袁智強

【摘要】該文使用自編的開放型問卷對79位數(shù)學(xué)師范生的信息技術(shù)觀進行了質(zhì)性調(diào)查，通過使用計算機輔助質(zhì)性數(shù)據(jù)分析軟件(NVivo)分析數(shù)據(jù)，從如下六個維度刻畫了數(shù)學(xué)師范生的信息技術(shù)觀：(1)信息技術(shù)的類型；(2)信息技術(shù)的優(yōu)勢；(3)教師的作用；(4)信息技術(shù)的作用；(5)影響信息技術(shù)使用的因素；(6)信息技術(shù)使用效果的評價。

【關(guān)鍵詞】師范生；信息技術(shù)；觀念；NVivo

【中圖分類號】G40-057【文獻標(biāo)識碼】A【論文編號】1009－8097(2012)09－0028－04

引言

在數(shù)學(xué)教學(xué)中恰當(dāng)?shù)厥褂眯畔⒓夹g(shù)已成為各國數(shù)學(xué)課程標(biāo)準的共同要求。如，中國《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(實驗)》中第9條基本理念是“注重信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合”，美國《學(xué)校數(shù)學(xué)教育的原則和標(biāo)準》中第6條基本原則是“技術(shù)原則”。這些要求也反映到了相應(yīng)的數(shù)學(xué)教材中。

為了了解數(shù)學(xué)師范生的信息技術(shù)觀念，筆者開展了一項小型的質(zhì)性調(diào)查研究，試圖初步探討如下問題：教育實習(xí)前的數(shù)學(xué)師范生具有什么樣的信息技術(shù)觀?

一理論框架

湯普森認為，如果教師的行為特征模式真的是教師關(guān)于學(xué)科及其教學(xué)的看法、信念和偏好的一個函數(shù)，那么任何嘗試提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的行為必須從理解教師擁有的觀念以及這些觀念如何與他/她們的教學(xué)實踐聯(lián)系起來開始?？梢?，要提高師范生在未來的數(shù)學(xué)課堂中使用信息技術(shù)的能力，首先要理解師范生具有的信息技術(shù)觀。為了研究的方便，本文將信息技術(shù)具體界定為：計算機軟件(例如，幾何畫板/超級畫板/Geogebra、Fathom動態(tài)數(shù)據(jù)軟件、Excel、PowerPoint等)、視頻、因特網(wǎng)資源(包括小應(yīng)用程序)，以及圖形計算器(不包括科學(xué)計算器)。本文中的信息技術(shù)主要是指課堂教學(xué)過程中用到的信息技術(shù)，而不包括備課過程中用到的信息技術(shù)(如Word)?；趯ΜF(xiàn)有文獻的分析和筆者的研究經(jīng)驗，本文提煉出如下六個維度用于刻畫師范生的信息技術(shù)觀：(1)信息技術(shù)的類型；(2)信息技術(shù)的優(yōu)勢；(3)教師的作用；(4)信息技術(shù)的作用；(5)影響信息技術(shù)使用的因素；(6)信息技術(shù)使用效果的評價。

二研究方法

1、研究對象

本調(diào)查研究對象為中國東南沿海某師范大學(xué)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)2008級兩個班的師范生。發(fā)放問卷82份，回收79份，有效問卷79份。其中男生為19人，女生為60人。

2、研究工具

本研究使用調(diào)查問卷作為研究工具，該問卷是筆者在參閱相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上自行設(shè)計。問卷包括5個大題：(1)你在數(shù)學(xué)模擬課堂教學(xué)(微格教學(xué)訓(xùn)練)中使用過任何形式的信息技術(shù)嗎?如果有，你能簡單描述一下你使用了什么類型的信息技術(shù)，以及如何使用這些信息技術(shù)的嗎?你將信息技術(shù)用在哪些數(shù)學(xué)課題中呢?你為什么使用這些信息技術(shù)呢?(2)你認為在信息技術(shù)整合的數(shù)學(xué)教學(xué)環(huán)境中教師起什么樣的作用?(3)在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，下列哪個隱喻最適合用來描述信息技術(shù)所起的作用?為什么?(四個選項分別是：主人、仆人、伙伴、自我延伸)(4)你認為影響數(shù)學(xué)教師使用信息技術(shù)的因素有哪些?(5)你認為應(yīng)該如何評價數(shù)學(xué)教師是否在數(shù)學(xué)教學(xué)中有效地使用了信息技術(shù)?

