職前教師信息技術(shù)觀發(fā)展的實證初探

摘要：教師整合信息技術(shù)的教學(xué)實踐依賴于教師的信息技術(shù)觀。本研究通過量化與質(zhì)性問卷相結(jié)合的方法調(diào)查了職前數(shù)學(xué)學(xué)科教師的信息技術(shù)觀，分析了職前教師信息技術(shù)觀的發(fā)展特點。研究發(fā)現(xiàn)：職前數(shù)學(xué)學(xué)科教師普遍認可技術(shù)的優(yōu)勢，但大多數(shù)教師擔(dān)憂技術(shù)的可能弊端，且認為應(yīng)該在技術(shù)使用前先掌握數(shù)學(xué)。教師更容易發(fā)展有關(guān)技術(shù)優(yōu)勢的觀念，對技術(shù)可能弊端的顧慮較難減弱。

關(guān)鍵詞：教師；信息技術(shù)；觀念；發(fā)展

中圖分類號：G434" 文獻標(biāo)識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）06-0100-06

問題提出

促進信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的融合是《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“課標(biāo)”）的基本課程理念之一，課標(biāo)強調(diào)要合理利用現(xiàn)代信息技術(shù)，設(shè)計生動的教學(xué)活動，促進數(shù)學(xué)教學(xué)方式方法的變革。[1]信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教育的整合，特別是如何在數(shù)學(xué)課堂上使用技術(shù)工具，在很大程度上取決于教師[2]，而影響教師使用信息的重要因素之一是教師的觀念。[3]教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中使用信息技術(shù)的觀念[4]，主要表現(xiàn)為對信息技術(shù)的優(yōu)勢、信息技術(shù)的風(fēng)險及信息技術(shù)的使用時機等方面的認識和理解。[5][6]本研究中的信息技術(shù)特指用于數(shù)學(xué)學(xué)科的信息技術(shù)，如幾何畫板、GeoGebra、超級畫板、圖形計算器等。本研究具體研究的問題為：職前數(shù)學(xué)學(xué)科教師對在數(shù)學(xué)教學(xué)中使用信息技術(shù)持有怎樣的觀念？這種觀念在課程后有怎樣的發(fā)展？不同信息技術(shù)觀發(fā)展的難易程度如何？

教師信息技術(shù)觀

1.信息技術(shù)的優(yōu)勢

信息技術(shù)可以支持學(xué)生的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。當(dāng)教師在教學(xué)中使用技術(shù)鼓勵學(xué)生自主探索數(shù)學(xué)時，學(xué)生能夠產(chǎn)生各種不同的解決方案和想法，教師要做出即時反饋。信息技術(shù)可以支持?jǐn)?shù)學(xué)的多重表征。圖形、代數(shù)和數(shù)字等不同形式的表征間靈活轉(zhuǎn)換對于數(shù)學(xué)概念的理解至關(guān)重要[7]，借助技術(shù)可輕松獲得不同形式的表征，而且這些不同表征是互相關(guān)聯(lián)的，因此，可以通過技術(shù)支持多重表征來發(fā)展學(xué)生對相關(guān)主題的理解。

2.信息技術(shù)的風(fēng)險

已有研究中指出了兩個與信息技術(shù)信念有關(guān)的概念——杠桿效應(yīng)及黑箱。信息技術(shù)環(huán)境有助于學(xué)生將注意力集中在與數(shù)學(xué)概念最相關(guān)的活動上，在這個意義上，技術(shù)作為杠桿，可以增加每個學(xué)生的數(shù)學(xué)活動，并使其專注于關(guān)鍵課堂活動。但杠桿效應(yīng)也將一些數(shù)學(xué)過程外包給信息技術(shù)，轉(zhuǎn)移學(xué)生對這些過程的關(guān)注，這些過程便成了黑箱。黑箱效應(yīng)可能會讓學(xué)生依賴于某些技術(shù)，缺少執(zhí)行必要的底層數(shù)學(xué)過程的經(jīng)驗。[6]與以上論述相關(guān)，有一種觀點認為技術(shù)影響學(xué)生基本手工技能的掌握，如繪圖或求解線性或二次方程。另一種常見的有關(guān)技術(shù)風(fēng)險的觀念是用技術(shù)教學(xué)可能會導(dǎo)致學(xué)生盲目操作，即技術(shù)的使用會導(dǎo)致學(xué)生無意識地“按按鈕”，與其說技術(shù)是理解的支持，不如說是思考的替代品。

