《普通化学》授课教师信息化教学技能培养研究*

顾雪凡，魏 君，苏碧云，黄 剑，李 红

（西安石油大学 化学化工学院，陕西 西安 710065）

教育信息化的发展水平是教育现代化的标志之一，“以信息化促进人才培养模式创新”是教育部对本科院校育人的核心要求之一，信息技术与学科课程整合是我国高等教育教学改革的热点。2011 年《关于推进教师教育信息化建设的意见》为在职教师“信息技术与教育的深度融合能力”指明了方向[1]。

在化学学科教学中，教师在“互联网+教育”环境下对相应理论知识储备、平台认知水平以及专业工具使用相对薄弱，与教育现代化的要求和学校日臻完备的硬件条件之间存在差距[2]。本文以信息技术与《普通化学》课堂教学的整合为切入点，探讨信息化背景下本校《普通化学》课程组在职教师信息化教学技能的培养。

一、在职教师信息化教学技能的要求与现状

1.教师技术基础标准

依据国际教育技术协会（International Society for Technology in Education，简称ISTE）所制定的教师技术基础标准（Foundation in Technology for All Teachers:Foundation Standards）提升在职教师业务能力，使信息技术有效地融入其所在学科课程教学中，主要包括以下三方面内容[3]：

（1）计算机技术的基本操作。在职教师需具备独立使用计算机系统运行软件的技能，能够获取、处理、发掘、发布数据，能够在一定程度上评价计算机系统的硬件和软件运行质量。

（2）信息技术用于课堂教学。在职教师应具备使用相关信息技术支持相应领域教学活动的能力。在职教师应逐步规划将多种软件、工具、应用开发技术整合于课程教学单元。甄选的教学策略应满足各类学习对象的需求，符合不同评价机制的要求。

（3）信息技术用于专业领域。鼓励在职教师参与终身教育活动，积极促进平等、合法地应用信息技术与资源。在职教师需应用相关信息技术和专业工具提升自身专业素养，提高工作效率，不仅能够利用信息技术研究和解决专业领域学科问题，更要将其应用于有效交流、深度合作以及团队建设。

2.信息化教学知能结构概述

教师是构建和谐教学信息化环境的关键因素。教育信息化赋予了教师在开展教学活动中新的知识结构与能力素养要求，国内外研究者、教育管理者及一线教师对此高度关注。其中，以舒尔曼学科教学法知识（PCK）为基础，由美国密歇根州立大学Puny Mishra 和Matthew J.Koehler 所提出的“技术—教学法—内容”（TPACK）知识框架，是一种融合技术的学科教学法知识体系，明确指出了现代教育技术支持下教师信息化教学知能结构[4]。TPACK 体系包含技术知识（Technology Knowledge，简称TK）、学科知识（Content Knowledge，简称CK）以及教学法知识（Pedagogy Knowledge，简称PK）。

鉴于TPACK 内涵是关于教育技术、学科内容以及一般教学法相互关系的教师知能结构理论框架，教育信息技术要内化于教师自身的学科教学知识体系与教学活动中。在此视域下，《普通化学》授课教师的信息化教学知能结构应包含五个相互联系的要素：技术与学科深度整合的统领性理念，整合技术的课程知识内容，整合技术的教学模式，整合技术的教学设计与艺术，整合技术的教学效果评价。

3.课程组教师信息化教学知能结构现状

TPACK 知识框架对于教师信息化教学技能的培养提供了很好的借鉴。对《普通化学》课程组13 位在职授课教师信息化教学知能结构现状进行调研与分析。如图1 所示，教师自我评价结果中，单项知识自评得分在78-85 分范围内（PK79.49、CK84.62、TK78.85）；整合技术的学科内容知识（TPK）、整合学科的教学法知识（PCK）以及整合技术的教学法知识（TCK）得分则明显降低，分别为71.15、69.23、72.12 分。

进一步通过访谈了解到，在接受问卷调查的13 名教师中，6 名教龄为1-3 年的青年教师（均具有博士学位）对于PCK 和TCK 相关教学技能的培训与提高愿望迫切；5 名教龄在11 年及以上的中年教师更希望获得TPK 和TCK 的学习与交流。立足课程组在职授课教师信息化教学知能结构现状，结合教师自身学科专业背景，通过课程组教学法活动研讨，以及学校各级职能部门组织的交流与培训，学院对《普通化学》课程组授课教师信息化教学技能进行有的放矢的培养与提高。

二、信息技术与《普通化学》课堂教学的整合

1.《普通化学》的课程性质和目的

《普通化学》是我校工科非化学化工专业实施化学教育的基础课程，是培养“基础扎实、知识面宽、能力强、素质高”的高级工程科技人才所必需的素质教育课程。课程通过物质结构及性质、化学热力学与动力学等化学反应的基础理论、基本规律的讲授，辅以化学实验教学，使学生了解当代化学的基本理论、基本知识，掌握化学实验的基本技能，以期能够在工程技术中以化学的观点认识物质变化的现象，对与化学有关的工程技术实际问题具有初步分析的能力。本课程教学活动旨在培养学生正确的科学观、科学的社会观，不断提高学生科学思维方法和创新能力。

