CDIO框架下的教师工作坊研修模式构建与应用*

2022-09-27李玲玲刘绘绘

现代教育技术 2022年9期

张妮李玲玲杨琳刘绘绘

张妮李玲玲杨琳刘绘绘

（贵州师范大学教育学院，贵州贵阳 550025）

“构思—设计—实施—操作”（Conceive-Design-Implement-Operate，CDIO）是一种实现理论教育与实践教育紧密联系的行动框架，有助于学习者主动参与学习实践，可用于规范教师工作坊研修模式设计及其活动流程。基于此，文章在成人自我导向学习理论、活动理论和群体动力学理论的支持下，构建了CDIO框架下的教师工作坊研修模式。之后，文章选取西部欠发达地区S县开展CDIO框架下的教师工作坊研修活动，并以小学语文“红楼春趣”为研修课例，围绕主题探究问题解决的方法和策略，提升教师学科教学能力、信息技术应用能力和专业自主发展能力，从而验证了CDIO框架下的教师工作坊模式设计的应用效果，具有重要的理论意义和实践价值。

教师工作坊；CDIO框架；教师专业发展；小学语文

为深化教师研修模式改革，全面提升研修质量，教育部于2016年发布《教育部办公厅关于印发乡村教师培训指南的通知》，强调“要充分发挥教师工作坊的作用，引领教师开展研修”[1]。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》提出：“推动教师应用教师工作坊，利用线上资源，结合线下研讨，提升教师信息化教学能力，破解教育教学重难点问题。”[2]可见，教师工作坊的重要性日益凸显。教师在工作坊中针对教学中的实际问题相互交流、协作，共同解决，有助于提升自身的教学实践能力[3]。而CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、操作（Operate）四个核心环节构成的行动框架，有助于学习者主动参与学习实践[4]。基于此，在教育高质量发展背景下，本研究试图构建CDIO框架下的教师工作坊研修模式并开展应用实践，以期为智能时代教师工作坊的发展提供参考。

一研究基础

1 教师工作坊相关研究

教师工作坊起源于德国包豪斯学院的“工作坊教学”[5]，其目标是为教师提供教学策略、技能和实践等方面的服务支持[6]，强调思想、观点、认知等持续共享、协商和改进，完成知识传递和技能传授[7]。国外研究者将教师工作坊看作是一个短期培训或研讨会[8]，国内研究者则将工作坊视为教师获得实践性知识的学习共同体，注重实践中的评价和反思[9][10][11]。部分研究者利用实证研究和学习分析技术，对教师工作坊研修活动进行观察和分析，发现部分工作坊中教师的研修动机不高[12][13]，坊主未发挥核心人物的作用，部分教师全程未与工作坊成员发生互动[14]，工作坊中成员互动较少且交互层次较低[15][16]，研修模式的设计框架不够重视教师实践性知识的获取[17]。基于此，面对智能时代“教师需要在主动适应信息化、人工智能等新技术变革的基础之上有效开展教育教学工作”的新需求[18]，研究者可尝试引入适切的行动框架以指导教师工作坊研修模式的设计，帮助教师获取更多的实践性知识，特别是带动欠发达地区教师学科教学能力、信息技术应用能力和专业自主发展能力的提升。

2 CDIO框架及其教育应用

CDIO框架是由麻省理工学院的Edward团队联合瑞典皇家工学院等多个科研团队，经过几年的探索和实践之后提出的一种理念[19]。作为国际上较为前沿的工程教育和人才培养理念，CDIO以产品、过程和系统的构思、设计、实施、操作全生命周期为背景，为教育研究提供了一个良好的行动指导框架，使学生以主动的、实践的方式学习工程，从而提升学生学习兴趣，培养其实践能力[20]。CDIO框架的主要特色在于创造了能够深化学习技术基础和实际能力的二元学习经验，其中的“设计—实施”环节就是形成双重学习经验的重要机制[21]。部分研究者探析了CDIO框架的教育应用及其效果，如Wang等[22]采用基于项目的CDIO方法设计仪器分析实验课程，验证了CDIO框架对教学模式的有效支持，对学生的课程表现和主动学习有积极影响；Zhong等[23]将CDIO工程设计理念应用于翻转编程课堂，丰富了学生的流动体验并促进了其可持续学习；姜大志等[24]在大学Java类课程中运用CDIO框架设计教学模式，增强了学生学习的主动性；Thephavongsa[25]以CDIO为框架，设计了面向教师TPACK发展的老挝职前教师信息技术应用培训模式，并通过实验研究证明该模式有助于职前教师提升学科教学能力、信息技术应用能力和专业自主发展能力，在一定程度上展现了CDIO框架与教师研修模式及其活动设计的契合度，表明该框架能够有效提高教师学习的主动性和持续性。可见，CDIO框架倡导以一种过程性、系统性的视角来看待教学活动和学习活动，相关研究成果为发挥该框架在教师工作坊研修模式研究中的指导作用提供了重要借鉴。

