第一章 绪论
第一节 研究缘起
一、教学设计能力是职前教师能力培养的核心
在《可见的学习（教师版）——最大程度地促进学习》一书中，约翰?哈蒂教授及其团队通过综合研究 900 余项元分析发现，在学校教育所有可控的变量中，教师是造成学生学习结果最大差异的来源①。所谓“可见的学习”，是指教师要看得见自己的教对学生的学所产生的影响。为此，教师要成为自己教学的学习者，而学生要成为自己学习的教学者。通过教师学习，教师得以发展自己的各项专业能力，更好地进行教学工作，从而改善学生的学习，最终推动学生的发展。
随着我国新一轮课程改革的不断深入，人们越来越认识到新课程改革能否取得成功，关键因素是课堂的缔造者——教师，教师是否能真正参与课程改革实践，教师是否能创造出充满生机和活力的课堂，决定了我们的教育能否达成目标，决定了我们的课程改革能否成功。而作为未来教师队伍的主力军，高等师范院校中的职前教师们更肩负着为基础教育输送新鲜血液，为课程改革服务的历史使命，要使他们在真正走上讲台后，在短时间内具有驾驭课堂教学的素质和能力，职前的教学能力培养是十分关键的。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020 年）》要求加大教学投入，把教学工作作为教师考核的首要内容。教师专业能力发展是提升教学质量的重要途径，教学设计能力正是从各项教学能力中提取出来的上位能力①。
对于教师而言，教学设计能力是教学能力的核心，是教师专业能力的一个重要组成部分，其实质就是分析和解决课堂教学问题的实践能力，可以说教学设计能力是教师专业化的重要体现，是教师需要重点发展的必备能力，同时，它也直接影响着基础教育新课程改革的推进与实施。
教学设计能力的发展始终处于教师专业化发展的核心地位。教学设计能力发展的意义在于它不仅决定着教师教学能力的高低，而且直接影响着课堂教学的质量和水平，这些都将影响教师的专业发展②。师范教育对教师能力的形成具有重要的基础作用③，经过师范培训后具有良好教学设计能力的职前教师，能在真正走上讲台后很快地适应课堂教学情境，设计出贴合学生实际的教学设计，并能够在课堂实践中解决实际问题，从而迅速地适应讲台，站稳讲台，成为一名合格的教师。因此，探明教师的教学设计能力在初始阶段的形成和发展，对于指导师范生培养、新手教师的入职以及在职教师教育等问题具有重要意义。
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第二节 研究问题
本研究选取职前科学教师为参与者，对其进行两轮 KI 课程的干预实验，试图从中找出影响职前科学教师教学设计能力发展的知识整合因素及其相关作用。
因此，本研究的核心问题是“KI 课程是如何促进职前科学教师教学设计能力发展的？”这个问题又可以分为两个具体的问题：
问题 1：KI 课程是否能用于促进职前科学教师教学设计能力的发展
其中，问题 1 又可以分为两个子问题：
① KI 课程是否能有效促进职前科学教师教学设计能力的发展？
②有效性主要体现在哪些方面？
问题 2：KI 课程促进职前科学教师教学设计能力发展的过程是怎样的？
问题 1 聚焦于 KI 课程对职前科学教师教学设计能力发展的有效性，只有在问题 1 得到证实，即证明 KI 课程能有效促进职前科学教师教学设计能力发展的情况下，才有可能展开对第二个问题的探索，所以，问题 1 是问题 2 的前提。问题 2 要求描绘出 KI 课程推动职前科学教师教学设计能力发展的过程，也就是要探明 KI 课程是如何促进职前科学教师教学设计能力发展的，这是个动态的过程。
针对本研究的两个研究问题，在阅读文献、综述前人研究及成果的基础上，本研究提出了与两个研究问题相对应的研究假设：
假设 1：KI 课程能有效促进职前科学教师教学设计能力的发展；对于职前教师而言，有效性主要体现在教学设计产品——教案上。
假设 2：KI 课程与教师不断地进行着互动，推动着职前科学教师教学设计能力的发展。
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第二章 文献综述
第一节 教学设计能力的内涵与结构
教学设计能力一词来源于教学设计，因此，要考察教学设计能力的概念必须先探明教学设计的概念。只有探明了教学设计的内涵，才能确定教学设计能力的概念和结构，才能确立本研究的立足点和基本走向。
一、教学设计的概念
教学设计（instruction design）是 20 世纪 60 年代末 70 年代初，在西方所形成的一项现代教学技术。纵观国内外相关文献，对于教学设计，有不同的定义方式，从内容上看，教学设计有广义和狭义之分：广义的定义是从宏观角度来理解教学设计的整体概貌，例如，从广义上看，教学设计是以系统的方法，概念化、创建和执行教学①，而狭义的定义则认为教学设计就是教师的备课。从定义的不同视角来看，也有不同的定义方式：有的是从教学设计的内在特性出发来描绘教学设计的本质，例如将教学设计描述为一个复杂的问题解决任务②；还有的是从“教学设计的流程”这个角度，认为教学设计是一系列规划教学的过程，例如上海辞书出版社的《大辞海（教育卷）》中将教学设计定义为“统筹规划整个教学系统、提出教学具体方案的过程”①。
虽然有关教学设计的定义多种多样，但是本研究从定义出发角度的不同大致将其分为两类：一类是从教学设计的最终目的和内在特性出发，认为教学设计即解决教学问题，持此观点的代表人物是乌美娜、张华、齐媛等人，另一类则从“教学设计的流程”角度认为教学设计是系统地分析和规划教学的一系列的过程，持此观点的代表者例如顾明远、裴新宁等。
表 2-1 列出了这两类教学设计定义的部分提出者及其观点。