3、數(shù)據(jù)收集

本次問卷調(diào)查的時間為2011年6月(大三下學(xué)期，即將進行教育實習(xí))。為了保證答題時間和答題效果，筆者將所有參與調(diào)查的師范生分成兩批，分別集中在30分鐘內(nèi)完成。

4、數(shù)據(jù)分析

與量化研究中事先給定分類目錄，只要求答題者進行選擇的問卷調(diào)查不同，本次問卷調(diào)查中涉及的題目幾乎全部為開放題，不能采用常見的統(tǒng)計軟件(如SPSS)來分析結(jié)果。為了能夠基于全部質(zhì)性數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個“扎根理論”，筆者利用了澳大利亞QSR公司開發(fā)的一個計算機輔助質(zhì)性數(shù)據(jù)分析軟件——NVivo來分析這些答卷。具體分析步驟如下：(1)首先將所有答卷上的文本手工輸入Word文檔，一份答卷對應(yīng)一個Word文檔，每個Word文檔都具有統(tǒng)一的格式，其中5個大題的題干統(tǒng)一采用Word中的“標(biāo)題3”格式，以便于在NVivo中進行自動編碼；(2)將所有Word格式的答卷導(dǎo)入NVivo，并利用自動編碼功能進行編碼，這樣只要在樹節(jié)點中雙擊其中一個題目的題干，就能顯示這個題目的所有答案；(3)逐個題目、逐行逐段進行編碼，編碼時經(jīng)歷了三輪編碼，第一輪為開放編碼，第二輪為主軸編碼，第三輪為選擇編碼；(4)編碼完成后，把編碼和對應(yīng)的描述統(tǒng)計數(shù)字導(dǎo)出到Excel表格中，并利用Word繪制出相應(yīng)的圖形。

三研究結(jié)果

1、信息技術(shù)的類型

通過第一輪的開放編碼，得到師范生在數(shù)學(xué)模擬課堂教學(xué)(微格教學(xué)訓(xùn)練)中使用過的信息技術(shù)包括10種類型。其中，排在前兩位的信息技術(shù)為PowerPoint和幾何畫板，人數(shù)分別為69人(占87.3％)和56人(占70.9％)(注：由于一個人可能同時使用了兩類信息技術(shù)，因此兩個數(shù)字之和可能超過調(diào)查總?cè)藬?shù))。在第二輪的主軸編碼階段，筆者把上述10類信息技術(shù)分成兩大類，即“各科通用信息技術(shù)”和“學(xué)科專用信息技術(shù)”。其中，PowerPoint、Excel、視頻、因特網(wǎng)資源、小應(yīng)用程序和Flash歸類到各科通用信息技術(shù)，因為這些信息技術(shù)可以用在幾乎所有學(xué)科的教學(xué)中。而將幾何畫板、Fathom、Matlab和Minitab歸類到學(xué)科專用信息技術(shù)，因為它們主要用于具體(數(shù)學(xué))學(xué)科的教學(xué)，信息技術(shù)類型的層次結(jié)構(gòu)見圖1(圖中的數(shù)字表示提到該編碼的人數(shù)，下同)。

2、信息技術(shù)的優(yōu)勢

根據(jù)“你為什么使用這些信息技術(shù)”的答題結(jié)果，筆者在開放編碼階段獲得了24個編碼，這些編碼指明了師范生在模擬課堂教學(xué)中使用信息技術(shù)的原因，實際上也表明了師范生認為的信息技術(shù)所具備的優(yōu)勢。其中，排在前兩位的優(yōu)勢為“直觀生動形象”和“促進學(xué)生理解”，人數(shù)分別為46人(占58.2％)和29人(占36.7％)。在第二輪的主軸編碼階段，分別從教師、學(xué)生、內(nèi)容和環(huán)境四個維度對師范生提到的信息技術(shù)的優(yōu)勢進行編碼，得到四個大類，分別是“方便教師教學(xué)”，“促進學(xué)生學(xué)習(xí)”，“突出重點突破難點”和“優(yōu)化課堂環(huán)境”。信息技術(shù)的優(yōu)勢層次結(jié)構(gòu)見圖2。

3、教師的作用

根據(jù)第一輪開放編碼的結(jié)果，師范生認為在信息技術(shù)整合的數(shù)學(xué)教學(xué)環(huán)境中教師所起的作用包括15個編碼。其中，排在前兩位的作用為“引導(dǎo)者”和“主導(dǎo)者”，分別為34人(占43％)和23人(占29.1％)。在第二輪的主軸編碼中，筆者把上述15個編碼分成三個大類，即“教師主導(dǎo)地位”、“師生平等地位”和“教師從屬地位”。教師的作用層次結(jié)構(gòu)見圖3。