综上，CDIO框架虽已在工程教育领域进行了反复应用和验证，但其在教师专业发展方面的应用仍处于起步阶段，在教师研修模式设计及其活动实施方面也仍需进一步探索和实践。基于此，本研究尝试将CDIO框架应用于设计教师工作坊研修模式，故选取欠发达地区开展其应用实践，通过在构思环节中调研教师的实际需求，注重研修活动的设计，反复开展实践，并对实践成果进行反思评估，以提高教师工作坊研修的实效性，进而为推动智能时代教师专业能力提升和教育高质量发展提供有价值的参考。

二 CDIO框架下的教师工作坊研修模式构建

1 理论基础

（1）成人自我导向学习理论

成人自我导向学习理论认为，学习者根据自身学习需求，基于对学习目的的理解和认识，主动明确学习目标，有效识别和利用学习资源并将其应用到学习中，最后对学习结果进行评测，以促进自身所需能力的发展[26]。设计CDIO框架下的教师工作坊研修模式时，应考虑根据教师作为成人学习者的兴趣和需求来确定研修主题，激发他们的内部学习动机，为他们提供有效的服务和环境，注重对“构思”环节的设计，从教师实际需求出发，提升教师的主动性。

（2）活动理论

活动理论起源于20世纪初的心理学，是社会文化理论的延伸[27]。活动理论的基本概念是“活动”，而人类活动的六个基本要素是主体、客体、共同体、工具、规则和分工[28]，其在教师工作坊研修活动中的具体内涵如下：①主体包括引领作用的坊主和提供帮助的辅导教师，以及作为学习者的研修教师（包括观察教师和被观察教师）；②研修主题是教师工作坊中的客体；③坊主、观察教师、被观察教师和辅导教师组成学习社区，即共同体；④智能研修平台、教学案例及视频等多种资源是教师工作坊中的常用工具；⑤在实施环节，规则是观察教师根据活动要求对教学设计和视频进行点评；⑥具体分工是坊主确定研修主题、辅导教师指导教师开展研修活动、被观察教师进行研修课例的教学设计和实践、观察教师积极表达观点。活动理论明确了教师工作坊研修活动的组成部分，有利于保障活动的开展。

（3）群体动力学理论

群体动力学理论认为，群体根据内部制定的目标、条约和纪律，在引领者的帮助下更好地扮演自己的群体角色，角色之间不断地进行交互，有效地完成任务和目标，从而实现自身价值[29]。群体的发展是一个动态变化的过程，而群体动力学能有效地推动群体效能的提升、扩展交互的深度和广度[30]。在群体动力学理论的指导下，CDIO框架下的教师工作坊研修活动在“构思”环节设计了“定义目标”这一内容，教师群体和个体都需明确此次研修的目标：对教师群体而言，群体目标的一致性有利于提升工作坊成员的凝聚力；对教师个体而言，明确的目标有利于发挥主动性和创造性；同时，在“实施”环节设计了“交流研讨”这一内容，教师工作坊坊员互动交流，共享群体知识，互相影响并作用于教师的专业知识结构和教育实践经验的累积。

