信息技术环境下IDNT模型促进新手数学教师教学设计能力发展的实证研究

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[摘 要] IDNT模型专门针对新手教师发展教学设计能力。国外研究表明，该模型在支撑新手教师教学设计能力发展上具有较好的实效性、普及性与推广性，但在国内尚无IDNT模型的实证研究。鉴于此，作者设计了信息技术环境下idnt模型促进新手数学教师教学设计能力发展的培训方案，在54位教龄为1～5年的中学新手数学教师中进行了为期20周的实证研究。研究发现，信息技术环境下IDNT模型对新手数学教师教学设计能力的发展有显著指导意义。

[关键词] IDNT； 新手教师； 教学设计能力； 信息技术

[中图分类号] G434 [文献标志码] A

[作者简介] 陈勤（1980—），女，湖北宜昌人。讲师，硕士。主要从事数学教育研究。E-mail：。

一、研究背景

教学设计能力的发展始终处于教师专业化发展的核心地位。教学设计能力发展的意义在于它不仅决定着教师教学能力的高低，而且直接影响着课堂教学的质量和水平，这些都将影响教师的专业发展。从教学设计能力的研究历程看，教学设计能力最初是作为教育技术人员的专业能力之一被提出的。[1]20世纪80年代，美国教育技术与传播协会（AECT）与国际培训绩效与教学标准委员会（IBSTPI）提出了一系列教育技术专业知识、技能与能力标准。[2]1986年，IBSTPI颁布了第一版教学设计能力标准。2000年，IBSTPI在1986版的基础上提出了新版教学设计能力结构要求，将教学设计能力分为专业化基础、计划与分析、设计与开发、执行与管理等四大类23个子类，共122条行为标准，成为迄今最权威的教学设计人员能力标准。在研究教师的专业成长时，“专家—新手”的比较研究范式是最普遍的。Bransford等[3]研究表明，专家教师和新手教师在教学设计能力上有显著差异，其原因在于专家教师拥有更深刻的学科知识、一般教学知识和学科教学知识。Perez等[4]认为专家教师花费较多的时间在出声思维和确定外显的教学策略上，而新手则花费较多的时间在监控设计原则的运用和计划设计上。国内外学者从比较研究中提出了从新手到专家教学设计能力发展的途径和方法。Collins等[5]提出了认知学徒制教学设计模型，认为新手教师应该像专家那样认知并使元认知活动外显化。Baylor等[6]创建的自我反思工具包括教学规划的自我反思工具和建构主义规划的自我反思工具，目的是为了引导新手教师实施监控与自我评估。

对大多数新手教师而言，应用各种教学设计模型进行系统化的设计是提高教学设计能力的必经之路。但大量研究表明，新手教师在应用设计模型的效果上往往并不成功。[7]究其原因，Reigeluth一针见血地指出：“这些模型是对现实教学情境的高度精炼，而新手教师往往在缺乏真实设计经验的基础上展开学习，这就导致他们对设计模型的理解常无法通达设计理论的本质及其实践真谛”。[8]在这种背景下，新手教师急需一种能弥合理想与现实鸿沟、有助于支撑他们教学设计能力发展、更具针对性与实效性的教学设计模型，IDNT[9]（Introducing Design to Novice Teachers）模型便应运而生。

信息技术是进行教学设计不可回避的因素，它与教学设计的各个要素之间有着紧密的联系。信息技术的发展不仅对教与学的方式和过程有着重大影响，也对教师教学设计能力的发展产生重大的影响。信息技术环境下教学设计能力的发展是信息时代教师专业发展的重要组成部分。国外比较有影响的教师信息技术教育项目包括哈佛大学WideWorld、英特尔·未来教育等，这些项目的实施为信息技术环境下教师教学设计能力的发展提供了经验。在国内，以唐水明等、[10]朱一军等[11]为代表的学者提出了通过网上研修或创建信息技术环境下教师学习共同体来支撑教师教学设计能力发展的新思路。