2.信息技术与《普通化学》课堂教学的整合策略

该课程以化学基本原理为主线，介绍热化学、化学热力学、化学动力学、水化学和电化学[5]。以物质结构理论为主线，介绍原子结构、化学键、晶体结构，并有针对性地介绍元素化学与无机材料及高分子化合物。根据课程不同章节知识体系特征，教师有意识地选取相应优势化信息技术满足不同教学模式的需求，实现抽象概念的可视化表达，达到课堂互动、因材施教、提高课堂教学效果的要求[6][7]。如图2 所示，《普通化学》共40 学时，其中理论课32 学时，课内实验8 学时。理论课程主要包括“化学反应基本原理及反应”和“物质结构理论及物质性质”两大部分，前者包含化学热力学、化学动力学范畴基础理论及其在水溶液体系和电化学中的应用，后者基于物质结构近代理论学习不同尺度物质结构及性质。

图2 信息技术与《普通化学》课堂教学的整合策略

依据不同的知识内容特征采取不同的教学策略。例如化学热力学、化学动力学中较为晦涩的“基础理论”授课采取翻转课堂教学模式，物质结构基础中“物质微观结构”采取微课程视频辅助课堂教学，“基础理论的应用”利用智慧教室学习和讨论。对应不同的教学模式，进行不同的教学设计，优选软件工具制作不同的电子授课资料。例如利用Videograph 录制微课程视频，利用ChemSketch 进行物质结构相关绘图。混合式教学模式对授课教师的信息化教学技能提出新的要求。

三、《普通化学》课程组教师信息化教学技能的培养

近三年内，课程组教师主要通过理论学习、工具培训、工作实践等途径快速接纳掌握信息技术，更新完善自身教学图式，从而实现信息技术与所授课程的深度整合，实现在职教师的专业发展与自我提高。

1.深化理论学习

实现信息技术与学科课程的整合需要建设一支综合素质高、专业能力强的梯队教师团队。《普通化学》课程组现有授课教师均获得博士学位（除1 人博士在读），科研方向均属化学相关领域，具有过硬的学科专业背景。课程组根据课堂教学阶段性进展情况，开展教学法知识理论学习与研讨活动。学校教师工作部、教师发展中心等职能部门对新入职教师进行岗前培训与考核，对在职教师不定期举办相关理论系列讲座、软件培训、前沿知识研讨会等，并搭建与其他院校开展工作交流的平台。教务处适时更新完善教学硬件、建设智慧教室、立项教育信息化类教改项目。课程组教师通过自主学习和交流互助，进阶完成了以“信息化教学知能结构”为导向的教学技能深化学习与培训。

2.定期工具培训

伴随信息技术的迅猛发展，全媒体是新型信息化教育环境的显著特点。作为一种多媒体、多平台、多终端、多网络叠加的新模式，全媒体为高等教育现代化提供了广阔空间[8]。信息表现形态、传递方式、承载平台日益丰富多样，复合型信息共享空间理念和实践模式迅速融入现代教育信息技术中[9]。因此，信息技术支持的教师教学技能的提高与自身专业发展需要技术革新的护航。

鉴于此，校、院、系各级职能部门对在职教师进行了短期、中长期技能素质培训的规划与安排、考核与奖惩。积极关注、引进各类教育信息技术，对在职教师开设软件利用、网络运行等针对性培训与业务学习。旨在使教师能够综合运用各类软件（ScienceWord、EndNote、ChemSketch、ChemLab、ISlS/Draw、3dmax、Videograph 等）完善电子教学资源，达到教师技术基础标准。此外，学校亦定期完备现有多媒体教室设施、开放智慧课堂，以匹配教师不断增强的信息化教学技能。

3.立足工作实践

目前，《普通化学》课程组教师课堂教学为多媒体计算机教室授课。课程组教师在日常课堂教学中积累了大量的信息化教学经验。此外，学校和学院鼓励在职教师结合课程不同章节知识点特征进行信息技术支持的课堂教学创新；在课堂教学比赛活动中增大信息化教学手段权重；积极组织开展微课程大赛，立项以翻转课堂为代表的教学新模式教改项目，建立明确的奖惩制度，以充分调动教师的主动性和创造性。

四、近三年培养反馈

学校基于上述策略和途径，对《普通化学》课程组教师信息化教学技能进行了培养，并对13 名教师进行问卷调查回访（见表1）。92.31%的教师认同信息技术是专业素质的必要组成部分，经过相关培训能够提升课程教学水平。所有教师对于课程组教学法研讨、公开课观摩表示充分肯定。84.62%表示能够从学校职能部门组织的讲座、会议、培训等多种形式的培养中获取信息化教学知识与方法工具。84.62%有信心实现课堂教学内容、信息技术和教学方法的有效融合。我校立足课程组教师信息化教学技能现状，结合《普通化学》课程自身特点，坚持长期分层次、全方位地培养教师信息化教学技能，对于促进教师专业发展和提高课堂教学质量大有裨益。

表1 课程组教师对信息化教学技能培养的调查反馈意见