文摘
使用一个比较案例研究设计,探讨了影响技术相关的专业发展(TTPD)设计旨在帮助科学和数学教师设计课堂活动在互联网上使用可用资源的财富。使用课程适应的镜头和教师不同的概念教学设计能力,我们分析了四个老师的经验而言,教师设计的教学活动,如何将这些支持在线资源,教师对学生学习的影响的观念。结果表明,参与者使用各种各样的个人相关的设计策略在应用TTPD上下文的概念。特别是老师讨论如何定制教学适应学生的需求和兴趣,以及它们如何结合教学游戏、模拟,和交互式资源来提高动机和提供自学指导。
1。介绍
过去的十年已经取得了巨大的增长的互联网网络免费在线资源可供教学和学习。这些资源,不同的学习对象,开放教育资源,或在线学习资源,包括创新和互动课程,teacher-created教案,以及支持工具,如可视化和模拟真实世界现象和数据集的操作(1- - - - - -3]。这些资源通常聚合、策划和可用资源集合,等为地球系统教育数字图书馆,促进教育者访问的门户网站,如美国国家科学数字图书馆,教师的域,和recentlyannounced美国教育部的学习注册表。支持的愿景是,这越来越多的可用的基础设施,教师和学生可以访问、创建、连接和共享知识的方式从根本上改变实践(1]。
还不知道什么样的教学实践最佳支持学生的学习和在线资源(1,4]。此外,尽管教育者的记录信念网络资源可以丰富他们的课堂,提高学生的学习5),仍然存在许多障碍。这些包括技术知识不足,不足技术访问和课堂的整体固有复杂性技术集成(6- - - - - -9]。
许多研究证明,教师专业发展可以提高教师知识的有效途径10]。因此,帮助教师提高他们的知识和技能在学习为学生利用网络学习资源设计活动,我们开发了一个技术相关教师专业发展(TTPD)设计。作为TTPD的一部分,教师学会使用一个免费的基于web的工具,旨在帮助教师发现和设计在线资源,被称为教学架构师(http://ia.usu.edu/)。
TTPD设计的影响进行评估的定量研究涉及36科学和数学教师和1200多名学生11]。而定量研究结果揭示了重要的积极的近端和自我报告的影响,不知道是每个老师的经验,当试图应用TTPD概念设计和实现课堂活动使用在线资源。因此,本文的目的是展示从比较发现,multiple-case研究并提供深入分析四个教师的经验和活动。使用课程适应的镜头,我们检查了教师设计的教学活动,他们使用的教学策略,如何将这些支持在线资源,教师的观念对学生学习的影响。我们还研究了设计和实现过程中遇到的障碍老师。
在下一节中,我们描述了基本理论框架研究,其次是研究背景。然后,我们现在发现的案例研究,总结讨论意义和局限性。
2。理论框架
虽然老师所知甚少使用在线学习资源,先前的研究检验了老师采用(nonadoption)课程材料(12,13]。这个工作有严格检查假设课程材料由教师实现不变。在回顾文献,Remillard [13)提出了一个框架来描述老师使用的课程,教师信念、知识和身份与课程特点(如表示,结构,和声音)影响产生的设计和制定。这个观点符合一个更现代的教学作为一种设计任务时,教师适应和使用的材料被视为一个关键的步骤,课程设计。
实证研究确实发现教师适应课程,以适应他们的教学环境(14]。这个适应过程可以同时支持指令为个别学生的发展以及帮助老师学习新内容和技能(15]。此外,布朗和说道16)建议教师改变对他们的能力和技能参与原则设计和适应课程,技能被称为教学设计能力。在这个视图中,课程材料承受和约束设计,与教师互动的独特的知识、技能和经验。作为这项工作的一部分,布朗和说道16)定义了一个连续的教师课程使用,范围从可以卸载来适应来临时措施。这个连续体描述的程度设计不同分为教学资源和教学活动的教师。在一个卸载,课程资源是实现基本保持不变,大多数的教学决策脚本内的资源。在另一个极端,即兴创作,一个老师可能灵活搭配方面的课程在教学决策发挥了很大的作用。适应,代表了连续的中点。布朗和说道16)还指出,连续是中性的关于质量或效率的设计活动。
