基于大數據分析的創客教師專業化培訓模式構建與應用

董同強?唐曉旺?董建福

摘 要：目前，我國教師培訓領域供給過剩，又難以精準滿足教師需求的問題越發凸顯。創客教育在推動教育改革創新的同時，也面臨著巨大的挑戰，其中最為嚴峻的困境是創客師資匱乏。在“互聯網+”時代，如何設計出一套精準匹配創客教師專業化發展需求的培訓方案，開展基于大數據分析技術的創客教師專業化培訓，值得深入研究。文章立足于實踐，以大數據分析技術探尋創客教師在專業發展上的顯隱性需求，借鑒“信息—知識—策略—行為”情報轉化理論的相關思想，以大數據思維為指導，將基于大數據分析的創客教師專業化培訓模式劃分為信息層、知識層、策略層與行為層四個層面，并應用此模式成功地開展了中小學創客教師研修班培訓，以期為未來創客教師培訓模式的研究與實踐提供新的參考和借鑒。

關鍵詞：創客教師;大數據分析技術;教師專業發展;培訓模式

中圖分類號：G420文獻標志碼：A文章編號：2096-0069（2018）05-0009-06

百年大計，教育為本;教育大計，教師為本。教師作為教育改革過程中的先行者，其專業素質的提升是保證教育質量的核心。創客教育作為一種“新常態”教育，正在改變傳統的教育理念、組織、模式與方法，引領一股席卷全球的教育變革浪潮。教育部在印發的《教育信息化“十三五”規劃》中明確提出：要積極探索信息技術在“眾創空間”、跨學科學習（STEAM教育）、創客教育等新的教育模式中的應用，著力提升學生的信息素養、創新意識和創新能力[1]。創客教育作為一種“新常態”教育，是解決如何培養創客、實現“互聯網+”與創新教育深度融合的必由之路，而創客型師資的培養是實現創客培養的前提與根本。當前我國創客教育發展的最主要問題是學習者日益增長的學習需求與優質創客師資不足之間的矛盾。我國自2010年開始實施“中小學教師國家級培訓計劃”（以下簡稱“國培計劃”），“國培計劃”通過創新培訓機制，采取骨干教師脫產培訓、集中培訓和大規模遠程培訓相結合的方式，極大地提升了中小學教師隊伍的整體素質。盡管如此，從目前普遍存在的教師培訓流程來看，前期針對培訓人員的需求分析往往決定了后期培訓目標的設定以及培訓課程與資源的設計與開發，然而固有思維模式下的教師培訓卻往往忽視了前期培訓需求的分析工作，片面注重培訓方案的實施，難以適應“互聯網+”時代創客教師培訓的“新常態”[2]。因此，如何設計出一套精準匹配創客教師專業化發展需求的培養模式，關注創客型教師隊伍質量的提升已成為當下推進創客教育事業發展的首要問題。

一、創客教育實施困境：創客型師資匱乏

（一）創客教師的內涵與外延

國內已經開始有研究將從事創客教育的教師群體稱為創客教師、教師創客、創客型師資、創客教育者等，而國外的相關文獻更多提到的則是“創客教育者”一詞。部分研究認為創客教育者所做的工作并不能簡單地用“教師”一詞進行概括。王懷宇等提出了創客型師資這一概念，并將其定義為對教育教學有深入認識，同時還具備創新實踐能力，能夠利用資源將創意轉換為作品并將其轉換為課程的教師[3]。從這一角度來看，創客教師首先需要是一名超級創客，同時還需具備課程設計的能力，能將創客項目轉化為課程。還有一些研究從創客教育中教師的角色展開論述，如美國設計協會提出創客教師的角色可以是倡導者、激勵者、鼓勵師、學習者、導師、協作者、向導、評論家、教練等，其中教師作為學習者和教師作為聯結者是角色轉變最鮮明的[4]。祝智庭等則指出，隨著學習環境與學生學習需求的不斷變化，傳統的權威、講授者、主導者等教師角色顯然已經不再適合創客教育的發展，基于項目的學習與協作學習在課堂教學中的應用正推動著創客教師的職能朝著促進者的角色發展[5]。綜上所述，筆者認為創客作為一項高度復雜且內涵豐富的創造性活動，對教師的角色與職能轉變提出了新的挑戰，創客教師的專業素質結構在具備一般教師普遍特征的同時又受到創客教育的特征以及學生發展需求的影響，體現出了明顯的創客教育特色。基于創客教師的職業特點以及教師所應具備的多方面綜合專業素質，本研究將創客教師專業素質結構分為專業知識、專業能力、專業倫理三個維度，其中專業倫理是創客教師專業發展的動力源，專業知識是成長基石，專業技能則為顯性表現。