2 模式构建

针对文献梳理和前期调研过程中发现的问题，本研究以成人自我导向学习理论、活动理论、群体动力学理论为指导，构建了CDIO框架下的教师工作坊研修模式，如图1所示。其中，坊主、辅导教师、观察教师和被观察教师互相协同，组成教师工作坊研修共同体。共同体围绕教学实践中的真实问题，以智能研修平台、研修资源、评价工具为支撑，以培养教师的学科教学能力、信息技术应用能力和专业自主发展能力为目标，开展以“构思—设计—实施—操作”为核心环节的周期性研修活动。

图1 CDIO框架下的教师工作坊研修模式

（1）参与主体的互动关系

教师工作坊的参与主体包括坊主、辅导教师、观察教师和被观察教师。其中，坊主是教师工作坊中有效开展研修活动的组织者和促成者，负责研修活动的统筹、指导和组织；辅导教师的职责是辅助坊主开展研修活动，协调处理研修活动中的各种问题；观察教师的任务主要是参与活动交流和研讨，而被观察教师的任务主要是进行教学实践和反思。这四个参与主体在研修过程中的行为活动具有学习共同体的特征，其互动关系如图2所示。通过互动，四个参与主体在四个核心环节中分工协作，共同完成研修任务，达成研修目标。

图2 教师工作坊中参与主体的互动关系

①坊主与辅导教师的互动：是指坊主与辅导教师共同交流研修的主题、计划、活动流程，保障研修活动有序推进。在研修活动的具体实施环节，辅导教师辅助坊主开展讨论、就教师在实践中所遇的问题提出解决方案，并帮助教师对教学进行深刻反思，以促进教师实践性知识的有效获得。

②辅导教师与观察教师、被观察教师的互动：是指辅导教师基于观察教师和被观察教师在研修过程中反馈的问题，引导、协调他们解决问题，确保活动顺利开展。具体来说，在设计环节，辅导教师帮助被观察教师查找相关资源、完成教学设计，辅助、指导观察教师设计评课量表；在实施环节，辅导教师围绕主题内容、调研结果，针对观察教师和被观察教师的知识盲区对他们进行培训，并辅助和指导被观察教师完成教学实践。

③观察教师与被观察教师的互动：是指观察教师与被观察教师在研修全过程中的交流，其中的重点是教学设计的修订和完善、教学实践的具体实施。

④坊主与观察教师、被观察教师的互动：是指观察教师与被观察教师向坊主反馈研修需求，确保研修活动具有针对性；而坊主全程组织并指导观察教师与被观察教师参与活动设计、实施和总结，发挥核心人物的作用。

（2）核心环节

①构思（Conceive）：包含调研问题、明确主题、定义目标三项内容。根据成人自我导向理论，工作坊研修活动的主题应该考虑教师的兴趣和需求，激发其学习动力。因此，坊主首先需要调研、收集教师在教学实践过程中遇到的真实问题和存在的实际困难；接着筛选、分析、总结相关问题，构思研修主题；然后明确研修主题所包含的情境性因素，发布主题，并组织教师对主题进行研讨；最后根据活动理论的要素构成，确定研修过程中的支持平台及工具、活动规则和分工等。而参与研修的教师先通过查找相关文献、书籍资料找到解决问题的思路，再与其他教师互动交流，最终形成自己的观点和思路。研讨结束后，教师基于自身情况思考并明确所需的知识和技能目标。研修目标以电子文档的形式上传至研修平台的个人空间，用于教师自我监督和评价研修表现。

②设计（Design）：包含活动设计、教案设计、量表设计三项内容。在设计环节，坊主一方面根据研修主题、规则和分工，利用平台案例资源库的相关内容对教学资源进行设计，以提高资源的利用率；另一方面，根据研修主题和教师需求，设计协同备课、同课异构、同课同构、观课评课等多种活动形式，对比不同教师研修前后的教学效果。被观察教师自主探究教学设计，同时参考案例资源库中的优秀教案和教学实录，再结合自身教学实践经验设计教学活动；另外，根据学习者需求选取、设计并制作课堂教学资源（包括图片、音视频、课件、工具等），进而从学习者转变为设计者。观察教师根据研修目标设计课堂观察量表，既充当工作坊的观察者，同时也是设计者。角色的转变，在一定程度上可提高教师参与研修的积极性。