目前，有关信息技术环境下新手教师教学设计能力发展方面，普遍缺乏实践应用和功效研究，难以推广应用。国外研究表明IDNT模型在支撑新手教师的设计能力发展上具有较好的实效性、普及性与推广性，[12]而在国内尚无IDNT模型的实证研究。鉴于此，本文立足于IDNT模型，以中学新手数学教师为实践对象，展开信息技术环境下IDNT模型促进新手数学教师教学设计能力发展的实证研究。

二、面向新手教师教学设计能力发展的IDNT模型

2007年，Brantley-Dias等创建了以促进新手教师发展教学设计能力并成为教学设计专家的IDNT模型，即“新手教师的导引性设计”[13]模型，如图1所示。

该模型包括两个部分，第一部分是设计，包括鉴别、目标阐明、设计、实施等四个阶段；第二部分是反思，也即新手教师的元认识阶段，旨在帮助新手教师发展教学问题解决能力和教学内容知识。各阶段之间是相互交织、往复循环的非线性过程。反思性实践是IDNT模型的最大亮点，它包裹着教师对情境细节的敏锐感知、对行动绩效的审慎洞察以及对个体差异的细微辨析，并帮助教师在有效教学的设计过程中，理解教学的复杂性，逐渐内化与形成专家教师所拥有的“弹性”设计图式。[14]

与先前提出的应答性教学设计模型、[15]史密斯—雷根模型[16]相比，IDNT模型是专门针对新手教师设计，旨在通过与新手教师探讨如何设计、评价和修改教学，向其展示设计的递归本质以及作为专家知识特征的“弹性”设计模式。[17]从已有的研究和实践来看，IDNT模型有利于新手教师在真实经验的反思性实践中累积教学设计的智慧与经验，逐渐生成有效的教与学的心智和策略，而这正是促进新手教师教学设计能力发展的关键所在。[18]

三、研究设计与过程

（一）研究对象

本研究参考已有文献对新手教师的操作性定义，将新手教师界定为具有一定教学实践经验、熟悉课堂教学及管理，教龄为1～5年的教师。参与本研究的学校是某市普通初中，采取简单随机抽样的方法，按东、中、西分片，在每个区域各抽取9所学校，共计27所学校形成学校样本。参与本研究的教师总体是上述27所样本学校中担任正常数学教学的新手教师。实验前，我们对27所样本学校的校领导和学科主任进行了访谈，并结合说课测试成绩，从每所样本学校中选择了教学设计能力相当的两位数学教师，将其中一位教师列入实验组，另一位教师列入控制组，实验组和控制组各有27位教师，共计54位教师作为研究对象。两组教师均按照常规方式进行教学研讨，唯一不同的是实验组开展信息技术环境下IDNT模型促进新手数学教师教学设计能力发展的培训。该实验周期为20周，包括实验前测、信息技术环境下基于IDNT模型的新手数学教师教学设计能力的培训、课堂教学分析、实验后测与访谈等一系列程序，控制组不施加任何干预。

（二）实验程序

1. 实验前测

基于IDNT模型促进教学设计能力发展的理念以及对新手数学教师特点的分析，本研究设计了如图2所示的信息技术环境下基于IDNT模型的新手数学教师教学设计能力框架。

该框架以数学观为统领、以教学设计技能为核心、以知识结构为基础、以信息技术为媒介，形成一个和谐的共同体。

数学观是指人们对数学的认识与看法，是对“数学是什么”的回答。对数学本质、数学教学以及数学学习的认识，直接或间接地影响着教师的数学教学行为，并通过教学行为影响着学生对数学的看法以及数学学习成绩。新手教师的数学观对其教学设计能力的发展及其未来数学教育教学工作都将产生重要的影响。在教学设计技能中，作为能力核心的分析技能包括对数学课程及其标准、教学目标以及学习者特征的分析等三个子类；设计技能包括对教学技术与学习资源、教学活动以及教学评价的设计等三个子类；评价技能包括教师对学生学习过程与效果的评价以及对自身教学的反思两个子类；技术应用技能主要是指教师应用信息技术与数学教学内容进行整合的能力。知识结构中除了数学知识、教学知识和技术知识外，还有由数学知识与教学知识整合形成的“数学教学知识”，以及由数学教学知识与技术知识整合形成的“整合技术的数学教学知识”。