（二）創客教師培訓迫在眉睫

在“互聯網+”時代的背景下，創客熱潮席卷全球，各類創客空間如雨后春筍般發展起來，例如“創客星球”“南京創客空間”“柴火創客空間”等已經成為極具影響力的創客教育實踐場所;同時，各類創客教育聯盟、創客項目比賽、創客型教師培訓研討會等也在全國各地開展起來，可見自“大眾創業，萬眾創新”這一“雙創”目標提出以來，“創客+教育”這樣一個“應景定制”的組合概念在全國各地獲得了極大的重視與推行。然而在創客教育在我國蓬勃發展的同時，我們也發現了在創客教育實踐中存在的一個非常嚴峻的問題——創客型師資不足。《全國中小學校創客空間發展現狀調查》顯示，我國當前中小學創客教育中創客指導教師的學科背景中，信息技術占85.51%，通用技術占53.62%，物理占33.33%，數學占20.29%，生物占15.94%，其他占23.19%[6]。從中不難發現，信息技術與通用技術兩門學科教師現階段已成為我國中小學開展創客教育的主力軍，但若僅僅是從技術層面給予學生指導，對于創客教育的發展是遠遠不夠的。創客師資培養作為創客教育實施的關鍵，肩負著引導與推動創客教育發展的重任，如何推進創客教育師資專業化的培養已成為當前迫切需要解決的關鍵問題。

二、大數據分析技術為確定創客教師專業化發展需求帶來的契機

（一）通過分析教師行為數據探尋創客教師在專業發展上的隱性需求

創客教師專業發展的隱形需求指的是創客教師自身無法主動發現與表達，需要利用數據挖掘技術進行分析明確的需求。在用戶隱形需求挖掘與分析層面，大數據分析技術具備了完整的行動鏈條，特別是把用戶行為的各項數據作為基礎進行分析，以便更好地為學習者認識自己的隱性需求提供幫助。例如，在教育領域，眾多慕課平臺運行商已經開始嘗試通過從學習者學習過程中產生的龐大信息尋找有利的數據進行研究，進而得出學習者點擊量最高的學習資源、重復播放最多的課程視頻片段以及錯誤率高的學習內容等，并及時將結果進行分析并傳輸給課程研發團隊，幫助其及時調整課程安排，改進教學戰略。這也從側面說明大數據分析技術能夠提供更加真實可靠的需求診斷。此外，華東師范大學顧小清教授等通過“微視頻”的教學實驗從多個維度獲取與量化學習者學習過程數據，刻畫了學習者的學習行為印記[7];首都師范大學王陸教授則通過探究教師教學行為的印記，形成了對教師教學行為改進的分析報告，進而發現了教師專業成長存在的隱性需求[8]。不難發現，上述需求均是借助于技術設備通過對用戶行為的觀察、記錄，進而通過大數據分析技術進一步確定用戶的隱性需求，僅僅通過問卷、訪談等自主性報告學習者是無法主動提出的。

