究中進(jìn)一步聚焦真實(shí)課堂，觀察記錄師范生信息化教學(xué)行為．觀察工具的3個類目指向“技術(shù)支持教學(xué)”維度，共包括8個具體觀察內(nèi)容（如表2所示）．

表2 課堂觀察類目及具體內(nèi)容

以小教專業(yè)師范生在教育實(shí)習(xí)期間實(shí)施的35節(jié)次數(shù)學(xué)課例為研究對象，課例的選題多樣且遍及6個年級，均在信息化教學(xué)環(huán)境中開展，數(shù)據(jù)樣本具有代表性和典型性（如表3所示）．為增強(qiáng)課堂觀察研究的效度，確保研究數(shù)據(jù)可靠有效，在實(shí)習(xí)學(xué)校的支持下，不提前明示，研究者直接進(jìn)行常規(guī)性觀課、聽課，如實(shí)記錄師范生信息化教學(xué)行為，并客觀地做出判斷和評價．

4.1 資源準(zhǔn)備的分析結(jié)果

4.1.1 數(shù)學(xué)師范生傾向于使用傳統(tǒng)的技術(shù)工具

課堂上，被使用的技術(shù)工具包括“多媒體計(jì)算機(jī)”“實(shí)物投影儀”“FLASH”“E-WORLD智能教學(xué)課堂”“電子白板”“101教育PPT軟件”（如表4所示），前兩者基本成為師范生教學(xué)的必備輔助工具，其它技術(shù)手段支持較為復(fù)雜的教學(xué)設(shè)計(jì)，相對集中出現(xiàn)在高年級的復(fù)雜計(jì)算和幾何圖形教學(xué)中．例如，四年級“畫垂線”和“平行與垂直”使用了電子白板和FLASH；五年級“簡易方程”運(yùn)用了電子白板和101教育PPT軟件，“解方程”運(yùn)用了E-WORLD智能教學(xué)課堂；六年級“圓的周長”采用了FLASH．低年級課堂和以簡單運(yùn)算為主的高年級教學(xué)只是使用多媒體課件和實(shí)物投影儀等傳統(tǒng)技術(shù)工具．

表3 35節(jié)次課例的主題

注：課例名稱后的數(shù)字表示節(jié)數(shù)，比如有3節(jié)“10的組成”，記為“10的組成”3，以此類推．

表4 技術(shù)工具使用分布情況

4.1.2 數(shù)學(xué)師范生教學(xué)資源開發(fā)以媒體素材和課件為主

數(shù)學(xué)師范生根據(jù)課題內(nèi)容，結(jié)合信息化教學(xué)環(huán)境，設(shè)計(jì)不同的信息化教學(xué)資源（如表5所示）．資源以課件和媒體素材居多，僅有3節(jié)課例未設(shè)計(jì)課件．媒體素材一般分為：文本類素材、圖形（圖像）類素材、音頻類素材、視頻類素材和動畫類素材[6]．文本類素材是最常見的，故未列入觀察范圍，觀察樣本多以圖片和FLASH動畫作為傳播教學(xué)信息的基本材料單元．

從年級的角度來看，低年級的課堂使用的技術(shù)較為簡單，卻充分利用多種信息化教學(xué)資源豐富課堂教學(xué)，包括實(shí)物投影出平面圖形、插入視頻、設(shè)計(jì)FLASH動畫和播放兒歌等，如一年級“6—10的認(rèn)識和加減法”中，在“導(dǎo)入”和“講授”環(huán)節(jié)播放視頻、音頻，呈現(xiàn)多種圖像．高年級教學(xué)雖然運(yùn)用較為先進(jìn)復(fù)雜的技術(shù)手段，但教學(xué)資源單一，以通過課件和投影產(chǎn)生的文本素材為主，比如兩節(jié)方程課，分別使用101教育PPT軟件和E-WORLD智能教學(xué)課堂，但都只是使用文本描述居多的課件或錄入學(xué)生作業(yè)作為信息資源，傳遞的教學(xué)信息較大．從授課內(nèi)容來看，概念教學(xué)、幾何課程比計(jì)算和問題解決教學(xué)運(yùn)用更多信息化教學(xué)資源．比如，在三年級“認(rèn)識分?jǐn)?shù)”的引入、講授和練習(xí)環(huán)節(jié)都設(shè)計(jì)較多圖片、動畫資源，讓學(xué)生對分?jǐn)?shù)概念形成較為直觀準(zhǔn)確的理解．又如，四年級“畫垂線”和“平行與垂直”用投影儀投遞學(xué)生作圖過程，用電子白板和FLASH設(shè)計(jì)垂線的作圖動畫．