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第二节 教学设计能力发展的路径与内涵
明确教学设计能力的内涵和结构之后，就可以进一步地来探索教学设计能力发展的问题。
一、教学设计能力发展的路径
由于本研究在教学设计能力的定义上采用了 PDC 和 IDE 这两种定义的综合，所以本文也采用 PDC 和 IDE 这两个概念的发展模型来阐述教学设计能力的发展，试图从 PDC 模型和 IDE 模型中看出教师教学设计能力发展的基本路径。
（一）IDE 模型
美国教学设计领域的学者 Hardré在 2005 年提出了教学设计能力发展模型，即IDE 模型，接下来将展开对这个 IDE 模型的构成、对教学设计能力发展的解释以及启示的讨论。
1.描述从新手到专家的改变过程的 IDE 模型
Hardré认为，一个发展模型的提出应当包括至少两个关键要素：（1）发展的起点和终点：即新手和专家的不同特征（对发展前和发展后的状态所进行的扼要描述），（2）发展的路径：即从新手到专家改变过程的轨迹。基于对教学设计能力文献的研究以及教学实践和研究经验，
Hardré提出了教学设计专长发展的IDE 模型①。
首先，基于对教学设计新手和教学设计专家的研究，Hardré认为教学设计专家所拥有的专业知识具有三个维度：专家思维、设计实践和设计产品，她主要从这三个方面研究了教学设计新手和教学设计专家的不同特征，见表 2-5。
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第三章 KI 框架分析和本研究 KI 课程的设计与开发 .....................60
第一节 KI 框架分析 ................................... 60
一、KI 框架与科学学习 ......................................... 60
二、KI 框架的基本内容 ..................................... 61
第四章 教师教学设计能力研究的理论基础和解释模型的构建 ....76
第一节 本研究的理论基础 .............................. 76
一、社会建构主义 .................................... 77
二、情境学习理论 .................................... 79
第五章 研究设计与实施 ....................................96
第一节 本研究的整体设计 .................................... 98
一、基于设计的研究 .......................................... 98
二、本研究的 DBR 设计和实施 .............................. 100
第六章 研究结果与分析
第一节 证明 KI 课程有效性的数据及结果
一、有效性证据之一——教学设计能力量表
为了测量教学实验前后参与者的教学设计能力结构是否发生了变化，本研究采用了教学设计能力（自我认知）量表，用于测量教学设计能力结构中的自我认知部分。量表数据有两个：KI 课程前测的量表数据和 KI 课程后测的量表数据，将前后测的量表数据（N=32）进行了配对 T 检验，表 6-1 是量表数据进行前后测的配对 T 检验的结果及分析：
配对 T 检验的结果表明：在所测的四个分量表中，有两个分量表的前后测具有显著性，一个是认知需求量表，另一个是设计效能量表。
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第一节 研究结论
本研究通过文献分析和理论阐述，最后在实证研究的基础上，回应了两个研究问题，KI 课程的开发与实施促进了职前科学教师教学设计能力的发展，并尝试对这个发展过程进行了解释，得出了以下两个重要结论。
一、对问题一的回答
针对研究问题 1：KI 课程是否能用于促进职前科学教师教学设计能力的发展？本研究通过实证数据证明：职前科学教师参加 KI 课程的学习，析出、添加、辨分和反思这四个 KI 步骤能有效促进职前教师教学设计能力的发展，这种发展主要表现在教学设计作品——教案的改进上。
这个结论分为两个部分，分别对应着问题 1 的两个分问题。
（一）通过 KI 课程的学习，KI 四个步骤对职前科学教师教学设计能力的发展有促进作用，KI 课程能缩小职前科学教师在教学设计能力上的差距，对原先普遍偏弱的能力的提升尤为有效
结论一包含以下三点内容：
1. KI 课程能有效地促进职前科学教师教学设计能力的发展
KI 课程通过 KI 的四个关键步骤——析出、添加、辨分和反思，特别是辨分与反思，有效地促进了职前科学教师教学设计能力的发展。
现实中的教师培训在不断地为教师们添加新的教与学的观念，但是如果这些新观念与教师已有的知识和实践经验没有联系，那这些新观念就会被孤立在教师的脑海中，很快被遗忘；即使这些新观念与教师已有的知识相联系，同时教师们也将其添加到自己的观念库中，但如果他们没有在自己的课堂实践中使用它，那么这些新观念也没有取代现有的教学观念，没有真正地整合到教师的头脑之中。要达到新观念与已有观念的整合一致，就必须进行新旧观念间的辨分和反思。
科学教师教育领域的专家强调帮助教师在他们的想法之间建立联系，以获得强有力的洞察力①②。KI 框架强调通过使用基于证据的标准来选择最适合解释成功教学实践的想法，帮助教师区分新的和现有的观念③。有效的专业发展计划支持教师利用证据反思自己的知识，整合教学内容、学生学习、课程和教学理念，以形成一个连贯的教学框架。
参考文献（略）