（二）通過對教學過程中出現的問題數據分析發現創客教師在專業發展上的顯性需求

創客教師專業發展的顯性需求指的是能夠被創客教師明確表達的需求，可以從創客教師在教學過程中所面臨的各種類型的教學問題中直接獲取。例如在2017年7月由筆者所在單位組織的Z市中小學創客教師培訓中，部分教師明確表達了自己在創客教學過程中存在的各種類型的問題。筆者綜合創客教師群體所反饋的各方面問題數據進行大數據分析，系統地歸納出某一特定屬性的教師群體存在的共性問題。因此，以創客教師教學實踐中所提供的各項問題數據作為基礎，利用大數據技術的優越性對其進行分析整理后確定創客教師群體實現專業化發展的需求和關鍵問題，是應對創客教師角色與職能轉變的應有之舉。

三、基于大數據分析的創客教師專業化培訓模式的構建

（一）模式構建

當前，數據的急劇增長以及思維方式的創新都為教師培訓變革提供了有利條件，筆者對已有的教師培訓模式的相關研究進行分析，發現培訓內容、培訓實施、培訓評價和支持服務已經成為目前教師培訓的四大核心環節[9]。大數據學習分析模型的逐漸成熟，為深入探尋教師的教學過程、發現教學問題，精準匹配不同學習需求的教師群體提供了理論支撐。因此，本研究借鑒“信息—知識—策略—行為”的情報轉化理論的相關思想[10]，以大數據思維為指導，將基于大數據分析的創客教師專業化培訓模式劃分為信息層、知識層、策略層與行為層四個層面。模式所重點關注的是用戶數據收集、培訓方案、培訓流程之間的關系。

（二）模式流程

1.信息層

信息層作為該培訓模式的基礎層，其主要功能是對“互聯網+”環境下創客教師群體的日常教學、實踐、科研等活動進行數據采集，包括創客教師培訓需求的實在信息、教師使用互聯網信息設備和參加研修過程中生成的階段性信息以及日常教學環境的相關信息。其中創客教師培訓需求的實在信息主要是指教師在教育管理服務平臺提供的交流模塊中表述的自己在創客教學過程中所遇到的困惑與問題，以及對提高自身創客素養的期望等信息。培訓過程中生成的階段性信息主要包括教師群體在教學過程中所聚焦的問題集數據、項目培訓結束后對培訓團體的評價數據和網絡研修以及院校集中面授過程中生成的學習資源。由于各區域之間的教育信息化發展水平參差不齊，為推動信息技術與創客教育的深度融合，明確各區域教師群體日常教學活動的技術支撐環境至關重要，在開展培訓之前為教師提供相應的調查量表，對教師所選擇的技術環境進行分類。

2.知識層

對信息層所收集到的創客教師培訓需求信息數據進行分析，并對培訓內容與培訓主體分別進行內容聚類與主體匹配是知識層的主要任務。首先針對信息層收集到的需求信息中的需求關鍵詞進行聚類分析，在此基礎上對創客教師群體進行類別劃分，初步確定不同類別的創客教師群體需要接受什么類型的培訓內容主題，在確定好培訓主題之后，由創客教育專家與教師代表對需求信息的聚類結果進行評價，假使對需求信息的聚類結果的滿意度達到預先設定的閾值，則將聚類分析的結果與培訓主題的相關信息納入策略層，否則需要將創客專家與教師代表所提出的異議反饋至信息層，通過加強專家引導，進一步激發創客教師培訓需求實在信息的自我表述，并再次對需求關鍵詞進行聚焦，逐步迭代循環，直到達到預先設定的滿意度閾值。