表5 信息化教學(xué)資源分布情況

4.2 過程設(shè)計(jì)的分析結(jié)果

4.2.1 信息技術(shù)主要用于情境創(chuàng)設(shè)和知識講解

應(yīng)用信息技術(shù)呈現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容主要包括：問題情景、錯例、范例、知識點(diǎn)、例習(xí)題，具體呈現(xiàn)方式如表6所示．

表6 應(yīng)用信息技術(shù)呈現(xiàn)什么和如何呈現(xiàn)

10節(jié)講授型教學(xué)應(yīng)用教科書配套PPT課件呈現(xiàn)知識點(diǎn)和例習(xí)題，此外，主要以教科書、導(dǎo)學(xué)案和教輔練習(xí)為學(xué)習(xí)工具．25節(jié)課程應(yīng)用信息技術(shù)呈現(xiàn)范例或錯例，如課中投影學(xué)生解題和作圖結(jié)果；使用電子白板課前錄入學(xué)生作業(yè)并做適當(dāng)標(biāo)注，供課堂講解使用；用E-WORLD的快傳功能，把學(xué)生的解答步驟迅速上傳到電子白板．此外，一二年級課堂教學(xué)創(chuàng)設(shè)出新穎有趣、富有思考價值的問題情境，主要是借助視頻和FLASH動畫，幫助小學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，探索新知；還有利用101教育PPT軟件進(jìn)行教學(xué)情境模擬．

4.2.2 信息技術(shù)有助于突破教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)一般為核心概念、法則、命題等，教學(xué)難點(diǎn)是指學(xué)生不易理解或難以掌握的知識和技能方法，往往教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是一致的．35節(jié)課例的重難點(diǎn)包括概念、性質(zhì)、公式、運(yùn)算法則、作圖技能等，師范生利用合適技術(shù)有針對性地解決重難點(diǎn)的教學(xué)問題（如表7所示）．

概念教學(xué)中，師范生會創(chuàng)設(shè)情境，鼓勵學(xué)生探索、舉例，建構(gòu)知識理解．比如，“平行與垂直”課程使用FLASH動畫技術(shù)，展示平行、垂直現(xiàn)象，采用簡單思維導(dǎo)圖表示概念之間關(guān)系，幫助學(xué)生形成知識結(jié)構(gòu)．性質(zhì)掌握作為教學(xué)重難點(diǎn)時，師范生會設(shè)計(jì)以學(xué)生探究為主的教學(xué)活動，讓學(xué)生操作軟件，模擬得出規(guī)律．比如，五年級“簡易方程”利用101教育PPT軟件讓學(xué)生模擬天平平衡過程，展示天平原理，進(jìn)而總結(jié)等式的性質(zhì)．

表7 信息技術(shù)突破教學(xué)重難點(diǎn)的情況

對于公式教學(xué)，師范生利用FLASH技術(shù)工具制作動畫，推導(dǎo)公式．如“圓的周長”，首先呈現(xiàn)“小狗（看作一個點(diǎn)）繞圓奔跑”的視頻，學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)通過測出奔跑線段長度獲得圓的周長這一解法；然后引導(dǎo)學(xué)生探索周長和直徑的關(guān)系，從而推導(dǎo)圓的周長公式．此外，師范生還利用電子白板的編輯功能標(biāo)注顯示公式的條件和關(guān)鍵點(diǎn)，使用投影儀把教科書的練習(xí)轉(zhuǎn)換成信息資源．