更充分地解释教师教学计划和课堂活动可以作为一个特征卸载,适应,或者一个即兴创作,我们提出一个类比三个风格的音乐成分和性能。回想一下,卸载设计实例中,教师利用课程资源不变。卸载,然后,可以比较古典音乐得分和性能。预期的作曲家,古典的音乐实践和执行分数就是写。表演者不偏离原作曲家的分数。
的对面,一个即兴创作爵士乐即兴创作和性能相媲美的音乐家可能构成他们打算效仿,但经常会添加额外的元素注入性能,即兴创作,意外在排练。像爵士音乐家,教师可以设计一个活动或教学计划根据学习目标和教学原则,但是在教室里实现经常反映计划外彩排,使用大纲或想法作为起点,但材料提出了即兴的方式。
改编与一个熟悉的旋律已经组成,重写,或适应一个不同的作曲家,从而创建一个新的成分。设计适应,课程计划或活动中,老师修改了现有的材料在一个小的方式,但最初的设计将是容易看得见的。曾经在课堂上实现的,一个适应是相似的。老师将活动,原来的课程设计的一些元素,但必须修改在这个课程。
支持这一观点的设计,一些学者认为,教师专业发展应该明确重点支持教师高效地设计课程材料(16- - - - - -18]。这样,教师可能会增加他们的教学设计能力为了原则适应高质量的课程材料,适应学生的需求和兴趣19]。
在这项工作中,我们并不意味着暗示课程使用和适应一定需要使用在线资源相同的过程。例如,我们不建议在线资源扮演相同的角色,例如,一个学校district-mandated课程。在后者,组织因素显然起到了很大的作用。相反,我们使用这个透镜研究教师如何选择使用网络学习资源在自己的课堂活动的设计和实现。我们也研究教师如何对学生的需求和兴趣也会发挥作用。
最后,我们注意到,布朗和说道(16检查教学计划和课堂实施在一起。然而,另一些人建议,规划和实施应该单独考虑(13,20.]。因此,在我们的工作中,我们分离这些时间事件通过检查由教师设计的活动以及他们描述课堂实施的经验和对学生的影响。
3所示。案例研究的研究设计和方法
多个比较案例研究有界的一个老师,他/她的学生,课堂上规划和实施的活动。以下研究问题进行调查。(1)什么类型的活动参与者的设计和这些网络资源的支持如何?参与者遇到了什么障碍,推动者?(2)是什么教师影响学生的认知学习与网络资源?
3.1。案例研究背景
这个案例研究进行结合研究调查的影响更大TTPD干预对教师实践和学生的学习。研究发生在一个大,在美国西部郊区的校区。36个初中数学和科学教师和1247名学生参与了这项研究。
TTPD专注于增强参与教师的技术技能寻找和选择在线资源财富的信息在互联网上,使用基于网络的软件和设计课堂活动围绕这些资源称为教学架构师。在下一节中,我们描述了技术背景(教学架构师),TTPD设计,案例研究方法和参与者。
3.2。技术背景
技术相关的技术背景下教师专业发展(TTPD)是一个免费的基于web的工具,叫做教学架构师(http://ia.usu.edu/)。IA支持教师编写教学活动对学生使用网络资源越来越多地在互联网上可用的和专业教育资源库,如国家科学数字图书馆(http://nsdl.org/)[21]。
教师可以使用IA在几个方面。一旦登录,“我的资源”区域允许教师搜索和节省网络资源的链接,包括互动和多媒体资源。在“我的项目”地区,教师可以选择在线资源,注释文本创建学习活动(称为IA项目)。最后,老师可以“发布”这些IA项目为自己的学生,或任何在互联网上。通过这种方式,教师用户的IA支持社区,允许教师分享和复制彼此的IA项目。
自2005年以来,收集的IA有超过7500的注册用户超过72000的在线资源,创造了超过17000个IA项目。2006年8月以来,公共项目已经被浏览超过250万次。IA项目创建的每个案例研究参与者如下所示。
3.3。与技术有关的教师专业发展研讨会
TTPD车间活动集中在以下技术技能:(1)发现在线资源,(2)设计学习活动在这些网络资源使用IA,和(3)实现这些IA项目在教室里。TTPD结构是一系列三车间中间活动(见表1),并进行了面对面的超过三个月。
在技术相关专业发展(香港人的方法18),参与教师从事真正的和复杂的问题在自己的教学中,使用IA设计解决方案,实现这些在他们的教室,反映在他们的经验与同行。