該層對培訓需求數據的分析主要從兩方面展開：一方面，對教師信息行為數據中的個人數據采取關聯信息挖掘與分析技術，確定用戶短期、長期目標下的顯性培訓需求;另一方面，對教師信息行為數據進行深度挖掘，依靠數據挖掘、數據關聯、數據統計、數據分析等方法感知教師的信息情境與教學狀態，進而獲取教師的隱性信息需求。教師的培訓需求與其教學目標具有極大的關聯性，但在教學過程中，受外部環境的影響，用戶極易產生臨時性信息需求，該需求可能與其目標相偏離甚至產生沖突，基于此，本文提出面向教師群體的信息需求模型框架[11]（見圖1）。教師的信息需求由顯性需求和隱性需求構成，其中隱性需求主要通過教師的信息行為數據和資源管理數據挖掘而形成，信息需求確定后，整合為信息需求向量，并與教師的實時需求建立反饋更新機制。

3.策略層

策略層的主要任務是通過接收知識層聚焦的信息數據分析結果，設計具體的培訓方案。通過分析知識層對創客教師群體的類別劃分以及培訓需求信息的匯聚結果，明確不同類別創客教師群體的基本信息、需要進行培訓的主題內容以及具體的實踐項目設置，并進一步設計培訓方案并組織相關專家以及教師代表對所設計的培訓方案進行多元化、針對性審核，倘若培訓方案達到了預先設置的滿意度閾值，符合培訓教師群體的實際培訓需求，則方案通過并上傳至培訓方案庫，否則，則需要根據教師群體與培訓專家提出的修改建議重新進行培訓方案的設計，并進行迭代審核，直至參訓教師滿意并上傳至教師管理信息服務平臺。

4.行為層

行為層建立在知識層與策略層的基礎上，以集中面授為具體實施手段，結合網絡研修的方式，提升教師的創客素養進而解決創客教師在信息層所提出的需求問題。對于知識層所聚焦的頻率較低的問題或未達到院校集中面授人數名額的教師群體，主要采用網絡研修的方式展開培訓。首先，根據知識層中所劃分的各個教師群體的特征，設置生成社交化學習群組，如QQ群、微信群等，向不同類別的社交群組提供個性化的學習資源包：教學視頻、課件、PPT講義以及各類學習指導資料等。其次，根據策略層所產生的培訓計劃與方案做好相應的培訓清單，促成“學習共同體”的建立。再次，采取互動交流、學員互評、經驗分享等多種方式完成對課程資源的評價。最后，培訓人員根據反饋意見對相應的聚類分析、問題聚集等方式進行優化設計。

而對于院校集中面授的培訓方式則主要是針對知識層中教師反映頻率較高的問題進行設計，借助“活動序列組合”的方式展開培訓，分為集中理論學習、觀摩與研討、參與實踐及反思總結四個部分。

四、實踐案例

2017年7月，本研究團隊承擔了“Z市中小學創客骨干教師研修班”培訓工作，進行了基于大數據分析的創客教師專業化培訓模式的實踐應用。該培訓項目共有參訓教師75名，培訓時間為一周。在該培訓項目的前期分析階段，本研究團隊在培訓開始前一個月便通過問卷、訪談以及平臺調研等方式，采集了參訓教師培訓需求的實在信息以及對培訓師資、課程形式等方面的意見與建議，并為每個學員建立電子檔案袋，設置生成本期培訓班的社交化學習群組（QQ群、微信群等）。在培訓前半個月，利用社交化資源服務平臺將具體的培訓計劃、培訓課程信息、視頻與講義等推送給參訓教師，引導其參與社交化學習群組的互動交流與學習討論，以此提升學員對學習內容的熟悉度與學習活動的參與度。

（一）實踐研究過程

本研究團隊按照活動序列組合的方式展開培訓，分為四個階段。

1.面授課堂教學階段

培訓師遵照“專題—問題—任務”的實施序列，圍繞中外創客文化發展史，有針對性地選擇各類創客文化成果和實踐案例，通過對這些教學案例的分析、講解、提問，促使學員進行“自主—協作—探究”式的有效學習，以達到預期的培訓目標。