法則教學(xué)中，師范生會進(jìn)行動畫或?qū)嵨镅菔荆缍昙墶?的乘法口訣”采用多媒體展示拼接七巧板或操作七巧板實(shí)物，讓學(xué)生觀察探究圖形個數(shù)與所需拼板個數(shù)之間的關(guān)系，推出7的乘法口訣．又如一年級“連加連減”使用FLASH制作連加的動畫情境，直觀體現(xiàn)加法的意義．關(guān)于作圖技能，師范生通過播放動畫動態(tài)展示作圖過程，或者用投影儀投出示范操作的過程．如四年級“畫垂線”和“平行與垂直”用電子白板播放垂線畫法，投影示范作圖步驟以及學(xué)生作圖過程．

4.2.3 信息技術(shù)支持教學(xué)評價狀況一般

技術(shù)支持下的教學(xué)評價是指運(yùn)用合適信息工具或手段對教學(xué)過程進(jìn)行測定、判斷，幫助教師做好教學(xué)監(jiān)測和調(diào)節(jié)．在35個課例里面，信息技術(shù)支持教學(xué)評價的體現(xiàn)很少，師范生都是通過投影儀展示學(xué)生作業(yè)、習(xí)題解答、作圖過程，幫助了解學(xué)生的知識掌握程度．大多數(shù)教學(xué)評價都是師生之間的口頭評價，信息技術(shù)只是起到展示評價對象的作用．

4.3 組織實(shí)踐的分析結(jié)果

4.3.1 信息技術(shù)并未根本改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式

從教學(xué)實(shí)施過程來看，信息技術(shù)支持學(xué)生的學(xué)僅體現(xiàn)在用技術(shù)呈現(xiàn)豐富的學(xué)習(xí)素材和資源，為學(xué)生增加學(xué)習(xí)體驗(yàn)機(jī)會，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲．例如，使用FLASH等技術(shù)工具把抽象圖形直觀化、動態(tài)化，生動形象地展示幾何圖形的形狀、規(guī)律，使得學(xué)生更易于理解知識生成本質(zhì)；又如，對較為復(fù)雜的代數(shù)學(xué)習(xí)，使用電子白板書寫、標(biāo)注等編輯功能，學(xué)生能夠更清晰地理解方法步驟；視頻和音頻素材能夠讓學(xué)習(xí)更加有趣，吸引學(xué)生注意力．但是，信息技術(shù)并未在學(xué)生的知識構(gòu)建和信息加工方面發(fā)揮深度作用，學(xué)生參與技術(shù)運(yùn)用的機(jī)會并不多見．

4.3.2 信息技術(shù)支持?jǐn)?shù)學(xué)教學(xué)過程的優(yōu)化

信息技術(shù)支持師范生的教主要表現(xiàn)在，技術(shù)更多地是作為演示、記錄和表達(dá)工具，用以資源呈現(xiàn)和知識表征．較傳統(tǒng)教學(xué)方式，信息技術(shù)發(fā)揮了較好的輔助作用，在有限時空中優(yōu)化了教學(xué)過程．第一，整合多樣化資源類型，如視頻、音頻、動畫，使得教學(xué)素材更加豐富有趣；其次，能夠提供不同知識表征形式，如文本、圖像、FLASH動畫，突破教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)；第三，用技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)操作，有助于學(xué)生自主建構(gòu)知識理解；最后，投影展示學(xué)生作品，增強(qiáng)以技術(shù)為媒介的師生交互，提高學(xué)生學(xué)習(xí)參與度．

總之，數(shù)學(xué)師范生能夠熟練地使用傳統(tǒng)信息技術(shù)制作教學(xué)資源并開展教學(xué)實(shí)施，能夠用技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境、呈現(xiàn)知識，突破教學(xué)重難點(diǎn)，一定程度上優(yōu)化了教學(xué)過程．但是未能將信息技術(shù)與教學(xué)評價有效融合，且技術(shù)作為信息加工和知識建構(gòu)工具的價值并未得到充分體現(xiàn)，基于技術(shù)的協(xié)作學(xué)習(xí)、交互學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式和翻轉(zhuǎn)課堂等信息化教學(xué)模式?jīng)]有應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)之中．

