STEAM视角下中小学机器人教师胜任力研究*

2021-06-25宿庆

中国教育信息化·基础教育 2021年5期

宿庆

摘要：随着基础教育改革的不断推进，STEAM教育、创客教育等新的教育形式日益受到人们的关注，中小学机器人教育作为整合STEAM相关学科的教育形态也得到了长足发展。文章通过胜任力研究领域常用的行为事件访谈法（BEI）对从事中小学机器人教育的教师胜任力展开研究，通过文献梳理、访谈总结、调查厘定，最终形成机器人相关专业知识与技能、扎实的STEAM学科知识、课程深度开发与实施度等15项鉴别性胜任特征，并提出其在教师选拔、培训、评价上的应用建议，以期对从事中小学机器人教育的教师胜任能力提供理论依据。

关键词：中小学机器人教师;STEAM;胜任力;BEI

中图分类号：G451 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2021）10-0022-06

一、引言

2018年，《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》明确指出，新时代教师要主动适应信息化、人工智能等新技术变革，积极有效地开展教育教学。[1]随着人工智能、大数据等信息技术对人们工作、生活、学习的深入影响，作为承担着塑造灵魂、塑造生命、塑造人，培养新时代的建设者和接班人使命的教师，胜任时代发展对人才培养的新需求非常重要。

自机器人教育进入我国中小学以来，在各类竞赛的推动下蓬勃发展。在实践中，中小学机器人教师大多是由信息技术相关专业背景（如计算机、信息技术、教育技术、电子技术等）组成，专业对口状况较好。[2]机器人课程作为融入包括科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）等多学科知识的一门综合课程，以解决真实问题进而培养学生高阶思维能力为目标，对教师能力的要求必然要高于传统的信息技术课程，对教师也极具挑战性。在实践中，很多在中小学机器人教育中取得较好成果的教师表现出了很强的胜任能力。因此厘清什么样的教师能够胜任中小学机器人教育，可为教师的选择、培训提供支持。

本研究引入管理学中构建胜任力的有关理论和方法，针对中小学机器人教师，使用行为事件访谈法建立中小学机器人教师胜任力指标，以期为职前培养和职后培训提供支持。

二、胜任力与教师胜任力的研究

1.胜任力

胜任力是指与工作和工作绩效或生活中其他重要成果直接相关或相联系的知识、技能、特质或动机。[3]可以说，胜任力是在某一工作中将优秀者和表现平平者区分开来的动机、特质、能力、价值观特征。有关胜任力的研究最早始于管理学领域，John Flanagan明确提出通过观察个体在关键事件中行为表现确定胜任力的研究方法。1973年，美国哈佛大学教授McClelland在其《测量胜任力而非智力》一文中，首次提出了胜任力这一概念，指出利用对胜任力特征的测试替代成绩、智力等测验，以达到预测职业成就的目的。随后，胜任力领域的理论和研究不断深化，逐渐成为心理学、管理学和教育学领域的热点问题，得到了学界的普遍关注。

2.教师胜任力

教育领域的胜任力研究始于对校长等教育管理者的研究。20世纪70年代后期，美国针对校长的胜任力开展研究，将其绩效分为优秀、一般、不合格三种类型，并认为管理者的优异工作成就由某些特殊能力和行为决定的。英国于20世纪80年代开展胜任力的研究，主张胜任力不以优秀为起点，认为达到一般工作表现就算胜任，构建了具有英国特色的侧重技能和行为、职业资格、素养和特质的教育管理者胜任力模型。

随着研究的不断深入，教育领域胜任力的研究逐渐转向对教师的素质结构、优秀教师的特征、专家型教师的特质等方面的研究，进而探讨教师胜任力及其特征。如美国学者Symonds提出学生喜欢的教师具有亲童性、安全感、个人组织能力和综合能力的胜任力特征。澳大利亚国家教学委员会（NPQTL）提出包括使用和发展专业知识与价值、与学生和他人沟通互动共同工作、计划和管理教学过程、监控评估学生的进步和学习成果、对连续性的进步进行反思评估和计划等胜任力特征。教师胜任力也指教師个体具备的、与实施有效、成功教学有关的一种专业知识、专业技能和专业价值观。[4]

3.有关教师胜任力研究

国内关于教师胜任力的研究主要包括：

第一，对教师胜任力进行理论性阐释，如蔡永红等认为教师胜任力是对教师所需要的素质或胜任力的评估，主要涵盖教师知道些什么，用于把控教师职前教育的进程和评估教师培训的效果。[5]邢强等将教师胜任力定义为教师从事成功教学的必要条件和教师培养的目标。[6]