3.信息技術(shù)的使用時機

技術(shù)使用時機指是否應(yīng)該只在學(xué)生不依賴技術(shù)掌握數(shù)學(xué)概念之后才使用技術(shù)，或技術(shù)是否應(yīng)該在學(xué)習(xí)過程的開始使用。研究者區(qū)分了兩種教師信念體系：“守舊派”和“技術(shù)支持派”。[8]守舊派比較抵制和懷疑在數(shù)學(xué)教學(xué)中使用技術(shù)，包括不接受技術(shù)、掌握知識后再使用技術(shù)兩種立場，后者認為學(xué)生理解數(shù)學(xué)后才可以使用信息技術(shù)，在學(xué)生手工掌握概念和程序之前，不應(yīng)該引入技術(shù)。

研究設(shè)計

1.課程實施

本研究基于研究生課程“數(shù)學(xué)教學(xué)與信息技術(shù)”開展，課程共18周，每周2課時，課程內(nèi)容主要包括兩部分：技術(shù)操作（11周）、文獻閱讀（7周）。其中技術(shù)操作學(xué)習(xí)GeoGebra基本操作，結(jié)合了一些教材操作案例，如指數(shù)函數(shù)圖象繪制、割線到切線的逼近。文獻閱讀旨在學(xué)習(xí)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的融合，文獻包括中文文獻和英文文獻，中文文獻偏向以教師為主導(dǎo)的技術(shù)使用，著重體現(xiàn)了技術(shù)支持多重表征的價值，英文文獻偏向基于技術(shù)的任務(wù)設(shè)計，體現(xiàn)了技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)的價值。

2.研究對象

本研究的參與者是40位數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)方向的職前教師。課程前他們均未系統(tǒng)學(xué)習(xí)過數(shù)學(xué)專用信息技術(shù)，有些不會使用任何數(shù)學(xué)專用信息技術(shù)，有些會使用幾何畫板、GeoGebra進行簡單作圖，如繪制函數(shù)圖象。

3.研究數(shù)據(jù)的收集與分析

本研究通過封閉式及開放式問題混合的問卷收集數(shù)據(jù)，職前教師課程前完成問卷，課程后再次審視自己課程前作答的問卷，如果對問題的看法發(fā)生改變，則用另一種顏色的筆跡修改。

量化問卷旨在調(diào)查職前教師對在教學(xué)中使用信息技術(shù)價值、風(fēng)險及時機的認識，采用Thurm等編制的使用技術(shù)教學(xué)的信念量表[5]，共分為五個維度——技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、技術(shù)支持多重表征、信息技術(shù)導(dǎo)致技能損失、技術(shù)導(dǎo)致盲目操作及技術(shù)使用時機，每個維度包含4～5道測試題。量表以五點李克特量表評分，1～5分別表示非常不同意、不同意、不確定、同意、非常同意。通過描述性統(tǒng)計刻畫教師的數(shù)學(xué)教學(xué)觀立場，通過配對樣本t檢驗分析教師課程前后觀念變化的顯著性水平。

為了得到更細致的觀念，本研究還收集了質(zhì)性數(shù)據(jù)。在量化測試卷的五個維度后各附加一個開放式問題，鼓勵職前教師表達對該維度的認識，如“說說對關(guān)于技術(shù)是否支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)的看法”。質(zhì)性數(shù)據(jù)的分析方法主要是扎根式的自下而上的歸納式類目建構(gòu)。先分析前測數(shù)據(jù)，然后分析在后測中發(fā)生了變化的數(shù)據(jù)，以得到課程帶來的技術(shù)觀變化。

研究結(jié)果

1.技術(shù)優(yōu)勢

（1）支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)

課程前，一半職前教師贊同及非常贊同技術(shù)可以支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，另有一半職前教師對技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)的信念處于不確定及贊同之間。課程后，這種立場分布沒有變化?？傮w而言，課程前后，職前教師對技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)都持有積極的信念，但課程前該維度均分4.01，課程后該維度均分增長為4.10，配對樣本t檢驗顯示，職前教師對技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)的信念較課程前有顯著性提升（t=-2.068， p=0.045）。