在此能力框架基础上，我们自行编制了《信息技术环境下IDNT模型促进新手数学教师教学设计能力发展调查问卷》。对实验组教师，在实验开始前一周采用上述问卷进行前测，对问卷结果采用量化处理，正向题从完全不符合到完全符合依次赋值为1、2、3、4、5，反向题则反之。

2. 信息技术环境下IDNT模型促进新手数学教师教学设计能力发展的培训

实验前利用三周时间对实验组27位研究对象进行培训，分为三个阶段。第一阶段为IDNT模型理念和技术培训，主要开展了“IDNT模型的思想与方法”、“数学教学设计理论与实践”、“信息技术环境下中学数学教师教学设计能力的现状”等专题培训。第二阶段为IDNT模型的教学设计应用培训。作为新手教师教学设计能力发展的关键因素，反思能力的培养也成为此次培训的重点。在培训中，我们首先组织实验教师观看中学数学特级教师的优秀课例，接着对自己的教学设计进行修改，然后进行课堂教学并录像，最后对教学录像进行分析评价。第三阶段为信息技术环境下基于IDNT模型的教学设计技能培训，包括组织实验教师学习信息技术与数学教学整合的技能、建立中学数学学科的教学资源共享系统等内容。

3. 课堂教学分析

弗兰德斯认为， 评价一堂课的最佳方法是对课堂内的师生语言行为进行互动分析，把握了课堂教学中师生的语言行为，从某种意义上说也就把握了课堂教学的实质。[19]为了能够科学考查、评估实验教师的课堂教学质量，我们采用顾小清、王炜设计的基于信息技术的互动分析系统ITIAS[20]（Information Technology-based Interaction Analysis System）对课堂教学进行分析。我们分别从实验组和控制组中随机抽取6位教师，共12名作为分析对象。课堂教学分析在实验最后一周进行，12位教师就相同教学内容进行新授课教学，利用摄像机对整个课堂教学过程（一节课45分钟）进行实录并记录教学中的关键行为，然后以3秒钟为单位对教学录像中该时间区间内的行为进行编码分析。

4. 实验后测与访谈

在实验结束后一周，我们采用与前测相同的问卷对参与培训的教师进行后测，以验证实验教师教学设计能力的发展。同时，为了解新手数学教师对IDNT模型的看法，我们还对实验组16名志愿者进行了半结构访谈。访谈问题主要包括：你认为IDNT模型对你的教学设计能力发展有效吗？如果有，表现在哪些方面？是什么原因促进了你教学设计能力的发展？你愿意接受IDNT模型吗？为什么？你对IDNT模型还有其他评价或建议吗？

四、研究结果及分析

（一）信息技术环境下IDNT模型对新手数学教师教学设计能力发展的影响

1. 新手数学教师的教学设计能力得到显著提升

从数学观发展状况的统计结果可以看出，实验后新手数学教师更为赞同“数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的科学”、“数学问题不仅在教材和考试中出现，生活中也无处不在”、“数学教学应建立在学生先前知识的基础之上”、“数学学习是一种探索活动”等观念。为了进一步考查教师数学观的变化，根据Ernest对数学观的分类，我们对问卷中关于数学观的18个小题进行归类统计，结果表明，前测时教师对工具主义数学观的认同度最高，其次是问题解决数学观和柏拉图主义数学观，而后测认同度从高到低依次是问题解决数学观、工具主义数学观和柏拉图主义数学观。实验教师数学观的变化，特别是对问题解决数学观的高度认同，说明基于IDNT模型的能力培训有利于数学新手教师形成动态的数学观，如数学是创造与再创造的活动、教师是教学主导而不是主体、学生是问题的提出者和解决者、数学教学要结合个体差异因材施教等观念，这与数学新课程改革所追求的理念是一致的。