第二，聚焦于特定教师岗位的胜任力研究，如韩曼茹等提出中学班主任应具备的12项胜任力特征。[7]顾倩等对大学辅导员的胜任力现状进行研究，并提出其在性别、院校、年级之间的差异。

第三，从教师工作中的某一角色来关注教师胜任力研究，如张敏等就教师作为合作者的胜任特征进行了调查，指出教师与学生在合作者胜任特征方面存在的差异。[8]林立杰等对大学知识工作者的个体胜任力进行研究，指出大学知识工作者个体胜任力包括元能力，价值、品质与特质，情感能力，行为能力和知识能力五个维度。[9]同时，林立杰等还基于高校知识工作者胜任力要素，提出了一种高校知识工作者胜任力的评价方法。[10]

本研究针对中小学机器人教师这一特定角色，采用行为事件访谈法构建从事机器人教育的教师应具备的胜任力特征。行为事件访谈法（Behavioral Event Interview，BEI）是常用的构建胜任力特征的方法，旨在通过基于行为事件的访谈，让受访者详细回顾自己在从事相关职业中发生过的与工作相关的典型“行为事件”，并通过发掘事件背后隐藏的行为特征，从而得到与优秀绩效相关的胜任力特征。[11]在描述一个完整的行为事件时，通常会借助STAR分析工具，对行为事件发生的情境、行为、感受等关键内容进行描述[12]，具体如表1所示。

三、研究设计

1.从文献中初步获取中小学机器人教师的胜任力特征项目

本研究以“中小学教师胜任力”“信息技术教师胜任力”“中小学机器人教师能力”“STEAM教育”“STEAM教师”等为关键词进行文献搜索，选取符合研究要求的描述、能力和胜任力，形成STEAM视角下的中小学机器人教师胜任力的初步体系。

2.从行为事件访谈中完善中小学机器人教师的胜任力特征项目

利用行为事件访谈法，对胜任力特征进行不断完善和补充。通过对相关人员在事件中表现出的行为特征、能力特点进行编码，进一步补充胜任力特征体系。

3.用问卷调查法筛选确定胜任力特征

本研究将通过文献法和行为事件访谈法得到的胜任力特征作为胜任力特征项目，编制检核表，发放问卷，通过数据分析最终确定STEAM视角下的中小学机器人教师胜任力特征。

四、STEAM视角下中小学机器人教师胜任力特征的构建

1.从文献中初步获取中小学机器人教师胜任力特征

从事中小学机器人教育的教师首先应具有教师的普通核心素质，还应具有中小学机器人教育所需的特殊能力，才能成为一名中小学机器人教师。如前文所述，中小学机器人教育多整合科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）等学科知识，从事中小学机器人教育的教师应综合考虑STEAM以及相关学科教师应具备的能力或特征。

本研究以“中小学教师胜任力”“信息技术教师胜任力”“STEAM教育”“STEAM教师”等关键词进行文献梳理。就中小学教师胜任力而言，徐建平等通过研究构建了包括组织管理能力等在内的11项基础性特征和提升的动力等在内的鉴别性胜任特征[13]，如表2所示。其中，基准性胜任力特征为教师共同拥有、合格教师必须具备的，是对教师工作的基本要求。鉴别性胜任特征则是作为一名优秀教师应具有的高水平的胜任特征。

郭春才针对信息化环境的构成要素及其相互关系，构建信息化教育环境下教师的胜任力特征，提出在信息环境下教师应具有媒介素养、组织素养、学习素养和媒传素养四个胜任力特征。[14]媒介素养是指教师使用媒体的能力，主要包括硬件使用和资源应用的能力。组织素养是指教师通过媒体组织管理学生的能力，包括如何在信息化环境下组织“人—机”“人—人”互动。学习素养是教师的数字化学习能力。媒传素养则是教师的数字化教学能力。

王强针对我国K-12阶段教师的胜任力结构进行实证研究，提出学科体系的熟练掌握度、专业承诺与组织融入度、学生心理理解与引导、教学环境营造与调控、灵活的评价手段、教育技术与教学的整合度、课程深度开发与实施度、学科融合为学生实践理解的促进力。[15]李慧亭针对信息技术教师提出了包括机房管理能力、软硬件设备维护和使用技能、分析处理教材的能力、课程开发的能力、信息技术素养、教学资源的开发和利用能力、教学测评能力、团队合作能力等胜任力特征。[16]

