职前教师信息技术观发展的实证初探

摘要：教师整合信息技术的教学实践依赖于教师的信息技术观。本研究通过量化与质性问卷相结合的方法调查了职前数学学科教师的信息技术观，分析了职前教师信息技术观的发展特点。研究发现：职前数学学科教师普遍认可技术的优势，但大多数教师担忧技术的可能弊端，且认为应该在技术使用前先掌握数学。教师更容易发展有关技术优势的观念，对技术可能弊端的顾虑较难减弱。

关键词：教师；信息技术；观念；发展

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2025）06-0100-06

问题提出

促进信息技术与数学课程的融合是《义务教育数学课程标准（2022年版）》（以下简称“课标”）的基本课程理念之一，课标强调要合理利用现代信息技术，设计生动的教学活动，促进数学教学方式方法的变革。[1]信息技术与数学教育的整合，特别是如何在数学课堂上使用技术工具，在很大程度上取决于教师[2]，而影响教师使用信息的重要因素之一是教师的观念。[3]教师在数学教学中使用信息技术的观念[4]，主要表现为对信息技术的优势、信息技术的风险及信息技术的使用时机等方面的认识和理解。[5][6]本研究中的信息技术特指用于数学学科的信息技术，如几何画板、GeoGebra、超级画板、图形计算器等。本研究具体研究的问题为：职前数学学科教师对在数学教学中使用信息技术持有怎样的观念？这种观念在课程后有怎样的发展？不同信息技术观发展的难易程度如何？

教师信息技术观

1.信息技术的优势

信息技术可以支持学生的发现式学习。当教师在教学中使用技术鼓励学生自主探索数学时，学生能够产生各种不同的解决方案和想法，教师要做出即时反馈。信息技术可以支持数学的多重表征。图形、代数和数字等不同形式的表征间灵活转换对于数学概念的理解至关重要[7]，借助技术可轻松获得不同形式的表征，而且这些不同表征是互相关联的，因此，可以通过技术支持多重表征来发展学生对相关主题的理解。

2.信息技术的风险

已有研究中指出了两个与信息技术信念有关的概念——杠杆效应及黑箱。信息技术环境有助于学生将注意力集中在与数学概念最相关的活动上，在这个意义上，技术作为杠杆，可以增加每个学生的数学活动，并使其专注于关键课堂活动。但杠杆效应也将一些数学过程外包给信息技术，转移学生对这些过程的关注，这些过程便成了黑箱。黑箱效应可能会让学生依赖于某些技术，缺少执行必要的底层数学过程的经验。[6]与以上论述相关，有一种观点认为技术影响学生基本手工技能的掌握，如绘图或求解线性或二次方程。另一种常见的有关技术风险的观念是用技术教学可能会导致学生盲目操作，即技术的使用会导致学生无意识地“按按钮”，与其说技术是理解的支持，不如说是思考的替代品。

3.信息技术的使用时机

技术使用时机指是否应该只在学生不依赖技术掌握数学概念之后才使用技术，或技术是否应该在学习过程的开始使用。研究者区分了两种教师信念体系：“守旧派”和“技术支持派”。[8]守旧派比较抵制和怀疑在数学教学中使用技术，包括不接受技术、掌握知识后再使用技术两种立场，后者认为学生理解数学后才可以使用信息技术，在学生手工掌握概念和程序之前，不应该引入技术。

研究设计

1.课程实施

本研究基于研究生课程“数学教学与信息技术”开展，课程共18周，每周2课时，课程内容主要包括两部分：技术操作（11周）、文献阅读（7周）。其中技术操作学习GeoGebra基本操作，结合了一些教材操作案例，如指数函数图象绘制、割线到切线的逼近。文献阅读旨在学习信息技术与数学教学的融合，文献包括中文文献和英文文献，中文文献偏向以教师为主导的技术使用，着重体现了技术支持多重表征的价值，英文文献偏向基于技术的任务设计，体现了技术支持发现式学习的价值。

2.研究对象

本研究的参与者是40位数学学科教学方向的职前教师。课程前他们均未系统学习过数学专用信息技术，有些不会使用任何数学专用信息技术，有些会使用几何画板、GeoGebra进行简单作图，如绘制函数图象。