2.協作學習階段

培訓師主要采取“主導—主體”的教學模式，并以小組的形式展開討論，提醒學員可以從“專家視角”“小組討論”“自身角度”三個方面進行反思總結，以進一步強化學員對課程學習內容的理解與掌握。如在“創客教育與3D打印教育應用”課程中，培訓師在開課之前便發布了課堂分組的討論主題——“3D打印技術在中小學創客教育中的應用與實踐”，學員按照學習小組的劃分各自進行討論，形成小組意見，并將其匯報給培訓師，再由培訓師進行集中點評。各個小組之間不同觀點的相互碰撞，有利于激發學員參與討論的積極性。

3.觀摩研討與實踐階段

學員參與實地觀摩，關注在此過程中創客導師技能的發展與實踐。觀摩結束后，本研究團隊與培訓師共同組織學員參加研討，引導他們展開討論，并由小組組長記錄各位學員所提出的問題、方案、意見。研討結束后，又以小組為單位在培訓班級內進行了創客作品展示。參與實踐作為集中化培訓階段中最為重要的一環，要求學員每人領取一套制作器材，以小組的形式共同選定一個創客課題，完成一個創客項目，從而通過“造物”的形式，在創客作品制作的過程中邊做邊學，最終達到學以致用的目的。

4.評價反饋階段

主要依托“學習元”平臺建立學員電子檔案袋，借助“學習元”平臺自帶的評價功能設計自我需求評估、資料積累、未來研修計劃、培訓反思等模塊，鼓勵學員將教學隨筆、研修心得、研究論文、課堂案例、設計作品等發布到平臺上，便于培訓師從多個方面對學員進行評價。同時，該平臺自動針對學員的日常學習、科研、教學設計能力等進行全方位跟蹤記錄，形成診斷性評價，幫助學員找到學習中存在的不足，以通過自我診斷實現自我發展。

（二）應用效果分析

為進一步探究基于大數據分析的創客教師專業化培訓模式的應用效果，本研究團隊于培訓結束后1個月，通過現場評課、學員座談、問卷調研等方式，對該模式的實用性與整體有效性進行了驗證。本研究團隊從培訓活動、培訓目標、培訓內容三個方面編制問卷與訪談提綱，問卷題目采用李克特五點量表法，以75名參訓教師為研究對象;共發放問卷75份，回收75份，剔除其中的無效問卷3份，共得有效問卷72份，有效率為96%。在此基礎上，本研究選取內部Cronbachs α系數作為信度參數，計算出信度參數為0.87，說明題目內部的一致性良好，因此可以看出該問卷的內容信度較高;選取各維度分與總分的相關度、各維度之間的相關度作為結構效度的表現形式，發現各維度分與總分之間的相關度較高（r>0.5），而各維度之間的相關度較低（r<0.4），表明問卷結構良好，具備較好的結構效度。

通過調查發現，95%以上的學員對此次培訓的整體效果持滿意態度，并表示希望繼續參與此種模式的培訓;85.2%的學員認為培訓課程與活動的設置能滿足現在的學習需求，并表示能通過培訓獲得自己的成果;同時，學員對培訓方式、培訓資源、培訓專家隊伍等也給予了極大的認可。但是，在“教學設備與工具”方面有近21%的學員表示情況并不樂觀，其原因可能主要在于受培訓場地實際條件的限制，學員在實踐過程中無法獲得持續有效的支持。通過對學員的訪談與問卷開放題的相關分析，本研究發現學員主要針對培訓課程資源的優化、培訓方案的改進、培訓后的支持服務提出建議。如有些學員提議建立激勵機制與各小組的成果匯報相關聯，以便有效實現培訓遷移的激勵;有些學員提議建設帶有區域特色和微型化特征的數字化學習資源，以便隨時隨地都能加入到學習中;還有些學員提議建立培訓服務人員的專業化隊伍，以便學員能持續不斷地得到指導與幫助。

