智能时代的教师信息技术应用能力深度发展研究*

杨 琳 吴鹏泽

（1.广州大学 网络与现代教育技术中心，广东 广州 510006；2.华南师范大学 教育信息技术学院，广东 广州 510631）

一、引言

自2019年《教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》发布以来，教师的信息技术应用能力发展再次被提到新的高度，同时，人工智能等新型信息技术的发展，也为教师的信息化教学赋予了新内涵。智能时代的教师角色应该是学生成长数据的分析师、智能教育的实施者、深度学习的引导者[1]，教师需要具备技术认知、创新教学、人机协同、资源整合、数据应用、伦理安全等方面的素养[2]。《教育部关于实施卓越教师培养计划2.0的意见》的主要改革任务中的“建设开发一批交互性、情境化的教师教育课程资源”、“推广翻转课堂、混合式教学等新型教学模式”、“利用大数据、云计算等技术，对课程教学实施情况进行监测”等也回应了“技术认知”、“创新教学”及“数据应用”等教师素养。而智能时代教师素养的新需求，与深度学习注重“迁移”、“创新”的本质不谋而合。因此，本研究提出从深度学习视角深入理解教师信息化教学能力发展着力点，从而为教师信息化教学能力发展路径创新提供理论支撑。

二、相关研究综述

（一）教师信息技术应用能力构成要素分析

关于教师信息技术应用能力标准，我国制定的最新标准是《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》，已有研究一部分是基于该标准展开理论拓展及应用研究，另一部分则以国际相关能力标准如ISTE2017版《教育者标准》等为依据进行本土化迁移研究。教育部教师工作司依据《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》，分别针对多媒体教学环境、混合学习环境和智慧学习环境从学情分析、教学设计、学法指导和学业评价四个方面建构了“中小学教师信息化教育教学能力发展框架”[3]。张屹等基于《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》，应用结构方程模型法验证了技术素养、计划与准备、组织与管理、评估与诊断、学习与发展五个潜变量均是影响中小学教师信息技术应用能力的关键因素[4]。王永军基于美国国际教育技术协会（ISTE）发布的新版《教育者标准》，从“创新应用”的视角提出了包含创新设计者、学习促进者、建设性评价者、主动学习者、积极合作者、模范示范者等能力维度的中小学教师信息技术创新应用能力框架[5]，该框架相对之前的研究而言，体现了“为学生学习赋权”的思想，强调了“创新应用”。

（二）教师信息技术应用能力迁移研究

关于教师信息技术应用能力迁移的研究，有些研究是对迁移的影响因素进行系统性研究，如徐鹏等构建了教师信息技术应用能力迁移影响因子模型：通过结构方程模型方法构建包含学校因素、培训因素、自我效能因素和动机因素等的教师信息技术应用能力迁移影响因素模型[6]，黄慕雄等以扎根理论为指导，从个人因素、培训内容与实施因素和外部环境因素三个方面构建了教师信息化教学技能学用转化因素模型[7]；另一类研究是探究非认知因素与“能力迁移”之间的相关性。Jason T．Abbitt通过回归分析发现教师在教学过程中整合技术的自我效能与信息技术应用能力迁移之间存在明显的相关关系[8]；Joyce Hwee，Ling Koh发现培训后的在线支持与教师信息技术应用能力迁移明显正相关[9]。徐鹏等基于成就目标理论，进行了动机因素对教师信息技术应用能力迁移的影响路径和机制的研究，研究发现掌握趋近目标对教师信息技术应用能力迁移的影响较大[10]。

（三）教师信息技术应用能力发展新路径研究

赵俊等从学习生成视角研究教师信息技术应用能力可持续发展的路径及方略[11]；梁茜基于TALIS 2018 的调查数据，运用方差分析和多元线性回归方法分析发现，不同性别和学历的教师信息技术应用能力表现没有显著差异，教龄越高的教师信息技术应用能力越强；正式的资格证书或学位培训、参观考察以及加入教师专业发展学习小组等对教师信息技术应用能力的正向影响更大。基于此，该研究提出应不断深化信息技术能力培训的实践导向、促进多元主体的参与、构建系统化的信息技术能力学习路径及重视经验型教师的引导作用等策略[12]。李彦敏针对教师信息技术应用能力在动机层、技能层、策略层和保障层等方面的困境提出四项优化策略：狠抓信息化领导力，提高应用意识；注意内容分层，满足需求差异；注重过程优化，促进深度参与；落实保障机制，促进应用创新[13]。