近年来，随着中小学创客教育和STEAM教育实践的不断深入，有学者也开展了面向创客教育、STEAM教育的教师胜任力的研究。张瑞敏提出项目活动设计的能力、探究意识、课程设计和开发的技能、扎实的STEAM学科知识、动手操作能力、启发学生思维的能力、整合知识的能力、成就动机、耐挫性、乐于分享等鉴别性胜任特征。[17]康毅对STEAM教师的胜任力开展研究，提出了包括STEAM教育理念、创客精神、获取和整合信息的能力、扎实的STEAM学科知识、多学科知识结构、多元评价方式、学科之间的整合能力、团队合作能力、项目和活动设计的知识、操作性知识、发现问题并解决问题的能力、干预探究和尝试作为鉴别性特征。[18]常会玲等对中小学机器人教师的知识和能力结构开展研究，提出由包括程序设计知识、单片机相关知识、机械设计方面知识等在内的专业知识以及教育学理论知识、心理学理论知识在内的基础知识构成的知识结构，还有由编程能力、设计能力、实践操作能力、创新能力构成的專业能力和信息技术能力构成的基本能力，上述专业能力和基本能力共同构成中小学机器人教师的能力结构。[19]

根据已有的研究，本研究初步提出中小学机器人教师的胜任力特征项目，包括教学设计的相关知识、课程设计与开发技能、多元评价手段的灵活掌握度、扎实的STEAM学科知识等28项特征项目，作为开展行为事件访谈、构建胜任力模型的理论框架。

2.从行为事件访谈中完善胜任力特征项目

由于中小学机器人教师的特殊性，为了确保提取的胜任力特征的完整性，本研究利用行为事件访谈法，对胜任力特征进行了补充和完善。本研究通过现场访谈和电话访谈的方式进行，并真实地转录为文字稿件以便分析。

本文通过面对面和网络访谈共调查了来自甘肃、陕西、四川、河南的10名优秀的中小学机器人教师，如表3所示。其中，教师获得国家级荣誉共计6人，包括中国青少年机器人竞赛优秀教练员、全国中小学生电脑制作活动优秀指导教师、WRO机器人竞赛优秀教练员等;获得省级荣誉共计4人，包括所在省份的青少年机器人竞赛、电脑制作活动等的优秀教练员、优秀指导教师。

访谈资料利用行为事件访谈法常用的STAR工具进行编制和分析，编码在不同情境、针对不同问题，通过归纳、辨别和区分，提出胜任力关键词，充实胜任力特征项目，如表4所示。通过对行为事件访谈资料的编码、分析，最终将关注学生的兴趣、轻结果重学生能力、引导和帮助学生发现自己、心理疏导、充足的事前准备、学会取舍等项目补充为胜任力特征。

3.利用问卷调查法筛选胜任力特征

在文献研究和行为事件访谈分析获得的胜任力特征的基础上，编制《中小学机器人教师胜任力特征核检表》，发放问卷并对初步形成的胜任力特征进行筛选，得到最终的胜任力特征。问卷通过问卷星网络平台发放，共收到有效问卷74份。

对收集到的胜任力特征进行重要度分析，将问卷获取的信息利用SPSS软件进行频数分析，根据统计分析结果筛选胜任力的特征，保留平均值大于0.35的胜任特征，得到最终的中小学机器人教师胜任力特征（见表5）。

胜任力特征频率体现了该特征项目构成中小学机器人教师胜任力的重要程度，把所有的指标进行筛选，将频率低于0.35的特征项目删除，保留频率大于或等于0.35的特征项目，作为最终的中小学机器人教师胜任力特征。经过筛选，本研究保留表5中的22项指标作为最终的中小学机器人教师胜任力指标。中小学机器人教师不仅应当具备普通教师的胜任特征，又应具备特殊的胜任特征，这就需要将胜任力特征进行分类，分为基准性特征和鉴别性特征。经文献研究、行为事件访谈和问卷调查，将上述22个胜任特征进行划分（见表6）。

五、中小学机器人教师胜任力特征的应用建议

管理学中的胜任力具有选拔人、培育人、留用人等功能，同样，教师胜任力也具有这些功能，可以利用它选拔教师、培养教师、留用教师。教师胜任力不仅指出了优秀教师应具备的胜任特征，还为教师的成长和发展指明了方向。