表1显示了一个草图技术相关的主要活动的教师专业发展,以及所有的数据来源和收集点。
3.4。参与者
从36参与教师,四个参与者从TTPD实现有目的的选择使用以下标准:(1)他们完成所有的组件TTPD(包括参加TTPD车间,完成预处理和postteacher调查,提交反映论文,至少设计两个IA项目,和收集学生数据);(2)他们代表不同级别的技术知识(基于教师自我报告presurvey数据);(3)数学和科学教师都是代表,和(4)男性和女性教师代表(见表2)。
3.4.1。案例1,B太太。:Low Technology Knowledge Teacher
b太太是一个女初中科学教师,7年的教学经验。她教会了“世界各地”,认为自己“焦虑”老师在使用技术。她第一次IA项目是在生物学的主题分类和她的第二个是“物质的状态”(见图1)。她创造了最多的IA项目(13)和收集最资源(63)的九个月时间。
3.4.2。例2,O先生。:Low Technology Knowledge Teacher
o .先生是一个男性的初中数学老师,八年的教学经验在他目前的位置,也有以前教小学。o .先生认为自己是一个适度能力互联网用户,经常参加全国数学教师委员会(NTMC)网站的数学信息。他第一次IA项目的主题“解释的图和表”,而他的第二次覆盖科学记数法(见图2)。相比其他三个参与者,O先生。,however, was a lukewarm IA user, recording some of the lowest numbers of logins to the IA (37 times), as well as number of resources collected (15), IA projects created (5), and views (332).
3.4.3。情况3,W。先生:High Technology Knowledge Teacher
w .先生是一个男性初中科学教师,他已经教了三年了。他第一次IA项目解决生态的主题在他的第二个是物理和化学变化(见图3)。w .先生解释说,他“从来没有害怕和他的教学中经常使用它。“IA使用数据而言,w .先生有一个低数量的登录IA(37次)然而,收集大量的资源(42),11 IA创建项目,并最多的观点他的IA项目(1932)的九个月期间。
3.4.4。例4,太太R。:High Technology Knowledge Teacher
太太r是一个女初中科学教师,六年的教学经验。她第一次IA项目主题的“固体、液体和气体,”,她的第二个教密度(参见图的概念4)。她登录到IA(50倍),但只有最频繁创建六个IA的项目和使用的九个月时间21日在线资源。
3.5。数据源
表3描述了主要数据来源用于案例研究。在线预处理和postsurvey问题教师经验TTPD管理之前和结束时。调查设计的细节描述(11]。IA使用数据,自动收集的IA系统,分析了确定IA的老师和学生使用。反映论文所提供的每个参与者被收集后,第二个和第三个车间。在这些论文,教师被要求回复提示表所示3。
四个教师采访的作者之一参与TTPD后约两个月。每个面试大约是45分钟长,陷害了一套开放式的问题,使教师讨论他们的经验(见表3)。访谈记录和转录。
3.6。数据分析
访谈和反射的论文进行了分析使用常数比较方法[22]。四个独立研究人员第一次读四个案例叙述和识别新兴的主题之一。然后,主题比较和归类,形成一种新的编码方案。所有病例再次阅读,并根据新的编码方案。通过这个迭代过程,数据减少,一致的主题,和调查结果分析研究解决的问题。
每个老师的IA的内容项目,设计并实现了第二次研讨会后,检查了他们的总体设计。我们对IA的分析项目设计遵循布朗和说道16在我们作为一个分类IA项目的设计卸载,一个适应,或者一个即兴创作。然后其他数据源,如访谈转录和反射论文确定IA项目实施与学生,教师观念的实现。
4所示。案例研究发现
4.1。研究问题1
什么类型的活动参与者的设计和这些网络资源的支持如何?参与者遇到了什么障碍,推动者?