由上述文献分析可以看出，我国教师信息技术应用能力从发展阶段而言，跨越了技术操作和技术整合的初级阶段，随着教育信息化2.0的深入发展进入了技术融合和技术创新应用阶段。关于教师的信息技术能力构成研究，研究者也进行了适应性研究，提出以“创新应用”为重点关注。关于教师信息技术应用能力的发展质量问题，大部分研究者关注的是培训或研修的迁移问题。而“为迁移而学”是深度学习的目的，即如何迁移应用课堂所学让学生在未来的工作和生活中获得成功（National Research Council，2012）。因此，本研究提出从深度学习的视角剖析教师信息化教学能力框架，以探寻教师信息化教学发展的有效路径。

三、深度学习视角的教师信息技术应用能力分析

关于教师信息技术应用能力的分类，以往的相关研究多是从具体的教学环节入手，如《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》包含技术素养、计划与准备、组织与管理、评估与诊断、学习与发展五个维度，从设计、实施及评价三个主要教学环节进行界定；“中小学教师信息化教育教学能力发展框架”沿用了《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》的基本思路，从教师教学过程着手定义教师的能力发展框架，分别为学情分析、教学设计、学法指导和学业评价。而要保障教师信息技术应用能力深度发展的目标，有必要从深度学习的角度理解其学习结果。

（一）教师信息技术应用能力的深度学习结果分类方法

根据深度学习的内涵研究，深度学习的表征可以归类为认知、行为和情感三个维度，认知维度主要表现为分析质疑和迁移创新，行为维度主要表现为自主性行为和创造性行为，情感维度主要表现为情感升华和情感内化[14]。本研究着眼于从学习结果的视角理解深度学习，并重点关注认知维度的学习结果。深度学习在认知维度强调学习者掌握非结构化知识、形成批判性思维、主动建构知识体系、有效进行迁移应用及解决实际问题[15]，姚佳佳对深度学习能力框架、深度学习机会与结果学生问卷、深度学习力评估模型及数字化学习环境下的深度学习量表等深度学习结果评价工具进行了评级内容分析[16]，王天平等用扎根理论形成了教师视野中学生深度学习状态表征体系，将认知维度的表征分为记忆信息、提取要素、概括论证、关联整合、分析解释、推理质疑、直觉联想、迁移应用和构建模型。经提取核心关键词发现，深度学习结果主要体现为：知识建构、迁移应用、解决问题、评价创造。

对于教师的信息技术应用能力这一主体，知识建构主要表征的是教师能够在“信息化教学”主题相关的新知识和原有知识之间建立联系，掌握信息化教学环境中实现教学创新的复杂概念、深层知识等非结构化知识；迁移应用是指教师能够以学习者的身份对信息化教学培训研讨等相关学习情境深入分析，判断学习中的关键要素，能在相似情境中应用所习得的知识，也能在新情境中分析判断差异并实现迁移运用；解决问题是指教师在面对信息化教学实践中的复杂问题时，能够明确地识别问题、形成问题解决方案并有效解决问题；评价创新则是指教师可以对个人的信息化教学实践进行深入的自我评价，并能在原有知识体系基础上实现新的概念创生，形成信息化教学设计、实施及评价等方面的创新性知识。

（二）教师信息技术应用能力深度发展结果分析

1.中小学教师信息化教育教学能力发展框架基本内容

教育部教师工作司在《全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0校本应用考核指南》中提出了“中小学教师信息化教育教学能力发展框架”，分别对多媒体教学环境、混合学习环境及智慧学习环境中教师的信息化教学能力进行了界定，其中多媒体教学环境下的教师信息化教学能力包括“技术支持的学情分析”等13项内容，用A1—A13表示；混合学习环境下的教师信息化教学能力包括“技术支持的发现与解决问题”等10项内容，用B1—B10表示；智慧学习环境下的教师信息化教学能力包括“跨学科学习活动设计”、“创新解决问题的方法”等7项内容，用C1—C7表示，如表1所示。虽然该能力框架分为三类信息技术环境进行能力点的呈现，但三者之间是递进和包含的关系，即混合学习环境中的能力点是基于多媒体教学环境能力基础上的延伸，智慧学习环境中的能力点是上述两者之上的高阶要求。