1.用于中小学机器人教师的选拔

教师的选聘直接关系到学校的教育质量、学生的发展。因此，严格把关教师准入口，选拔能够胜任工作的优秀人才进入教师队伍至关重要。不同于传统学科教师，中小学机器人教师作为时代发展的新角色，无论是师范生的培养还是教师的选聘都是一个“新课题”。除了具有教师的一般胜任特征，诸如教育学和心理学的知识、爱岗敬业、师德高尚、先进的教育理念等特征之外，还应具备特殊的鉴别性胜任特征。因此，在对中小学机器人教师的选拔中，要深入考察教师的机器人相关专业知识与技能、STEAM学科知识、创新意识、课程设计与开发技能等胜任特征，做到不根据单一的评价指标进行筛选，只有这样才能选出合格的中小学机器人教师。

2.用于中小学机器人教师的培训

教师的职后成长除了自己努力学习之外，还有专业的培训。近年来，随着STEAM教育实践、创客教育实践在我国的不断深入，越来越多的学校通过开设机器人教育相关课程展开探索。然而，真正意义上的中小学机器人教师并不多，从学科背景上来看，承担中小学机器人教育的教师大多为计算机、教育技术、电子技术、物理等学科背景，或聘请企业工作人员担任，严格意义上说还没有真正意义上的中小学机器人教师。

从职后培训上来看，目前的中小学机器人教师培训主要以竞赛规则、设备使用等为主，较少涉及如STEAM教育理念、课程设计与开发、启发学生思维能力等知识。开展职后培训前，首先应该知道教师应具备什么样的能力和素养。本研究聚焦的中小学机器人教师胜任力正是对这一问题的回答，涉及的胜任力特征可以作为中小学机器人教师培训的标准。

在培训开展前，首先了解目前中小学机器人教师实际具备的能力，然后通过与胜任力特征进行对比，确定教师的差距，进而制定培训方案、培训目标以及培训课程;最后，在实践培训方案中不断对比中小学胜任力特征，缩小与目标的差距，促使教师达到胜任力特征的要求，成为一名合格的、胜任的中小学机器人教师。

3.用于中小学机器人教师的评价

通过对教师各项能力指标的考核，可以让教师对自己有一个准确的认知，找到自己和优秀教师的差距，然后有目的地制定个人发展目标。[20]同时对教师的考核，可以帮助学校和教育管理部门了解教师能力水平和差距，针对教师与优秀教师、胜任教师之间的差距，分析原因并提供相应措施，制定激励政策或培训计划，促进教师专业化发展。

中小學机器人教师的胜任力特征可以反馈教师评价结果，对教师的评价考核更加全面、科学，不仅考核中小学机器人教师作为教师的一般胜任特征，更重要的是对其作为承担中小学机器人教育者的鉴别性胜任特征进行全面细致的考核，更加重视深层次地考核教师的内部胜任力。因此，利用中小学生机器人教师胜任力特征对教师进行考核评价，范围更广、更细、更具针对性，对于甄别教师优劣、促进教师专业化发展具有重要意义。

参考文献：

[1]新华社.中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/2018-01/31/content_5262659.htm.

[2]钟柏昌，张禄.我国中小学机器人教育的现状调查与分析[J].中国电化教育，2015（7）：101-107.

[3]McClelland， David C.Testing for competence rather than for "intelligence"[J].American Psychologist，1973，28（1）：1-14.

[4]Olson C O ， Wyett J L .Teachers Need Affective Competencies[J].Project Innovation Summer，2000（7）：30-33.

[5]蔡永红，黄天元.教师评价研究的缘起、问题及发展趋势[J].北京师范大学学报（社会科学版），2003（1）：130-136.

[6]邢强，孟卫青.未来教师胜任力测评：原理和技术[J].开放教育研究，2003（4）：39-42.

[7]韩曼茹，杨继平.中学班主任胜任力的初步研究[J].教育理论与实践，2006（2）：59-61.

[8]张敏，骆一伟.教师作为合作者胜任特质的现状调查与分析[J].江西教育科研，2004（10）：32-34.

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[10]林立杰，王智祥，高俊山.高校知识工作者胜任力评价方法[J].江西理工大学学报，2007（1）：63-66.

[11]徐建平.教师胜任力模型与测评研究[D].北京：北京师范大学，2004.