3.研究数据的收集与分析

本研究通过封闭式及开放式问题混合的问卷收集数据，职前教师课程前完成问卷，课程后再次审视自己课程前作答的问卷，如果对问题的看法发生改变，则用另一种颜色的笔迹修改。

量化问卷旨在调查职前教师对在教学中使用信息技术价值、风险及时机的认识，采用Thurm等编制的使用技术教学的信念量表[5]，共分为五个维度——技术支持发现学习、技术支持多重表征、信息技术导致技能损失、技术导致盲目操作及技术使用时机，每个维度包含4～5道测试题。量表以五点李克特量表评分，1～5分别表示非常不同意、不同意、不确定、同意、非常同意。通过描述性统计刻画教师的数学教学观立场，通过配对样本t检验分析教师课程前后观念变化的显著性水平。

为了得到更细致的观念，本研究还收集了质性数据。在量化测试卷的五个维度后各附加一个开放式问题，鼓励职前教师表达对该维度的认识，如“说说对关于技术是否支持发现式学习的看法”。质性数据的分析方法主要是扎根式的自下而上的归纳式类目建构。先分析前测数据，然后分析在后测中发生了变化的数据，以得到课程带来的技术观变化。

研究结果

1.技术优势

（1）支持发现式学习

课程前，一半职前教师赞同及非常赞同技术可以支持发现式学习，另有一半职前教师对技术支持发现式学习的信念处于不确定及赞同之间。课程后，这种立场分布没有变化。总体而言，课程前后，职前教师对技术支持发现式学习都持有积极的信念，但课程前该维度均分4.01，课程后该维度均分增长为4.10，配对样本t检验显示，职前教师对技术支持发现式学习的信念较课程前有显著性提升（t=-2.068， p=0.045）。

在质性调查中，课程前，除2位明确表示不确定技术是否可以支持发现式学习外，绝大部分人都持肯定立场，但有个别人指出技术支持发现式学习适用于特定内容，适合特定学生，主要是自主学习及创新能力强的学生，还有个别人表达了对其负面影响的担忧。绝大多数职前教师虽然认为技术可以支持发现式学习，但不能给出合理有力的理由论证该信念，即不清楚技术如何支持学生发现式学习，虽然有些给出了一定的论据，但较为片面，如技术因提供了一种工具进而促进发现式学习、技术激发学生兴趣进而促进发现式学习；只有极个别的教师可给出较为具体的理由，指出信息技术可以直观展示图形变化，促使学生发现规律，提供思考的线索；仅1位给出了实例，认为技术可以支持学生对函数性质的发现式学习。

课程后，大部分职前教师发展了原有观念，但有些仍没有给出有力的理由，如仅指出学生可以自主操作技术探索发现，约45%的教师对技术支持发现式学习的认识有实质性改善，其中约23%的教师可以给出理由论证技术如何支持学生发现式学习，如信息技术有利于学生猜想及发现命题，在动态变化中发现不变关系及规律，从对个例的研究过渡到对一般性问题的研究，更多给出了实例，如线面垂直、动点问题、平行四边形性质、函数性质、圆周角定理等，有些反思了技术支持发现式学习的条件，集中体现在对任务设计的要求上。

（2）支持多重表征

课程前，95%的职前教师赞同及非常赞同技术可以支持多重表征，只有两位职前教师对技术支持多重表征的信念处于不确定及赞同之间。课程后，这两位职前教师的立场也发展为赞同技术可以支持多重表征。总体而言，职前教师对技术支持多重表征持有积极的信念，这种认可要强于技术支持发现式学习。课程前维度均分4.56，课程后提高为4.60，配对样本t检验指出，课程前后职前教师对技术支持多重表征的信念不存在显著性差异（t=-1.525， p=0.135）。