4、信息技術(shù)的作用

對于信息技術(shù)在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中所起的作用，筆者提供了四個隱喻供師范生選擇，這四個隱喻分別是：主人、仆人、伙伴和自我延伸，并要求師范生說明選擇該隱喻的理由。對這四個選項的回答情況如下：50人選“伙伴”，22人選“自我延伸”，12人選“仆人”，O人選“主人”。因為有幾位師范生同時選擇了兩項，所以總數(shù)會超過79人。

5、影響信息技術(shù)使用的因素

根據(jù)第一輪開放編碼的結(jié)果，得到師范生認為影響數(shù)學(xué)教師使用信息技術(shù)的因素包括36個編碼，其中排在前三位的因素為：教師的信息技術(shù)知識(45人，占57％)、學(xué)校教學(xué)設(shè)備(42人，占53.2％)和課程內(nèi)容(33人，占41.8％)。在第二輪的主軸編碼階段，筆者分別從教師、學(xué)生、內(nèi)容、信息技術(shù)和環(huán)境五個維度對上述編碼進行分類，得到五個大類，分別為：“教師教學(xué)”、“學(xué)生學(xué)習(xí)”、“課程內(nèi)容”、“信息技術(shù)”和“學(xué)校環(huán)境”。其中，“教師教學(xué)”包括兩個子類：“教師自身”和“教學(xué)過程”。詳見圖4(a)和圖4(b)。

6、信息技術(shù)使用效果的評價

根據(jù)第一輪開放編碼的結(jié)果，師范生在回答“你認為應(yīng)該如何評價數(shù)學(xué)教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中是否有效地使用了信息技術(shù)?”時，一共產(chǎn)生了27個編碼，其中排在前兩位的編碼為：促進學(xué)生理解(41人，占51.9％)和運用信息技術(shù)的合理性(31人，占39.2％)。在第二輪的主軸編碼階段，筆者將上述編碼分成“評價維度”和“具體方法”兩個大類，在“評價維度”中又分成三個子類：“教師教學(xué)”、“學(xué)生學(xué)習(xí)”和“信息技術(shù)”，詳見圖5(a)和圖5(b)。綜合圖1至圖5的結(jié)果，可以得到數(shù)學(xué)師范生的信息技術(shù)觀層次結(jié)構(gòu)圖(見圖6)。

四討論與建議

1、關(guān)于信息技術(shù)的類型

調(diào)查結(jié)果表明，數(shù)學(xué)師范生在模擬課堂教學(xué)中使用的信息技術(shù)主要是PowerPoint(87.3％)和幾何畫板(70.9％)這一對“黃金搭檔”，這一結(jié)果與在職教師的“85.2％和83.9％”比較接近，也與高中數(shù)學(xué)教科書中涉及較多的信息技術(shù)相同。結(jié)合師范生的培養(yǎng)方案可以看出，師范生在計算機應(yīng)用基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)教育技術(shù)兩門課程中分別以上述軟件為主學(xué)習(xí)了各科通用信息技術(shù)和學(xué)科專用信息技術(shù)。值得注意的是，調(diào)查對象中有部分師范生沒有選修數(shù)學(xué)教育技術(shù)課，使得幾何畫板的使用比率與在職教師的比率相比偏低。

筆者建議，像幾何畫板這一類學(xué)科專用信息技術(shù)，應(yīng)該成為數(shù)學(xué)師范生的必學(xué)軟件。同時，單一的幾何畫板無法滿足中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的要求，數(shù)學(xué)教育技術(shù)課程中應(yīng)該涉及更多的數(shù)學(xué)學(xué)科專用信息技術(shù)。因為幾何畫板的優(yōu)勢主要在于平面幾何、解析幾何以及函數(shù)等內(nèi)容的教學(xué)，當(dāng)教師遇到統(tǒng)計和概率等內(nèi)容的教學(xué)時，只能采用各科通用信息技術(shù)(如Excel)來處理，往往無法真正促進學(xué)生認識統(tǒng)計的本質(zhì)，不利于發(fā)展學(xué)生的統(tǒng)計素養(yǎng)。正是認識到中小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的需求，幾何畫板的開發(fā)商、美國核心課程出版社又開發(fā)了兩個專門針對中小學(xué)統(tǒng)計和概率教學(xué)的軟件：Fathom動態(tài)數(shù)據(jù)軟件和TinkerPlots動態(tài)數(shù)據(jù)軟件。前者主要面向中學(xué)和大學(xué)低年級的教學(xué)，后者主要面向小學(xué)和初中教學(xué)。筆者在進行博士論文研究的過程中，首次在中國大陸引進了正版Fathom動態(tài)數(shù)據(jù)軟件，并用于發(fā)展數(shù)學(xué)師范生整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識。