实验组教师教学设计技能的各个子技能的前后测数据见表1。

数据显示出实验组教师在实验前后教学设计技能发展的变化，主要表现在以下三个方面。一是实验后教师的教学设计技能有明显提升，各项子技能的均值都高于实验前。按发展水平高低排序，位于前四位的依次是对学习者特征的分析技能（均值提高1.37分）、对自身教学的反思技能（均值提高1.37分）、对教学技术与数学学习资源的设计技能（均值提高1.17分）、信息技术与数学教学内容的整合技能（均值提高1.12分）。 二是实验对象对“能够主动对自己的教学设计方案进行反思和修改”（实验后M=3.50，SD=.659）以及“能够正确分析学习者的一般特征、初始能力和学习风格”（实验后M=3.79，SD=.721）的认同度最高。三是在信息技术与数学教学内容的整合技能上，实验组教师的均值虽有较大增长，但实验后该项技能仍处于较低的水平且个体发展程度差异也较大（实验后M=3.04，SD=.999）。

Shulman[21]指出，教师的学科教学知识是区分新手教师与学科专家的一种知识体系。本研究进一步支持了这一结论，对实验组教师知识结构的前后测数据分析发现，前测得分最高的前三位是数学知识、教学知识和技术知识，而由数学知识与教学知识整合形成的“数学教学知识”（实验前M=1.02）以及由数学教学知识与技术知识整合形成的“整合技术的数学教学知识”（实验前M=0.86）得分最低。后测表明上述五种知识的排序没有变化，但数学教学知识和整合技术的数学教学知识分别提高到2.37分和1.94分，增长率分别达到132%和125%，超过其余三种知识。

2. 新手数学教师的课堂教学效果得到优化

从理论上讲，教学设计能力的增强会优化教学。课堂教学分析结果显示，在教师语言、学生语言、课堂沉寂、技术应用等四个方面，实验组比率分别为50.17%、32.54%、7.35%和9.94%，而控制组比率分别为64.74%、25.41%、4.37%和5.48%。实验组的教师语言比率低于控制组14.57%，学生语言高于控制组7.13%，说明实验组课堂的学生行为更为积极主动。实验组的课堂沉寂比率高于控制组，其中83.26%的沉寂时间是学生在思考教师提出的问题，课堂中的无效语言行为很少，课堂效率较高。实验组的提问比率达到了41.84%，其中封闭性问题（51.24%）与开放性问题（48.76%）几乎各占50%，说明实验组教师更注重利用数学问题引导学生的学习过程，注重提高学生提出问题和解决问题的能力。实验组的技术应用比率比控制组高4.46%，虽然提高比率不大，但仍能反映出实验组教师正在尝试利用信息技术改进数学课堂内教与学的方式。

3. IDNT模型有效促进了新手数学教师教学设计能力的发展

参加实验后访谈的16名教师一致认为IDNT模型有效促进了自己教学设计能力的发展，其中提高最为显著的是对自身教学的反思能力、对教学技术与数学学习资源的设计能力以及信息技术与数学教学内容的整合能力。所有访谈对象都表示愿意接受IDNT模型，认为“它对自己的教学产生了较大的影响”，因为“它能提供关于设计与反思的真实模拟情境，能促进新手教师成为有目的的教学设计者和反思性实践者，成为教学设计专家”。有8位教师建议在今后的发展实践活动中多提供利用IDNT模型进行数学教学设计的案例和信息化数学教学资源，加强培养新手数学教师对学生特征的分析能力、学习策略的设计能力和解决复杂教学问题的能力，鼓励新手数学教师进行深层次的教学反思和应用信息技术提高数学教学效率。