在質(zhì)性調(diào)查中，課程前，除2位明確表示不確定技術(shù)是否可以支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)外，絕大部分人都持肯定立場，但有個別人指出技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)適用于特定內(nèi)容，適合特定學(xué)生，主要是自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力強的學(xué)生，還有個別人表達了對其負面影響的擔(dān)憂。絕大多數(shù)職前教師雖然認為技術(shù)可以支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，但不能給出合理有力的理由論證該信念，即不清楚技術(shù)如何支持學(xué)生發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，雖然有些給出了一定的論據(jù)，但較為片面，如技術(shù)因提供了一種工具進而促進發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)、技術(shù)激發(fā)學(xué)生興趣進而促進發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)；只有極個別的教師可給出較為具體的理由，指出信息技術(shù)可以直觀展示圖形變化，促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，提供思考的線索；僅1位給出了實例，認為技術(shù)可以支持學(xué)生對函數(shù)性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。

課程后，大部分職前教師發(fā)展了原有觀念，但有些仍沒有給出有力的理由，如僅指出學(xué)生可以自主操作技術(shù)探索發(fā)現(xiàn)，約45%的教師對技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)的認識有實質(zhì)性改善，其中約23%的教師可以給出理由論證技術(shù)如何支持學(xué)生發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，如信息技術(shù)有利于學(xué)生猜想及發(fā)現(xiàn)命題，在動態(tài)變化中發(fā)現(xiàn)不變關(guān)系及規(guī)律，從對個例的研究過渡到對一般性問題的研究，更多給出了實例，如線面垂直、動點問題、平行四邊形性質(zhì)、函數(shù)性質(zhì)、圓周角定理等，有些反思了技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)的條件，集中體現(xiàn)在對任務(wù)設(shè)計的要求上。

（2）支持多重表征

課程前，95%的職前教師贊同及非常贊同技術(shù)可以支持多重表征，只有兩位職前教師對技術(shù)支持多重表征的信念處于不確定及贊同之間。課程后，這兩位職前教師的立場也發(fā)展為贊同技術(shù)可以支持多重表征。總體而言，職前教師對技術(shù)支持多重表征持有積極的信念，這種認可要強于技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。課程前維度均分4.56，課程后提高為4.60，配對樣本t檢驗指出，課程前后職前教師對技術(shù)支持多重表征的信念不存在顯著性差異（t=-1.525， p=0.135）。

在質(zhì)性調(diào)查中，課程前，約一半的職前教師沒有補充任何有關(guān)技術(shù)如何及為何支持多重表征的觀點，15%的職前教師簡要指出了技術(shù)可以進行何種表征，如直觀展示圖與表等，32.5%的職前教師指出技術(shù)實現(xiàn)不同表征之間轉(zhuǎn)換的功能，強調(diào)了不同表征的關(guān)聯(lián)。職前教師雖然認可技術(shù)支持多重表征，但對于技術(shù)如何支持多重表征以及技術(shù)如何以多重表征的實現(xiàn)促進學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)認識較為有限。

課程后，約一半職前教師改變了原有回答，約20%的教師強調(diào)了技術(shù)可以支持表征之間的關(guān)聯(lián)，進而支持學(xué)生不同表征之間的轉(zhuǎn)化，促進學(xué)生理解，約13%的教師強調(diào)了技術(shù)可以支持表達式、圖、表等多元表征，有的給出實例，如指數(shù)函數(shù)圖象及性質(zhì)、導(dǎo)數(shù)以及圓錐曲線動點問題，有的批判性反思了不同表征不一定有利于學(xué)生學(xué)習(xí)，技術(shù)要服務(wù)于內(nèi)容，服務(wù)于教學(xué)。

2.技術(shù)弊端

（1）技能損失

大部分職前教師對技術(shù)使用造成技能損失的立場介于不贊同與贊同之間，為了更好地揭示立場分布，將各職前教師在該維度的得分四舍五入取整后分析，如教師在該維度得分3.2分，則記為3分，立場為不確定。職前教師在課程前后對技術(shù)是否造成技能損失的立場如圖1所示?？傮w而言，不管課程前還是課程后，不確定及不贊同技術(shù)影響基本技能的人數(shù)居多。配對樣本t檢驗可知，課程前后職前教師對技術(shù)影響基本技能的信念不存在顯著性差異（t=0.293，p=0.771）。

在質(zhì)性調(diào)查中，更多職前教師明確表述了對技術(shù)是否影響基本技能的立場。認為技術(shù)不會影響基本技能掌握的減少到25%，有的指出技術(shù)對技能掌握有促進作用，有的強調(diào)先掌握技能再運用技術(shù)。認為技術(shù)會或可能會影響畫圖、計算等基本技能的人數(shù)大幅增加到67.5%，有的擔(dān)心技術(shù)的使用減少了技能練習(xí)機會而影響技能掌握，學(xué)生會對技術(shù)產(chǎn)生依賴而不愿練習(xí)基本技能，有的指出要合理利用技術(shù)，減少對技能的影響。