表1 中小学教师信息化教育教学能力发展框架[17]

2.中小学教师信息化教育教学能力发展框架的深度学习内容分析

本研究邀请3位相关研究人员，对“中小学教师信息化教育教学能力发展框架”所界定的30项信息化教学能力与深度学习结果之间的对应关系进行分析。为了保证内容分析的信度，由两位研究者分别对“中小学教师信息化教育教学能力发展框架”中的能力项进行分析，每人需要做30次评判。经过独立评判后，分析结果相互同意的类目数为26个。根据内容分析信度公式R=（n×K）/（1+（n -1）×K），平均相互同意度K=2M/（N1+N2），M是彼此同意的栏目数，N1是第一位研究者分析的类目总数，N2是第二位研究者分析的类目总数，计算出平均相互同意度K是0.87，信度R为0.93。对于2位研究者意见不一致的类目采用协商讨论和征询第三位研究者的方式明确对应关系如图1。

图1 中小学教师信息化教育教学能力的深度学习对应图

（1）横轴分析：深度学习程度分析

深度学习程度分别为：知识建构、迁移应用、问题解决和评价创造。从图1可以看出，“中小学教师信息化教育教学能力发展框架”的大多数内容集中在“迁移应用”层面，即教师在这些能力的学习与发展方面，更关注的应该是教学实践中的迁移应用，这些能力包括多媒体教学环境中技术支持的课堂导入、课堂讲授、总结提升、方法指导，评价量规设计与应用和评价数据的伴随性采集。混合学习环境中的“探究型学习活动设计、技术支持的发现与解决问题、学习小组组织与管理、技术支持的展示交流、档案袋评价”都分布在“迁移应用”，需要教师能在混合学习环境中有效开展教学活动设计、活动实施及过程性评价等。智慧学习环境中“跨学科学习活动设计、创造真实学习情境和应用数据分析模型”强调了跨学科、情境创设和数据分析等能力点。

“知识建构”层面主要包含了多媒体教学环境和混合学习环境中的学情分析与教学设计维度，如技术支持的学情分析、测验与练习、数字教育资源获取与评价、演示文稿设计与制作、数字教育资源管理及微课程设计与制作。这个层面更多是基础技术操作类的技能，是信息化教学能力体系中最基础的部分。

“问题解决”层面主要集中于混合学习环境，针对相对复杂的任务，如家校交流与合作、公平管理技术资源及自评与互评活动的组织；多媒体教学环境中的数据可视化呈现与解读，也是相对复杂的能力，需要教师能够结合不同的条件及场景对数据结果进行解读；智慧学习环境中的支持学生创造性学习与表达、基于数据的个别化指导等也需要结合具体的情境、课堂状态做适应性的调整。因此，上述几个方面都归结于“问题解决”的层面，即教师除了能够在具体的实践中应用相关的新知，更需要面对复杂情境中的个别问题做实时的决策及调整。

“评价创造”属于深度学习结果的最高层次，即教师学习者在信息化教学能力的学习过程中，经历了知识建构、迁移应用、问题解决后，要能够达到概念创生，形成新的概念。“中小学教师信息化教育教学能力发展框架”中指向该层面的只有学生信息道德培养、学生信息安全意识及创新解决问题的方法、创建数据分析微模型。其中学生信息道德培养和信息安全意识指向学生非认知目标范畴，因此教师的能力发展需要经历多次的“问题解决”螺旋，形成关于非认知目标培养的“新知”；而创新解决问题的方法、创建数据分析微模型强调“创新”和“创建”本身就体现了其所对应的深度学习的目标需求。

（2）纵轴分析：信息环境下教师信息化教学能力分析

多媒体教学环境中的信息化教学能力体现的仍是重“教”的基本理念，“信息化”主要体现在技术支持的层面。由于其倡导的仍是教学的授导关系，因此，从深度学习结果来看，教师的信息化教学能力更多能达到的程度基本都集中在“知识建构”和“迁移应用”，要进一步的达到复杂问题解决和评价创造比较困难。