以下4.4.1。案例1,B太太。
B太太。的第二IA项目“物质的状态”的主题包括大量与方向如何访问它们(见图1)。学生评估项目的工作表,IA项目指导他们应对具体项目与内容交互后每个链接。通过这种方式,IA项目的设计可以作为特征卸载:
“我有一个视频问题。我有学生回答12个问题关于物质的状态,然后他们学会了一个新的国家的物质称为玻色爱因斯坦冷凝,然后他们有一个工作表。我不是年轻的技术比如一些老师所以他们中的一些人有Google docs设置和我不明白怎么做。所以我的工作表类型在Microsoft word和运行,给我的学生。所以他们回答(问题)通过指导工作表描述物质”(b太太面试)。
b太太还用IA项目作为一个卸载在她的课堂,让学生跟着她的方向,她预计IA项目工作表上,然后让学生回答问题。
方面的技术壁垒,b太太报道“慢视频每个人都试图访问一次,困难在计算机实验室保留,缺乏计算机教室,缺乏耳机实验室,和程序崩溃”(b太太反射纸2)。
的推动者,b太太认为IA是节省时间,因为它救了她的评分时间:
“有些字太潦草,所以学生通过IA不阅读我得通过,减少文书工作对我来说,更少的时间让我检查和批改试卷。对我来说,这是一个节省时间”(b太太面试)。
4.1.2。例2,O先生。
O先生。的第二个IA项目的主题“科学记数法”是很短,只有少量的文本和一些资源包含示例的链接。工程设计是作为一个分类卸载(见图2)。然而,正如他在他的采访中解释道,欧先生想让学生演绎规则(更多的调查方法)通过观察例子:
“这不是一个真正的发现的教训,我想出了但这是比我第一次。因为他们看例子,正确和不正确的方式写科学记数法,他们试图想出自己的规则。所以他们在做演绎思维而不是被告知规则”(o .先生的面试)。
通过这种方式,而他的第二个IA的设计项目可以作为一个特征卸载,他的采访表明,教室是一个实现即兴学习经验,资源是一个演绎思维的催化剂。因此,IA的课堂实施项目包括额外的元素,而IA项目本身似乎是一个简单的链接中使用一个卸载的方式。
的壁垒,欧先生提到一个关键的障碍是没有足够的时间来充分发展他的教训,以及没有准备好访问学校计算机实验室。
4.1.3。情况3,W。先生
W。先生的第二个IA的主题项目“物理和化学变化”(见图3)可以作为一个特征适应。它包含的指示如何处理各种资源的链接,其中一些先前由w .先生与其他老师不同的是,布什先生还使用了IA结合其他软件和在线资源。例如,学生被要求完成一个在线作业中通过输入答案谷歌文档上传它到学校网站。其他在线资源链接的例子证明化学过程和在线测试。以这种方式,w .先生创建了一个设计适应通过使用以前创建的教学材料和新的在线资源。
在他的采访中,w .先生提到,他喜欢教与技术。他形容他的IA项目“学生为中心”的在线资源被有目的地选择增强学生互动。因此,我们实现作为一个分类教室即兴创作:
“我们有IA…(和)Google doc以及下载程序。他们玩一个游戏。我有多个资源整合在一起的IA…它使更多的学生为中心的,这是好的。我希望他们操纵更多的变量,(然后)示范。他们…做一些互动,他们能看到什么变化,因为他们操纵,而不是看我做一个演示”(w .先生访谈)。
的壁垒,w .先生指出,他发现几个资源搜索家里后来被学区互联网过滤器,造成相当大的挫折。
4.1.4。例4,太太R。
太太R。第二IA的项目,在“密度”证明了设计的主题即兴创作,在线资源结合开放式问题,引导学习序列和反射提示。在这是项目中,学生们面对一个现实问题“构建一个木筏横渡湖泊”,并提供与资源来帮助他们理解密度(见图4)。一个资源是一个游戏,允许用户操纵性能的一块为了想象它如何浮动。
太太r .创建她的IA项目的所有方面,说明她的设计能力的全部潜力。她写故事的问题,在线资源为学生探索组装,和合并反射策略来指导学生的学习。
此外,太太R。的面试建议她IA的课堂实施项目展示即兴创作特征。它需要更多的学生参与,如批判性思维和经验学习:
“对于一些学生不喜欢学习,但是你有所有类型的学习者和很多他们喜欢学习。它通过一个小故事关于他们徒步旅行和构建一系列基于密度…让他们思考如何密度是一个真正的生活的一部分。我喜欢。我喜欢他们思考的东西除了在课堂上玩玩具(数字设备)在他们面前。他们可以精确的判断出现实生活的概念。其中的一些抱怨,因为他们想要的信息而不是思考”(r .太太访谈)。
太太的壁垒,r .指出几个她IA项目的全面实施技术性贸易壁垒。这些可怜的网络带宽和限制对计算机实验室的访问。然而,这些限制没有脾气太太R。的热情对IA和网络资源的使用。她还指出,她打算重用IA项目和共享项目与另一个老师:
“我将把这个网站,我创建的,因为学生有很多的乐趣。我也可以用它作为一个评论在今年年底之前我们将结束的水平测试”(r .太太反射纸2):
“我分享这个网站和另一个老师在我的建筑,她用她的学生。她用它来更多的评论,但表示,她的学生也玩它”(r .太太反射纸2)。
一般来说,似乎IA和TTPD r .夫人提供了一个不同的方法论的角度来看,使她能够更充分地利用网络资源。这使她满足教学目标比前几年更流畅的方式:
“会有所不同,如果他们没有使用技术?是的,我以前从来没有以这种方式引入密度。我从来没有使用的技术引入密度,这就是为什么我选择密度,这是一个艰难的7年级学生学习概念”(r .太太面试)。
4.2。研究问题2
是什么教师影响学生的认知学习与网络资源?
本研究问题的目的是检查参与者的看法如何使用在线资源设计的活动影响学生的学习和动机。案例研究分析揭示了两个主题。
4.2.1。准备主题1:教师把学生参与和积极学习技术和在线资源
在采访中,r .太太和b太太指出使用在线资源的激励力量组成的教育游戏和模拟:
“密度很难教,让他们和这些视觉的小游戏,包括这个项目。他们只是玩。我告诉他们继续前进。所以我认为他们喜欢玩的想法,试图找出一个概念,而不是我告诉他们这是它是什么,你为什么这么做”(r .太太访谈)。
太太在她的采访中,r .明确指出学生喜欢“玩”在线模拟学习挑战性的概念和参与发现。同样,w .先生表示,学习技术和在线资源帮助参与和支持学生更积极的学习者:
“他们没有学习不同的材料,他们学会了如何访问不同的材料。他们积极地参与学习与IA”(w .先生的采访)。
4.2.2。主题2:教师认为学生学习更好的技术和在线资源
w .先生评论他的学生的学习能力更好地当他教与IA和在线学习资源,特别是可视化:
“这(第一个IA项目)是更多的参与和互动。我认为(学生)学习生物的属性帮助他们生存的环境。他们看到视觉…所以,我认为这对他们来说是一个更好能够把这些特征和应用”(w .先生访谈)。
b太太讲了可视化对学生学习的重要性:“让学生看到粒子的位置和运动模拟在不同类型的事让他们更容易学习,而不是在书中看到一个图”(b太太反射纸1)。
b太太提到不同的能力的学生可以使用不同的材料使用时以自学的方式:
“他们(学生)可以一遍又一遍地回放…荣誉的学生只需要看它一次。其他学生可以重复相同的视频,然后使连接。这是另一种方式呈现的材料而不是相同的老师说话的声音,所以我认为他们学习它,因为它是令人愉快的”(b太太访谈)。
w .先生还表示,student-directed方法允许内容覆盖更快以及使学生以自学的方式工作,从而释放教师与学生一对一的工作:
”(我)进行非正式的评估与他们在教室里,因为我不直接指示他们,这样我就可以花更多的一对一的时间”(w .先生的采访)。
他还评论如何关注学生们在使用IA:
“你把它们放在这个设置(IA),他们是专注。我认为它可以帮助它更多的学生,因为他们可以以不同的方式学习”(w .先生访谈)。
这样,w .先生的效率这种教学方法,除了其有效性。他能够添加曲目教学实践利用IA支持学生独立学习的能力,这样他可以单独帮助学生。
5。讨论和结论
本文提出的四个案例研究教师的经验设计课堂活动使用IA和在线资源长TTPD参加三个月后。使用课程适应的镜头和教师不同的概念教学设计能力(16),我们检查了教师IA项目二期的设计及其对学生的影响的报告。我们注意到,两个项目被归类为卸载,一个证明适应,一个项目显示的元素即兴创作(见表4总结)。通过这种方式,教师似乎使用各种个人相关策略应用TTPD概念时的上下文。