5 研究討論與建議

通過實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，教改實(shí)踐取得一定成效，數(shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力3個維度獲得不同程度的發(fā)展，特別在教學(xué)實(shí)踐中，能夠有意識地將信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合，具體體現(xiàn)在：

第一，師范生基礎(chǔ)技術(shù)素養(yǎng)較好，具備信息責(zé)任意識，會熟練使用常見教學(xué)設(shè)備和通用軟件（如多媒體、實(shí)物投影儀、電子白板、FLASH）的基本功能．

第二，師范生能夠借助信息技術(shù)與他人在線交流協(xié)作，如熟練操作作業(yè)管理和教研平臺，觀摩優(yōu)課視頻，參與教師發(fā)布的在線研討活動．

第三，師范生基本掌握數(shù)字教育資源制作工具和方法，能夠根據(jù)教學(xué)實(shí)際，開發(fā)設(shè)計(jì)出多種形式的教育資源，并利用技術(shù)解決教學(xué)重難點(diǎn)和優(yōu)化教學(xué)過程．

融于學(xué)科的師范生信息化教學(xué)能力培養(yǎng)模式有成功的可能性，然而其成功并不僅僅依賴于某項(xiàng)措施，是各層面多種因素多種力量綜合的結(jié)果[8–16]．上述結(jié)論為深入推動高師院校開展面向師范生信息化教學(xué)能力發(fā)展的課程和教學(xué)改革提供參考依據(jù)，同時也帶來如下啟示．

5.1 數(shù)學(xué)師范生需要提升數(shù)學(xué)教學(xué)軟件和智能技術(shù)應(yīng)用技能

數(shù)學(xué)師范生具有較好的信息責(zé)任，而應(yīng)用學(xué)科軟件（如幾何畫板、超級畫板、GeoGebra）、新型智能技術(shù)（如智慧課室、電子書包）和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺（如專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站）的能力較弱，教學(xué)過程中較少使用媒體素材和課件以外的信息資源．

隨著基礎(chǔ)教育的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境向智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的根本性轉(zhuǎn)變，教師教育者在“現(xiàn)代教育技術(shù)”“學(xué)科教育技術(shù)”“學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中，應(yīng)注重培養(yǎng)師范生學(xué)習(xí)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合的前沿課題、探索新型學(xué)科教學(xué)技術(shù)工具和智慧教學(xué)理論的意識態(tài)度，幫助其形成在智能化技術(shù)環(huán)境中開展智能實(shí)施、智能評價和智能決策的全新教學(xué)技能．

5.2 數(shù)學(xué)師范生需要加強(qiáng)技術(shù)支持自主學(xué)習(xí)和應(yīng)用創(chuàng)新意識

數(shù)學(xué)師范生會用技術(shù)支持交流協(xié)作，但是借助技術(shù)獲取教育教學(xué)專業(yè)發(fā)展前沿資源、拓寬專業(yè)視野的能力不足，主動學(xué)習(xí)和積極應(yīng)用信息技術(shù)的意識薄弱．

信息化教學(xué)行為態(tài)度通過行為意向正向影響實(shí)際行為產(chǎn)出[7]，所以，教師教育者應(yīng)在教學(xué)中潛移默化地引導(dǎo)數(shù)學(xué)師范生理解和認(rèn)可信息技術(shù)對自身專業(yè)發(fā)展和現(xiàn)代數(shù)學(xué)教學(xué)的作用，形成運(yùn)用技術(shù)促進(jìn)自我發(fā)展和反思的意識，掌握專業(yè)發(fā)展所需的技術(shù)工具和方法，并利用各種學(xué)習(xí)機(jī)會與同行建立聯(lián)結(jié)，融入學(xué)習(xí)共同體，提升教育教學(xué)能力．如此，師范生才能夠在信息化教學(xué)實(shí)踐中創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)“技術(shù)制品”，轉(zhuǎn)變教與學(xué)方式，才能夠通過技術(shù)支持專業(yè)發(fā)展，做終身學(xué)習(xí)和變革創(chuàng)新的典范．