課程后，超過半數(shù)的職前教師發(fā)展了自己的觀念，認為技術(shù)不會影響基本技能的有6人，其中有的指出使用信息技術(shù)本身也是一項基本技能，可以在使用技術(shù)的過程中鍛煉其他技能，有的強調(diào)在掌握知識的基礎(chǔ)上使用技術(shù)，有的強調(diào)使用技術(shù)后手動繪圖、解題。認為技術(shù)會或可能會影響計算、繪圖、板書等基本技能的有14人，有的認為過度依賴技術(shù)會減少基本技能的訓(xùn)練，影響學(xué)生的思考，不利于考試等情境的問題解決，有的指出使用技術(shù)直接呈現(xiàn)結(jié)果，忽略了解題的過程，有的結(jié)合函數(shù)、向量等實例說明技術(shù)可能會影響基本技能，有的指出在使用技術(shù)后需通過手動做題練習(xí)基本技能。另外，有4人未明確表達立場，但強調(diào)了技術(shù)是否影響技能與教師在教學(xué)中使用技術(shù)的方法有關(guān)。

（2）盲目操作

為了更好地描述教師的觀念立場，同樣將各職前教師在該維度的得分四舍五入取整后分析。課程前，大多數(shù)職前教師不確定技術(shù)是否使學(xué)生更不動腦思考，17.5%的教師認為技術(shù)負面影響了動腦思考，5%的教師對此持不贊同立場。課程后，他們的觀念立場幾乎沒有變化，1人由認為技術(shù)負面影響了動腦思考改為反對。總體而言，課程前后，教師均不確定技術(shù)是否影響了學(xué)生動腦思考，該維度總均分由3.02變?yōu)?.05。配對樣本t檢驗可知，這種變化不存在顯著性差異（t=-0.402， p=0.690）。

在質(zhì)性調(diào)查中，大多數(shù)職前教師擔(dān)心技術(shù)可能減少學(xué)生思考，有的指出學(xué)生可能過于依賴技術(shù)輸出，也有的指出技術(shù)便利是因為省力，所以會減少思考。17.5%的人否定技術(shù)使學(xué)生不動腦，其中有的指出先思考再技術(shù)展示所以不會剝奪思考機會，也有的指出技術(shù)使用本身可以促進思考，有些則認為技術(shù)可能會促進思考，也可能導(dǎo)致學(xué)生不思考。

課程后，75%的職前教師改變了原有回答。其中，約一半明確表示更贊同或反對技術(shù)可能減少學(xué)生思考，更擔(dān)心或反對技術(shù)影響學(xué)生思考的教師數(shù)量相當(dāng)，有的認為技術(shù)直接呈現(xiàn)答案，可能會導(dǎo)致學(xué)生重結(jié)果、輕過程，形成思維懶惰性，有的則認為技術(shù)會促進學(xué)生思考和理解，如在利用技術(shù)探索發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程中，并舉出導(dǎo)數(shù)的幾何意義、黎曼積分等例子。另一半認為技術(shù)可能影響也可能促進學(xué)生思考，這與技術(shù)的使用方式相關(guān)，有的指出教師高質(zhì)量的數(shù)學(xué)任務(wù)設(shè)計會促進學(xué)生思考。

3.技術(shù)使用時機

課程前后，大多數(shù)職前教師認為使用技術(shù)前應(yīng)該事先手算掌握數(shù)學(xué)，課程后，認為技術(shù)使用前不一定先掌握數(shù)學(xué)的教師增多，如圖2所示?？傮w而言，課程前該維度總均分3.75，課程后，該維度總均分下降至3.49，配對樣本t檢驗指出，對先掌握數(shù)學(xué)后使用技術(shù)的支持度下降具有顯著性差異（t=2.415，p=0.021）。

與量化調(diào)查立場分布相同，在質(zhì)性調(diào)查中，絕大多數(shù)職前教師認為技術(shù)使用前要先掌握概念或程序，以更好地理解技術(shù)背后的原理，否則學(xué)生可能會不思考，盲目操作，不能理解概念或程序，容易依賴技術(shù)而不能獨立解決問題。個別職前教師指出不一定先掌握相關(guān)知識再使用技術(shù)，有的認為技術(shù)可以用來啟發(fā)概念或程序理解。