③实施（Implement）：包含教学实践、观察思考、交流研讨三项内容。在实施环节，被观察教师首先将教学设计V1.0上传至智能研修平台，再根据教学设计V1.0在真实课堂中进行教学实践——与此同时，研修平台同步直播教学并支持视频回放，而观察教师可在线同步或异步观课。之后，被观察教师根据辅导教师、观察教师提出的意见和建议对教学设计进行修改，之后将得到的教学设计V2.0上传至研修平台，并在真实的课堂中进行教学实践。最后，被观察教师再次根据大家提出的意见和建议进行修改，形成教学设计V3.0。在此过程中，观察教师在线观摩或回看教学视频，利用前期设计的评价工具进行评课，并开展同步或异步研讨；辅导教师协助坊主组织研讨活动，并与被观察教师和观察教师一起讨论问题、提出解决方案，从而有效推进研修活动的开展；坊主则组织辅导教师、观察教师对被观察教师的教学设计和视频进行观摩，并展开交流和讨论，发现问题之所在并有针对性地提出修改意见和建议。

④操作（Operate）：包含反思总结、撰写案例、应用经验三项内容。在操作环节，观察教师和被观察教师根据研修目标评估自我学习效果，撰写心得体会，对研修活动进行回溯和反思；同时，将活动内容以案例的方式记录下来，上传至智能研修平台的资源模块中，为下一轮工作坊研修活动提供案例参考。研修活动结束后，观察教师和被观察教师将在工作坊中获得的实践性知识和经验应用到校本研修中，以更大程度地发挥工作坊研修的价值。坊主则组织观察教师和被观察教师进行教学反思，对提交至智能研修平台的教学反思进行梳理，并利用反思工具分析教师的反思水平，最终形成研修成果和总结。最后，坊主将研修成果上传至平台上的资源库，供工作坊教师参考学习，同时可作为下一轮工作坊活动的案例资源。

三 CDIO框架下的教师工作坊研修模式应用

1 案例背景

S县位于西部欠发达地区，乡村学校学生人数逐渐减少，甚至出现了单学科单人岗的现象，校本研修面临较大困难。此外，县级层面的研修活动受众面小，而乡村学校地处偏远，使得传统研修活动流于形式。为解决当前教师研修的痛点和难点，本研究团队于2020年在S县开展了CDIO框架下的教师工作坊研修活动，以验证CDIO框架下的教师工作坊研修模式面向欠发达地区教师专业发展的合理性和有效性，从而为模式的推广应用提供参考。

2 活动开展

①构思环节：S县小学语文教研员L作为教师工作坊的坊主，邀请县级骨干教师M作为辅导教师，28名自愿报名的小学语文教师作为研修教师，组成教师工作坊。首先，坊主L通过问卷调查和电话访谈，发现由于农村学生缺少课外阅读积累，名著教学效果较差。于是，坊主L和辅导教师M商议，将本次研修主题定为“如何有效开展名著教学”，并选择人教版《语文（五年级下册）》中的“红楼春趣”作为研修课例。接着，在校企合作开发的智能研修平台——“智课”系统发布研修主题，组织教师讨论活动规则、工具和分工，将来自某乡村学校的年轻教师S定为被观察教师，其余27名教师（含城市教师10名、乡村教师17名）定为观察教师。最后，观察教师和被观察教师结合各自的研修需求构思研修目标，其中部分教师将目标定为提升学科教学能力，部分教师希望提升信息技术应用能力，少数教师则表示想提升专业自主发展能力。

②设计环节：根据研修主题和目标，坊主L首先准备课例资源，将特级教师的名著导读课“孙悟空三打白骨精”“林冲棒打洪教头”“阿长与山海经”“丑小鸭”“凤辣子初见林黛玉”等优秀教学设计、课堂实录等相关资源上传至研修平台；之后，坊主将研修活动的核心环节设为三次备课、两次授课、两次在线或异步观课评课，便于教师灵活安排自己的时间参与研修。被观察教师S通过自主探究设计“红楼春趣”课程的教案和活动，一方面认真观摩研修平台上的优质课例资源，分析教学策略，关注教师与学生的互动，以及如何让学生更有兴趣学习和理解文章内容；另一方面，结合平台资源认真思考，形成“红楼春趣”教学设计V1.0，同时应用相关软件和资源制作用于课堂教学的多媒体课件。观察教师则协同设计本次观课的课堂评价量表，协同选择用于分析课堂教学行为的智能研修工具等。

