《普通化學》授課教師信息化教學技能培養研究*

顧雪凡，魏 君，蘇碧云，黃 劍，李 紅

（西安石油大學 化學化工學院，陜西 西安 710065）

教育信息化的發展水平是教育現代化的標志之一，“以信息化促進人才培養模式創新”是教育部對本科院校育人的核心要求之一，信息技術與學科課程整合是我國高等教育教學改革的熱點。2011 年《關于推進教師教育信息化建設的意見》為在職教師“信息技術與教育的深度融合能力”指明了方向[1]。

在化學學科教學中，教師在“互聯網+教育”環境下對相應理論知識儲備、平臺認知水平以及專業工具使用相對薄弱，與教育現代化的要求和學校日臻完備的硬件條件之間存在差距[2]。本文以信息技術與《普通化學》課堂教學的整合為切入點，探討信息化背景下本校《普通化學》課程組在職教師信息化教學技能的培養。

一、在職教師信息化教學技能的要求與現狀

1.教師技術基礎標準

依據國際教育技術協會（International Society for Technology in Education，簡稱ISTE）所制定的教師技術基礎標準（Foundation in Technology for All Teachers:Foundation Standards）提升在職教師業務能力，使信息技術有效地融入其所在學科課程教學中，主要包括以下三方面內容[3]：

（1）計算機技術的基本操作。在職教師需具備獨立使用計算機系統運行軟件的技能，能夠獲取、處理、發掘、發布數據，能夠在一定程度上評價計算機系統的硬件和軟件運行質量。

（2）信息技術用于課堂教學。在職教師應具備使用相關信息技術支持相應領域教學活動的能力。在職教師應逐步規劃將多種軟件、工具、應用開發技術整合于課程教學單元。甄選的教學策略應滿足各類學習對象的需求，符合不同評價機制的要求。

（3）信息技術用于專業領域。鼓勵在職教師參與終身教育活動，積極促進平等、合法地應用信息技術與資源。在職教師需應用相關信息技術和專業工具提升自身專業素養，提高工作效率，不僅能夠利用信息技術研究和解決專業領域學科問題，更要將其應用于有效交流、深度合作以及團隊建設。

2.信息化教學知能結構概述

教師是構建和諧教學信息化環境的關鍵因素。教育信息化賦予了教師在開展教學活動中新的知識結構與能力素養要求，國內外研究者、教育管理者及一線教師對此高度關注。其中，以舒爾曼學科教學法知識（PCK）為基礎，由美國密歇根州立大學Puny Mishra 和Matthew J.Koehler 所提出的“技術—教學法—內容”（TPACK）知識框架，是一種融合技術的學科教學法知識體系，明確指出了現代教育技術支持下教師信息化教學知能結構[4]。TPACK 體系包含技術知識（Technology Knowledge，簡稱TK）、學科知識（Content Knowledge，簡稱CK）以及教學法知識（Pedagogy Knowledge，簡稱PK）。

鑒于TPACK 內涵是關于教育技術、學科內容以及一般教學法相互關系的教師知能結構理論框架，教育信息技術要內化于教師自身的學科教學知識體系與教學活動中。在此視域下，《普通化學》授課教師的信息化教學知能結構應包含五個相互聯系的要素：技術與學科深度整合的統領性理念，整合技術的課程知識內容，整合技術的教學模式，整合技術的教學設計與藝術，整合技術的教學效果評價。

3.課程組教師信息化教學知能結構現狀

TPACK 知識框架對于教師信息化教學技能的培養提供了很好的借鑒。對《普通化學》課程組13 位在職授課教師信息化教學知能結構現狀進行調研與分析。如圖1 所示，教師自我評價結果中，單項知識自評得分在78-85 分范圍內（PK79.49、CK84.62、TK78.85）；整合技術的學科內容知識（TPK）、整合學科的教學法知識（PCK）以及整合技術的教學法知識（TCK）得分則明顯降低，分別為71.15、69.23、72.12 分。

進一步通過訪談了解到，在接受問卷調查的13 名教師中，6 名教齡為1-3 年的青年教師（均具有博士學位）對于PCK 和TCK 相關教學技能的培訓與提高愿望迫切；5 名教齡在11 年及以上的中年教師更希望獲得TPK 和TCK 的學習與交流。立足課程組在職授課教師信息化教學知能結構現狀，結合教師自身學科專業背景，通過課程組教學法活動研討，以及學校各級職能部門組織的交流與培訓，學院對《普通化學》課程組授課教師信息化教學技能進行有的放矢的培養與提高。

二、信息技術與《普通化學》課堂教學的整合

1.《普通化學》的課程性質和目的

《普通化學》是我校工科非化學化工專業實施化學教育的基礎課程，是培養“基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高”的高級工程科技人才所必需的素質教育課程。課程通過物質結構及性質、化學熱力學與動力學等化學反應的基礎理論、基本規律的講授，輔以化學實驗教學，使學生了解當代化學的基本理論、基本知識，掌握化學實驗的基本技能，以期能夠在工程技術中以化學的觀點認識物質變化的現象，對與化學有關的工程技術實際問題具有初步分析的能力。本課程教學活動旨在培養學生正確的科學觀、科學的社會觀，不斷提高學生科學思維方法和創新能力。