在质性调查中，课程前，约一半的职前教师没有补充任何有关技术如何及为何支持多重表征的观点，15%的职前教师简要指出了技术可以进行何种表征，如直观展示图与表等，32.5%的职前教师指出技术实现不同表征之间转换的功能，强调了不同表征的关联。职前教师虽然认可技术支持多重表征，但对于技术如何支持多重表征以及技术如何以多重表征的实现促进学生数学学习认识较为有限。

课程后，约一半职前教师改变了原有回答，约20%的教师强调了技术可以支持表征之间的关联，进而支持学生不同表征之间的转化，促进学生理解，约13%的教师强调了技术可以支持表达式、图、表等多元表征，有的给出实例，如指数函数图象及性质、导数以及圆锥曲线动点问题，有的批判性反思了不同表征不一定有利于学生学习，技术要服务于内容，服务于教学。

2.技术弊端

（1）技能损失

大部分职前教师对技术使用造成技能损失的立场介于不赞同与赞同之间，为了更好地揭示立场分布，将各职前教师在该维度的得分四舍五入取整后分析，如教师在该维度得分3.2分，则记为3分，立场为不确定。职前教师在课程前后对技术是否造成技能损失的立场如图1所示。总体而言，不管课程前还是课程后，不确定及不赞同技术影响基本技能的人数居多。配对样本t检验可知，课程前后职前教师对技术影响基本技能的信念不存在显著性差异（t=0.293，p=0.771）。

在质性调查中，更多职前教师明确表述了对技术是否影响基本技能的立场。认为技术不会影响基本技能掌握的减少到25%，有的指出技术对技能掌握有促进作用，有的强调先掌握技能再运用技术。认为技术会或可能会影响画图、计算等基本技能的人数大幅增加到67.5%，有的担心技术的使用减少了技能练习机会而影响技能掌握，学生会对技术产生依赖而不愿练习基本技能，有的指出要合理利用技术，减少对技能的影响。

课程后，超过半数的职前教师发展了自己的观念，认为技术不会影响基本技能的有6人，其中有的指出使用信息技术本身也是一项基本技能，可以在使用技术的过程中锻炼其他技能，有的强调在掌握知识的基础上使用技术，有的强调使用技术后手动绘图、解题。认为技术会或可能会影响计算、绘图、板书等基本技能的有14人，有的认为过度依赖技术会减少基本技能的训练，影响学生的思考，不利于考试等情境的问题解决，有的指出使用技术直接呈现结果，忽略了解题的过程，有的结合函数、向量等实例说明技术可能会影响基本技能，有的指出在使用技术后需通过手动做题练习基本技能。另外，有4人未明确表达立场，但强调了技术是否影响技能与教师在教学中使用技术的方法有关。

（2）盲目操作

为了更好地描述教师的观念立场，同样将各职前教师在该维度的得分四舍五入取整后分析。课程前，大多数职前教师不确定技术是否使学生更不动脑思考，17.5%的教师认为技术负面影响了动脑思考，5%的教师对此持不赞同立场。课程后，他们的观念立场几乎没有变化，1人由认为技术负面影响了动脑思考改为反对。总体而言，课程前后，教师均不确定技术是否影响了学生动脑思考，该维度总均分由3.02变为3.05。配对样本t检验可知，这种变化不存在显著性差异（t=-0.402， p=0.690）。

在质性调查中，大多数职前教师担心技术可能减少学生思考，有的指出学生可能过于依赖技术输出，也有的指出技术便利是因为省力，所以会减少思考。17.5%的人否定技术使学生不动脑，其中有的指出先思考再技术展示所以不会剥夺思考机会，也有的指出技术使用本身可以促进思考，有些则认为技术可能会促进思考，也可能导致学生不思考。

课程后，75%的职前教师改变了原有回答。其中，约一半明确表示更赞同或反对技术可能减少学生思考，更担心或反对技术影响学生思考的教师数量相当，有的认为技术直接呈现答案，可能会导致学生重结果、轻过程，形成思维懒惰性，有的则认为技术会促进学生思考和理解，如在利用技术探索发现规律的过程中，并举出导数的几何意义、黎曼积分等例子。另一半认为技术可能影响也可能促进学生思考，这与技术的使用方式相关，有的指出教师高质量的数学任务设计会促进学生思考。