③实施环节：在第一轮，被观察教师S将“红楼春趣”教学设计V1.0用于真实课堂进行教学实践，并将教学设计V1.0和课件V1.0上传至研修平台，观察教师可在线同步或异步观课。坊主L组织辅导教师M和观察教师对教学设计V1.0、课件V1.0和教学实践进行讨论，如观察教师A提出在达成“学生体会人物性格”这一教学目标时，可“通过画任务关系图来帮助理解人物”；观察教师B提出“可以通过词语的品读，如‘飘飘摇摇’、‘鸡蛋’、‘黑星’等词语来帮助学生理解作者的想法”。同时，观察教师针对教学过程中教师S的教学行为、师生互动情况和课件制作等展开讨论交流、提出意见。在第二轮，被观察教师S根据大家的意见修改教学设计、课件，并将形成的教学设计V2.0和课件V2.0上传至研修平台，再次开展教学实践；坊主L再次组织辅导教师M和观察教师进行讨论。之后，被观察教师S再次根据大家的意见重新调整教学设计、课件，并将形成的教学设计V3.0和课件V3.0上传至研修平台。在两轮教学实践中，观察教师利用课堂评价量表开展教学评价，通过研修平台获取被观察教师S的课堂行为数据（包括师生行为占比、师生行为转化率、学生参与度、课堂表现一致性等），形成观课数据报告。

④操作环节：坊主L带领观察教师和被观察教师S根据设定的研修目标，对整个研修活动进行评估和反思。参与工作坊的所有成员都要撰写此次研修的学习反思，总结研修收获、挖掘研修不足，并将反思报告上传至研修平台进行分享。研修活动结束后，被观察教师S和观察教师将学习的实践性知识与收获的教学经验应用于教学实践，据此形成教学案例并上传至研修平台。坊主L组织相关教师将研修主题、研修方案、过程性资料和研修成果等资源集结成册，形成教师工作坊研修案例集，供S县的小学语文教师学习、参考。

3 应用效果

（1）CDIO框架对教师工作坊研修模式设计的理论支持

本研究设计的研修流程以“构思—设计—实施—操作”为指导，设定了具体的研修活动实施步骤，使研修活动更具完整性。CDIO框架基于“做中学”教育思想，在设计教师工作坊研修模式时，强调明确性、主动性和实践性，即教师要明确研修目标，通过严格构思活动任务，更主动地参与研修活动，并从中获取丰富的实践性知识。CDIO框架对教师工作坊研修的理论支持与CDIO在工程教育中的理论价值相似，已有相关研究证实CDIO有助于工程教育教学模式的设计[31][32]。另外，CDIO框架与教师工作坊研修模式设计的契合度与Thephavongsa[33]的研究发现一致，此研究较好地呈现了CDIO框架对教师研修模式及其活动设计的有效支持。

（2）CDIO框架下的教师工作坊研修模式实践效果

通过开展CDIO框架下的教师工作坊研修模式应用实践，被观察教师撰写教学设计的规范性明显提高，并能借助信息技术手段制作出符合课堂所需的多媒体课件；被观察教师在教学过程中不再照本宣科，而是随时关注学生的课堂反应，注重与学生互动。在反思报告中，被观察教师S说：“刚开始接触到这个研修主题时有点紧张，感觉研修内容和过程比较复杂，在坊主L和辅导教师M的耐心帮助下，我反复修订教学设计，优化教学过程，使学生对名著的理解更加深刻了。”而观察教师C表示：“我在乡镇从事教学多年，很少有机会参与研修，感觉自己无论是教学理念还是教学方法都非常落后，常常有一种恐慌感。通过此次研修，我发现信息技术在教育教学方面的作用很大。我希望通过后续的研修活动能逐步树立终身学习意识，并提高专业自主发展能力。”CDIO框架下的教师工作坊研修模式实践效果与已有研究成果有一定的相似之处，如姜大志等[34]指出CDIO框架在工程教育方面的应用实践培养了学生的主动性和理论联系实际的能力；Thephavongsa等[35]在教师专业发展领域的实践则验证了CDIO支持下的教师研修模式有助于职前教师提升学科教学能力、信息技术应用能力与专业自主发展能力。