2、關(guān)于信息技術(shù)的優(yōu)勢

超過一半的師范生認為信息技術(shù)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在“直觀生動形象”(46人，占58.2％)。這一結(jié)果或許正是由于他(她)們當(dāng)中的多數(shù)人在教學(xué)中主要使用PowerPoint等學(xué)科通用信息技術(shù)，當(dāng)提到“信息技術(shù)”這個詞時，主要想到的就是PowerPoint等軟件。值得注意的是，有29人(占36.7％)提到了信息技術(shù)的優(yōu)勢是“促進學(xué)生理解”，這應(yīng)該主要是幾何畫板等學(xué)科專用信息技術(shù)給師范生帶來的認識。筆者認為，類似于“節(jié)省時間”和“增加課堂容量”等優(yōu)勢難以成為有經(jīng)驗的數(shù)學(xué)教師在課堂中使用信息技術(shù)的理由?！巴怀鲋攸c”、“突破難點”和“有利于學(xué)生認識數(shù)學(xué)的本質(zhì)”才是更加重要的理由?？上У氖?，師范生中能夠認識到這方面的人少之又少。筆者認為，加強學(xué)科專用信息技術(shù)的教學(xué)是改變現(xiàn)狀的一條有效途徑。

3、關(guān)于教師和信息技術(shù)的作用

大多數(shù)師范生認為，在信息技術(shù)整合的數(shù)學(xué)教學(xué)環(huán)境中，教師處于主導(dǎo)地位，教師充當(dāng)?shù)闹饕巧珵椤耙龑?dǎo)者”和“主導(dǎo)者”，分別為34人(占43％)和23人(占29.1％)。這可能是由于師范生大多受到“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的教學(xué)原則的影響。關(guān)于信息技術(shù)的作用，大多數(shù)師范生認為信息技術(shù)應(yīng)該是教師的“伙伴”(50人，占63.3％)，也有相當(dāng)一部分師范生認為信息技術(shù)應(yīng)該作為教師的“自我延伸”(22人，占27.8％)。筆者認為，大多數(shù)師范生能夠正確認識教師和信息技術(shù)所起的作用，從而有可能在數(shù)學(xué)教學(xué)中有效的整合信息技術(shù)。

4、關(guān)于影響信息技術(shù)使用的因素

師范生認為影響數(shù)學(xué)教師使用信息技術(shù)的主要因素為：教師的信息技術(shù)知識(45人，占57％)、學(xué)校教學(xué)設(shè)備(42人，占53.2％)和課程內(nèi)容(33人，占41.8％)。在談到教師的信息技術(shù)知識時，師范生考慮的主要是信息技術(shù)本身，而極少注意到信息技術(shù)、教學(xué)法和學(xué)科內(nèi)容之間的關(guān)系，即整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(Technological Pedagogical Content Knowledge，簡稱TPACK)的影響，而TPACK是教師“使用技術(shù)進行有效教學(xué)的基礎(chǔ)”。筆者認為，在信息技術(shù)的教學(xué)過程中，不能僅僅教給師范生一些操作技巧，還要讓師范生考慮如何才能使這些信息技術(shù)有效地服務(wù)于課堂教學(xué)，即需要發(fā)展師范生的TPACK。

5、關(guān)于信息技術(shù)使用效果的評價

超過半數(shù)的師范生認為，評價數(shù)學(xué)教師是否在數(shù)學(xué)教學(xué)中有效地使用了信息技術(shù)的主要標(biāo)準是看信息技術(shù)是否“促進學(xué)生理解”(41人，占51.9％)。筆者認為，這一標(biāo)準體現(xiàn)了以“學(xué)生為主體”的教學(xué)原則，也說明大多數(shù)師范生能夠在正確認識教師和信息技術(shù)作用的基礎(chǔ)上，找到合理的評價標(biāo)準。這些觀念為師范生將來在真正的課堂教學(xué)中有效地運用信息技術(shù)提供了重要的基礎(chǔ)。

五結(jié)語

杜威曾經(jīng)說過：“如果今天我們還像過去那樣教學(xué)，那么我們就是在掠奪孩子們的明天”。數(shù)學(xué)教育技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)為我們提供了許多優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教學(xué)軟件和工具。例如，幾何畫板、超級畫板、Geogebra、Cabri3D、Fathom動態(tài)數(shù)據(jù)軟件、TinkerPlots動態(tài)數(shù)據(jù)軟件和圖形計算器等。靈活地選擇并且恰當(dāng)?shù)剡\用這些信息技術(shù)能夠有效地促進學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。決策者、研究者和教師本人都應(yīng)該在這方面達成共識。