如上所述,W。先生,a science teacher with high self-report technology knowledge scores on the pre-survey, talked enthusiastically about how he integrated his IA projects with other technology he regularly uses, notably谷歌文档。通过这种方式,他的技术是折衷的方法,混合和匹配最好工具来满足他的需求。相反地,B太太。,a low technology knowledge science teacher, recognized her poor technology background and the importance of professional development opportunities in increasing these critical skills.
而b太太主要使用了IA作为一种手段来收集资源和现在的这些学生,w .先生谈到交互性和使用的价值谷歌文档管理学生的评估。太太R。,a high technology knowledge science teacher, spoke about the value of online resources in supporting exploration and the ease of sharing online content with colleagues. More generally, the teachers discussed how they tailored their IA project designs to address their students’ needs and interests, and how they incorporated instructional games, activities, and interactive resources to enhance motivation and provide self-paced instruction.
在学生的学习方面,一些参与者强烈表示他们认为学生喜欢学习技术,擅长它,使用技术可以使学习变得更有趣和激励。这种偏好并不是消极的方式,而是作为一个越来越重要的因素考虑在设计课堂活动。参与者也表示,虽然较少,相关的信念,使用技术可以帮助提高学生的学习。这些参与者描述交互式仿真的方式让学生不同的能力“玩”和“看到”困难的概念,如密度、运动和遗传。它还允许分化学习。
尽管近几十年来取得了巨大进展在计算访问我们学校,所有的老师都确定几个障碍在他们的学校由于技术基础设施(见表4)。障碍包括学区提到互联网过滤器,有限访问计算机实验室,缓慢的下载时间。推动者,三个参与者也喜欢简单的IA,感知它节省时间,有价值的收集和组织网络资源,而且容易结合其他工具,他们已经知道了教学目的。
此外,教师IA之间还是有差异的项目设计和生成的课堂实现。例如,尽管一些老师似乎价值探究性学习作为一种教学策略,他们在演讲IA项目明显不同。表面上看,欧先生。的第二IA项目似乎使用直接指令,它提出了一系列的在线资源的链接。欧先生,然而,在采访中表示,他希望学生“发现”规则科学记数法通过他们相互作用的例子。这一发现强调了而不是假设设计构件的重要性反映随后的课堂实现。
这项研究的限制包括,发现是描述性和暗示由于案例研究的研究设计。案例研究设计的本质也会导致在研究泛化问题[23]。此外,研究人员可能有偏见由于其作为TTPD设计师的角色。然而,多个数据源分析是在这项研究中,研究结果与先前的结果产生共鸣,建议解释的可信度。对教师专业发展的实践意义的供应商,我们的研究结果支持这样的观点,教师需要显式的支持为了设计有效和提高教学设计能力,这能力不应假定。
确认
本文是基于工作支持由美国国家科学基金会(0937360)。任何意见、发现和结论或建议本文中表达的是作者的,不一定反映美国国家科学基金会的观点。作者感谢与会老师在这项研究中,科学协调员,维克多·李,回族俏,研究小组的成员。