（3）CDIO框架下的教师工作坊研修模式对欠发达地区教师专业发展的支持

在本研究中，CDIO框架下的教师工作坊研修模式采用系统化、连续化的活动组织形式，以提升教师的学科教学能力、信息技术应用能力与专业自主发展能力为目标，发挥县级教研员的组织和引领作用，并依托智能研修平台、资源及评价工具，在工作坊中开展教师协同研修，帮助年轻教师提升能力，这与姜丽娟等[36]提出的“促进乡村教师专业发展内生动力，提高乡村教育质量”趋于一致。此外，本研究提出的教师工作坊研修模式以构思、设计、实施、操作为四个核心环节，明确了各角色在各环节中的任务，较好地体现了该模式的明确性、主动性、协同性和实践性，契合徐君[37]提出的“由教师根据自我需求制定研修目标进行有目的性的研修学习活动的方式是农村教师专业发展的有效途径”观点。结合本研究团队对教师工作坊实践活动的观察和研修教师的反思报告，可以发现：CDIO框架下的教师工作坊研修模式为原有教师工作坊注入了新鲜的血液，对欠发达地区教师的专业发展起到了比较明显的支持作用。

四结语

本研究在成人自我导向学习理论、活动理论和群体动力学理论的支持下，将工程教育中常用的CDIO框架引入教师工作坊研修活动，围绕构思、设计、实施、操作四个核心环节构建教师工作坊研修模式，分析各参与主体的互动关系，阐释模式特征，并选取西部欠发达地区S县开展CDIO框架下的教师工作坊研修活动具体实践，分析了该模式的应用效果。研究实践表明，CDIO框架对教师工作坊研修模式设计具有较好的理论支持作用，且该框架下的教师工作坊研修模式实践效果突出，对欠发达地区教师专业发展的支持作用也比较明显。后续研究可从以下方面展开进一步探索：①利用行动研究法，针对欠发达地区教师研修的困境，以问题为导向，对CDIO框架下的教师工作坊研修模式进行修订和完善；②通过准实验研究，探究CDIO框架下的教师工作坊研修模式对教师研修动机、参与度和满意度的影响；③借助学习分析技术，观察研修活动过程中教师的交互特征、知识建构水平及情感的变化；④探索主观报告和数据驱动相结合的评价方法，验证CDIO框架下的教师工作坊研修模式对提升教师学科教学能力、信息技术应用能力与专业自主发展能力的支持作用；⑤聚焦人工智能、大数据等信息技术在CDIO四个核心环节中的应用，提高教师工作坊研修与智能时代的契合度，帮助欠发达地区参与研修的教师提升智能教育素养，进而推动教育高质量内涵式发展。

[1]教育部.教育部办公厅关于印发乡村教师培训指南的通知[OL].

[2]教育部.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[OL].

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The Construction and Application of Teacher Workshop Training Model under CDIO Framework

ZHANG Ni LI Ling-ling YANG Lin LIU Hui-hui

“Conceive-design-implement-operate”(CDIO) is an action framework to realize the close connection between theoretical education and practical education, which helps learners actively participate in learning and practice, and can be used to standardize the design and the activity flow of teacher workshop training model. Based on this, with the support of adult self-directed learning theory, activity theory and group dynamics theory, this paper constructed the teacher workshop training model under CDIO framework. Then, this paper selected S County, an underdeveloped area in western China, to carry out teacher workshop training activities under CDIO framework, and took the primary school Chinese language of “Spring Fun in Red Mansion” as a training case to explore the problem-solving methods and strategies around the theme, so as to improve teachers’ subject teaching ability, information technology application ability and professional independent development ability. Accordingly, the application effects of teacher workshop training model under CDIO framework were verified, which had important theoretical significance and practical value.

teacher workshop; CDIO framework; teachers’ professional development; primary school Chinese language