（二）信息技术环境下IDNT模型促进新手数学教师教学设计能力发展的原因分析

通过问卷调查和实验后访谈，可以将IDNT模型促进新手数学教师教学设计能力发展的影响因素归纳为教师的知识结构、教师的反思性实践（主要由在行动中反思、对行动进行反思、在实践中获得知识构成）以及教师的信息技术水平等三个方面。

1.知识结构是新手数学教师教学设计能力发展的基础

问卷调查结果显示，新手数学教师的教学设计能力发展与知识结构有关，特别是数学教学知识对教学设计能力的发展影响程度较大。数学教学知识是数学知识与教学知识的整合，更是教师对数学内容、教学法、学生特征和教学情境等知识的综合。关于教师是怎样获得他们的学科教学知识这个问题，研究认为教师可以通过不同的渠道来发展学科教学知识，最重要的来源是“自身的教学经验和反思”和“和同事的日常交流”，“在职培训”和“有组织的专业活动”也是比较重要的来源。[22]正是因为基于IDNT模型的培训活动为数学新手教师提供了上述获得数学教学知识的途径，他们的教学设计能力才得以发展。同时，数学知识对教师教学设计能力发展也会产生影响。专家教师拥有更多的数学知识，对数学知识有更深的理解，更能揭示出知识之间的内在联系，更倾向于用问题解决的观念看待数学学习，因此相比新手数学教师，专家教师在教学设计思想、教学策略运用以及教学行为表现上更具教学专长。

2.反思性实践是新手数学教师教学设计能力发展的动力

反思性实践的教师教育观源于杜威和肖恩关于反思的理论。赵昌木[23]曾对94名优秀教师进行调查发现，他们都具有“经常反思自己的教学观念和教学实践”和“在讲完课后，根据教学效果不断审视、修正自己的教案”的良好习惯和品质。IDNT模型的反思阶段是指对教学的一种回顾、审思、辨析与重新决策的思维过程，[24]强调对新手教师反思能力的培养是它区别于其他教学设计模型的重要特点。本研究的调查结果显示，经过培训的新手数学教师会经常对自己和学生的教学行为表现进行批判性分析，而未经培训的教师其教学反思则多集中在自己身上，且较少回忆起教学中的关键事件。反思性实践是影响新手数学教师教学设计能力发展的动力因素，主动、客观、深刻的反思性实践能有效地促进教学设计能力的发展。

3.信息技术水平是新手数学教师教学设计能力发展的效率保障

近年来，信息技术对数学教学产生了深刻影响，也在数学教师专业化发展中发挥着越来越重要的作用，特别是对数学教师教学设计能力的影响日益凸显。例如，它可以作为辅助工具支持数学教师进行教学资源设计、教学活动设计和教学评价设计，也可以作为学生进行自主学习、合作学习、探究学习的工具，还可以对教师的反思性实践、在线学习、合作备课提供支持。本研究调查数据显示，教师应用信息技术的能力对教学设计能力的发展有显著的影响，是新手数学教师教学设计能力发展的效率保障。

五、结 语

信息技术环境下IDNT模型促进新手数学教师教学设计能力发展的实证研究从设计到实施再到结束历时近半年。研究发现，IDNT模型对新手数学教师教学设计能力的发展产生了显著影响，它确实有助于提高新手数学教师教学设计的能力。研究结果表明，当前在国内新手数学教师的培训中实施IDNT模型是可行的，它能很好地促进新手数学教师获得专业发展并较快成长为教学设计专家。通过对中学新手数学教师教学设计能力发展的探讨，为IDNT模型在其他学科领域、不同层次教师中的应用提供了参考借鉴。然而，由于本研究的样本不够大、实验周期不够长，所得的结论在更大的范围内、更长期的实践中是否有效？除了这个模型是否还有其他模型能促进新手数学教师教学设计能力发展？这些问题都值得我们进行更多的思考与尝试。

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