五、結束語

創客教育師資匱乏目前已經成為限制創客教育發展的“短板”，而創客教師的培養卻不是一朝一夕可以完成的工程。從宏觀上來看，創客教師專業化培養更像一項系統工程，需要由國家層面統一規劃與設計，也需要專門的機制、高校以及培訓機構等的支持。從微觀上來看，現階段信息技術教師與通用技術教師仍然是各學校從事創客教育的主要群體，從其中選出部分教師進行短期的線上、線下相結合的短期研修，是解決目前師資短缺的權宜之計。本研究以問題為導向，以大數據思維為指導，構建了“互聯網+”時代創客教師培訓模式的新藍圖，以期為未來創客教師培訓模式的研究與實踐提供新的參考和借鑒。

參考文獻

[1]張綱，王珠珠.發揮信息技術支撐引領作用服務教育現代化發展大局——學習領會《教育信息化“十三五”規劃》[J].中國電化教育，2017，（2）：140-144.

[2]董同強，馬秀峰.創客視角下高校個性化創新創業教育實施策略研究[J].重慶高教研究，2017，（4）：70-77.

[3]王懷宇，李景麗，閆鵬展.高校創客型師資培養策略初探[J].中國電化教育，2016，（3）：126-130.

[4]王志強，卓澤林.美國中小學創客教育的現狀、理念與挑戰[J].比較教育研究，2016，（7）：27-31.

[5]祝智庭，孫妍妍.創客教育：信息技術使能的創新教育實踐場[J].中國電化教育，2015，（1）：14-21.

[6]鐘柏昌.談創客教育的背景、本質、形式與支持系統[J].現代教育技術，2016，（6）：13-19.

[7]顧小清，舒杭.信息技術的作用發生了嗎——用學習分析技術刻畫學習行為印記[J].現代遠程教育研究，2016，（5）：10-19.

[8]王陸，李瑤.課堂教學行為大數據透視下的教學現象探析[J].電化教育研究，2017，（4）：77-85.

[9]李運福，楊曉宏.基于大數據分析的O2O教師培訓模式研究——對“互聯網+”教師培訓的初步思考[J].中國電化教育，2016，（12）：113-120.

[10]梁文鑫.基于大數據的教師移動培訓課程設計[J].中國電化教育，2017，（6）：120-123.

[11]董同強，馬秀峰，張永鵬.面向創客群體的高校圖書館智能化嵌入式服務平臺設計[J].圖書館學研究，2017，（15）：83-88.

Construction and Application of Maker Teachers Professional Training Model Based on Big Data Analysis

DONG Tongqiang1，TANG Xiaowang2，DONG Jianfu3

（1.School of Education，Tianjin University，Tianjin，China 300350;

2.School of Communication，Qufu Normal University，Rizhao，Shandong，China 276826;

3.Binzhou University，Binzhou，Shandong，China 256600）

Abstract： At present，the problem of oversupply in the field of teacher training in China and the difficulty in accurately meeting the teachers needs have become more prominent.While promoting education reform and innovation，maker education also faces enormous challenges.The most serious dilemma is the lack of maker teachers.In the "Internet+" era，how to design a training program that accurately matches the professional development needs of maker teachers and how to carry out maker teachers professional training based on big data analysis technology are worthy of further study.Based on practice，this paper explores the hidden needs of maker teachers in the professional development with big data analysis technology.Meanwhile，using relevant ideas of the "information—knowledge—strategy—behavior" information transformation theory and guided by big data thinking，it divides the maker teachers professional training model based on big data analysis into four layers，i.e.information layer，knowledge layer，strategy layer and behavior layer.This model is used to successfully carry out the training of primary and secondary school maker teachers.Finally，this paper summarizes the advantages of the new model of maker teachers professional training，hoping to provide new references for the research and practice of future maker teacher training models.

Key words： maker teacher;big data analysis technology;teacher professional development;training model