5.3 數(shù)學(xué)師范生需要發(fā)展信息化教學(xué)模式和評價設(shè)計(jì)能力

數(shù)學(xué)師范生能夠熟練地進(jìn)行教學(xué)資源準(zhǔn)備，但是教學(xué)設(shè)計(jì)是一個系統(tǒng)工作，資源開發(fā)只是其中一個環(huán)節(jié)．師范生應(yīng)能夠根據(jù)學(xué)習(xí)環(huán)境和教學(xué)內(nèi)容，選擇適合信息化教學(xué)情境的教學(xué)模式來完成教學(xué)過程設(shè)計(jì)，并知道如何應(yīng)用技術(shù)和資源支持各環(huán)節(jié)的教學(xué)活動．特別地，數(shù)學(xué)師范生很少能夠應(yīng)用新型教學(xué)模式，根本性變革學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式；未能設(shè)計(jì)有價值的技術(shù)支持學(xué)習(xí)活動，用以指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作探究，未能豐富學(xué)生個性化“人—機(jī)”交互學(xué)習(xí)體驗(yàn)；缺乏設(shè)計(jì)信息化教學(xué)評價方案和選擇信息化教學(xué)評價工具的意識．

因此，教師教育者應(yīng)為數(shù)學(xué)師范生提供智慧教學(xué)環(huán)境支持和技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)，為他們創(chuàng)造信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)融合的實(shí)踐與體驗(yàn)．同時，教師教育者也要做信息化教學(xué)的變革先鋒，發(fā)揮榜樣示范作用，幫助師范生應(yīng)用技術(shù)促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)中的知識建構(gòu)、信息加工、人機(jī)交互和實(shí)時反饋，發(fā)展技術(shù)與教學(xué)融合創(chuàng)新的能力，以肩負(fù)起新時代賦予教育信息化發(fā)展的新使命．

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Research on Mathematics Preservice Teachers’ ICT Instructional Competency: A Questionnaire Survey

LIU Zhe1, LIAN Fei-yun2

(1. School of Mathematical Sciences, South China Normal University, Guangdong Guangzhou 510631, China;2. Fenggang Primary School, Baoan District, Guangdong Shenzhen 518102, China)

The development of educational informatization in the new era requires mathematics preservice teachers to have excellent ICT teaching competency to continuously promote the deep integration and innovative development of information technology and education. Using the empirical research methods of a questionnaire survey and classroom observation, we found the current development situation of mathematics preservice teachers’ ICT teaching competency to be as follows: (1) they possess basic technical literacy and strong information responsibility but their awareness of and attitude toward the active learning and application of information technology are not strong, and their ability to control the technological environment is insufficient; (2) they can communicate and collaborate with others through technology, but their technical support for independent learning and teaching innovation needs to be strengthened; and (3) they can use traditional technology to produce teaching resources and carry out teaching implementation which to some extent optimize the teaching process, but they fail to transform students’ learning methods and innovate teaching evaluation methods with technology. In the future, it is necessary to improve mathematics preservice teachers’ subject software and intelligent technology application skills, technical support for self-learning and application innovation ability, and their informatization mathematics teaching mode application and teaching activities design.

ICT instructional competency; preservice teacher; questionnaire survey; classroom observation

G642.0

A

1004–9894（2021）01–0091–06

劉喆，練飛蕓．?dāng)?shù)學(xué)師范生信息化教學(xué)能力發(fā)展研究——基于實(shí)證分析的視角[J]．?dāng)?shù)學(xué)教育學(xué)報，2021，30（1）：91-96．

2020–10–23

2018年度教育部人文社會科學(xué)研究青年基金項(xiàng)目——設(shè)計(jì)思維視域下面向職前教師信息化教學(xué)能力發(fā)展的教學(xué)改革研究（18YJC880060）；2019年度廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目——智慧教室支持教師教育“設(shè)計(jì)類”課程混合學(xué)習(xí)模式創(chuàng)新的行動研究

劉喆（1980—），女，安徽蚌埠人，副研究員，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事課程與教學(xué)論、教師教育、信息化教學(xué)研究．

[責(zé)任編校：周學(xué)智、陳雋]