混合学习环境中的信息化教学能力分布在“知识建构”、“迁移应用”和“问题解决”三个层面，这些能力与多媒体教学环境中能力的最大区别在于，其不再局限于教师中心的讲授式教学模式，体现了学生的探究学习、小组学习、交流等活动。正是由于学习者主体地位的改变，教师在这样情境下的教学能力发展不再局限于知识建构和迁移应用，需要教师在具体场景中问题解决能力的发展。

智慧学习环境中的信息化教学能力体现了“跨学科”、“问题解决”、“创造性学习”及“个别化”等几个关键点，是教师教学能力的高阶需求。该层面的信息化教学能力基本平均分布在“迁移应用”、“问题解决”和“评价创造”三个层面，体现了智慧学习环境中教师信息化教学能力的高阶性，同时也体现了智慧学习环境与深度学习结果之间的契合关系。

四、基于智慧学习环境的教师信息技术应用能力发展策略

研究表明，良好的学习环境可以提高学生的学习深度，当环境要求学生使用深度策略时，会产生深度学习结果[18][19]。诸如审辨思维、沟通能力、复杂问题解决能力等深度学习能力的习得都需要学习环境的支持[20]。智慧课堂既能够关注到每位学生的学习状况，也能够照顾到学生群体间的互动情况[21]，智慧学习环境能结合学习目标、学习者个体特征及其当前学习状态适性配送学习材料、服务、工具，能全过程记录学生学习数据，可使学生的深度学习精准可视化[22]。因此，无论从个人层面的自主适性学习还是小组层面的合作研创型学习、班级层面的差异化教学，甚至是群体层面的互动生成性学习[23]，智慧课堂均能够提供良好的支持。根据智慧学习环境与深度学习之间的耦合关系，为了实现教师信息技术应用能力的深度发展目标，本研究提出利用智慧学习环境情境识别、社群联接、全过程记录等优势开展教师信息技术应用能力的提升工作。

（一）基于教师的信息化教学模型提供个性化学习服务

智慧学习环境具有识别学习情景的技术特征[24]。因此，为了促使教师的信息化教学能力个性化发展，需要基于情境感知进行个性化信息收集及判断。以往的教师专业能力发展研究与实践，往往通过学习内容的模块化设置体现不同起点水平教师的差异化发展。然而，模块化的内容组织在个性化及精准服务方面有所欠缺。智慧学习环境则可以通过建构教师信息化教学模型，对教师信息化教学能力水平、认知特征、学习风格等进行感知与判断，并结合教师所处的学习情境提供个性化的资源服务及活动支持。

（二）联接社群、深度互动为群体迁移应用提供支持

智慧学习环境能够根据不同的学习情境为教师联接学习社群，形成基于学习情境的教师信息化教学能力发展社群。这样的社群联接方式避免了以往固定型学习共同体中成员水平差异大、关注主题不统一等问题，更有利于基于问题情境的深入交流。同时，要在联接社群中设计高质量的话题[25]，提高社群中复杂问题解决的效率。

（三）以全过程记录实现教师信息化教学能力精准评估

智慧学习环境能够基于动作捕获、情感计算、眼动跟踪、脑机接口技术等全过程、多维度记录教师在学习过程中的自主学习、互动、学习成果等多模态数据，为精准评估教师的信息化教学能力提供依据。因此，在教师信息化教学能力发展项目中，可以预先在智慧学习环境中依据“中小学教师信息化教育教学能力发展框架”等建构教师信息化教学能力评估模型，明确模型构成中各组成要素的数据来源、数据评估策略等。同时，为了明确和提高评估的准确性，可以将该记录结果与项目的主观评价结合起来开展。

五、结语

智能时代的教育生态新发展需要教师信息技术应用能力目标及发展路径的创新，深度学习为这种创新提供了很好的切入点。深度学习可以从融入真实境脉的问题创设、支持社群学习的社会中介等方面为教师信息技术应用能力发展提供参考。智能环境虽然对教师素养提出了新要求，同时也从情境识别、过程记录、联接社群及环境感知等方面提供技术支撑。本研究将教师信息技术应用能力发展结果界定为“知识建构、迁移应用、解决问题、评价创造”，并提出应用智慧学习环境创新教师的信息化教学能力发展策略。