2.信息技術與《普通化學》課堂教學的整合策略

該課程以化學基本原理為主線，介紹熱化學、化學熱力學、化學動力學、水化學和電化學[5]。以物質結構理論為主線，介紹原子結構、化學鍵、晶體結構，并有針對性地介紹元素化學與無機材料及高分子化合物。根據課程不同章節知識體系特征，教師有意識地選取相應優勢化信息技術滿足不同教學模式的需求，實現抽象概念的可視化表達，達到課堂互動、因材施教、提高課堂教學效果的要求[6][7]。如圖2 所示，《普通化學》共40 學時，其中理論課32 學時，課內實驗8 學時。理論課程主要包括“化學反應基本原理及反應”和“物質結構理論及物質性質”兩大部分，前者包含化學熱力學、化學動力學范疇基礎理論及其在水溶液體系和電化學中的應用，后者基于物質結構近代理論學習不同尺度物質結構及性質。

圖2 信息技術與《普通化學》課堂教學的整合策略

依據不同的知識內容特征采取不同的教學策略。例如化學熱力學、化學動力學中較為晦澀的“基礎理論”授課采取翻轉課堂教學模式，物質結構基礎中“物質微觀結構”采取微課程視頻輔助課堂教學，“基礎理論的應用”利用智慧教室學習和討論。對應不同的教學模式，進行不同的教學設計，優選軟件工具制作不同的電子授課資料。例如利用Videograph 錄制微課程視頻，利用ChemSketch 進行物質結構相關繪圖。混合式教學模式對授課教師的信息化教學技能提出新的要求。

三、《普通化學》課程組教師信息化教學技能的培養

近三年內，課程組教師主要通過理論學習、工具培訓、工作實踐等途徑快速接納掌握信息技術，更新完善自身教學圖式，從而實現信息技術與所授課程的深度整合，實現在職教師的專業發展與自我提高。

1.深化理論學習

實現信息技術與學科課程的整合需要建設一支綜合素質高、專業能力強的梯隊教師團隊。《普通化學》課程組現有授課教師均獲得博士學位（除1 人博士在讀），科研方向均屬化學相關領域，具有過硬的學科專業背景。課程組根據課堂教學階段性進展情況，開展教學法知識理論學習與研討活動。學校教師工作部、教師發展中心等職能部門對新入職教師進行崗前培訓與考核，對在職教師不定期舉辦相關理論系列講座、軟件培訓、前沿知識研討會等，并搭建與其他院校開展工作交流的平臺。教務處適時更新完善教學硬件、建設智慧教室、立項教育信息化類教改項目。課程組教師通過自主學習和交流互助，進階完成了以“信息化教學知能結構”為導向的教學技能深化學習與培訓。

2.定期工具培訓

伴隨信息技術的迅猛發展，全媒體是新型信息化教育環境的顯著特點。作為一種多媒體、多平臺、多終端、多網絡疊加的新模式，全媒體為高等教育現代化提供了廣闊空間[8]。信息表現形態、傳遞方式、承載平臺日益豐富多樣，復合型信息共享空間理念和實踐模式迅速融入現代教育信息技術中[9]。因此，信息技術支持的教師教學技能的提高與自身專業發展需要技術革新的護航。

鑒于此，校、院、系各級職能部門對在職教師進行了短期、中長期技能素質培訓的規劃與安排、考核與獎懲。積極關注、引進各類教育信息技術，對在職教師開設軟件利用、網絡運行等針對性培訓與業務學習。旨在使教師能夠綜合運用各類軟件（ScienceWord、EndNote、ChemSketch、ChemLab、ISlS/Draw、3dmax、Videograph 等）完善電子教學資源，達到教師技術基礎標準。此外，學校亦定期完備現有多媒體教室設施、開放智慧課堂，以匹配教師不斷增強的信息化教學技能。

3.立足工作實踐

目前，《普通化學》課程組教師課堂教學為多媒體計算機教室授課。課程組教師在日常課堂教學中積累了大量的信息化教學經驗。此外，學校和學院鼓勵在職教師結合課程不同章節知識點特征進行信息技術支持的課堂教學創新；在課堂教學比賽活動中增大信息化教學手段權重；積極組織開展微課程大賽，立項以翻轉課堂為代表的教學新模式教改項目，建立明確的獎懲制度，以充分調動教師的主動性和創造性。

四、近三年培養反饋

學校基于上述策略和途徑，對《普通化學》課程組教師信息化教學技能進行了培養，并對13 名教師進行問卷調查回訪（見表1）。92.31%的教師認同信息技術是專業素質的必要組成部分，經過相關培訓能夠提升課程教學水平。所有教師對于課程組教學法研討、公開課觀摩表示充分肯定。84.62%表示能夠從學校職能部門組織的講座、會議、培訓等多種形式的培養中獲取信息化教學知識與方法工具。84.62%有信心實現課堂教學內容、信息技術和教學方法的有效融合。我校立足課程組教師信息化教學技能現狀，結合《普通化學》課程自身特點，堅持長期分層次、全方位地培養教師信息化教學技能，對于促進教師專業發展和提高課堂教學質量大有裨益。

表1 課程組教師對信息化教學技能培養的調查反饋意見