課程后，約半數(shù)職前教師改變了自己對技術(shù)使用時機的認識，且改變方向不同。有的認為需要先掌握數(shù)學(xué)再使用技術(shù)，以促進學(xué)生對技術(shù)背后原理的理解，規(guī)避技術(shù)導(dǎo)致學(xué)生盲目操作而不思考的弊端。有的不支持或不完全支持先掌握數(shù)學(xué)再應(yīng)用技術(shù)，認識到技術(shù)有利于學(xué)生探索概念或數(shù)學(xué)程序，可以促進數(shù)學(xué)知識的理解及掌握，掌握知識后使用技術(shù)會限制學(xué)生的發(fā)現(xiàn)和思考。

結(jié)論與啟示

職前教師認可技術(shù)支持學(xué)生發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，更認可技術(shù)支持?jǐn)?shù)學(xué)的多重表征，但是絕大多數(shù)不能論證技術(shù)如何支持學(xué)生發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，半數(shù)不能論證技術(shù)如何支持?jǐn)?shù)學(xué)的多重表征。課程后，更多職前教師可以論證自己的信念，如認識到技術(shù)有助于呈現(xiàn)及關(guān)聯(lián)圖、表、數(shù)等不同數(shù)學(xué)表征，有利于支持學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)變化中的不變規(guī)律，還有的以實例支撐自己的觀念，批判性反思技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)或多重表征的條件，但職前教師對技術(shù)支持多重表征及發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)的信念轉(zhuǎn)變不是普遍的，對技術(shù)優(yōu)勢信念有實證發(fā)展的不足一半。

相對于普遍認可信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢，職前教師對技術(shù)可能的弊端的立場更模糊也更多樣。大多數(shù)職前教師擔(dān)憂技術(shù)使用的弊端，包括減少技能練習(xí)的機會及減少學(xué)生思考。課程后，大多數(shù)職前教師發(fā)展了相關(guān)信念，但這種發(fā)展是不同方向的，既促進有些更擔(dān)心技術(shù)對技能訓(xùn)練或?qū)W生思考的負面影響，也促進有些否定這種影響，但量化研究顯示這種觀念轉(zhuǎn)變沒有統(tǒng)計學(xué)顯著性差異。很多職前教師反思了技術(shù)是否有負面影響與技術(shù)的使用方式有關(guān)。

若職前教師認可技術(shù)可以支持學(xué)生的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，即認為學(xué)生可以通過技術(shù)的使用掌握數(shù)學(xué)概念、定理等知識，那應(yīng)該支持不需要先掌握數(shù)學(xué)再使用技術(shù)。但課程前，大多數(shù)職前教師認為應(yīng)該先掌握數(shù)學(xué)再使用技術(shù)，課程后，通過量化研究顯示，職前教師對先掌握數(shù)學(xué)再使用技術(shù)的支持有顯著下降。

職前教師更容易發(fā)展有關(guān)技術(shù)優(yōu)勢的觀念，對技術(shù)可能弊端的顧慮較難減弱，但即便對技術(shù)優(yōu)勢有認知，也僅有不足一半的教師有實證性發(fā)展。因此，有關(guān)數(shù)學(xué)專用信息技術(shù)的教師培訓(xùn)要精心設(shè)置課程，不能局限于技術(shù)學(xué)習(xí)，要重點關(guān)注整合技術(shù)的教學(xué)案例選擇及對案例中技術(shù)角色的討論，促進教師反思其技術(shù)相關(guān)信念，特別是技術(shù)可能的弊端及使用時機。本研究發(fā)現(xiàn)有關(guān)技術(shù)支持發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)的案例支持了職前教師對技術(shù)價值的認識，也推動了教師對技術(shù)使用時機持有更加建構(gòu)主義的立場，但如何設(shè)計課程以更有效地促進教師信息技術(shù)觀發(fā)展還需進一步研究。

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作者簡介：孫丹丹，博士，山東師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向為數(shù)學(xué)教育心理、數(shù)學(xué)教師教育。孫鑫鑫，碩士研究生，山東師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院，主要研究方向為學(xué)生數(shù)學(xué)情感。

基金項目：2022年度江蘇省高校哲學(xué)社會科學(xué)研究一般項目“中小學(xué)教師學(xué)科育德能力評價指標(biāo)體系構(gòu)建研究”（2022SJYB1444）。