数学教师信息素养评价框架构建与调查研究
郭军成 缪琳 陈清华
摘 要：
研究通过分析信息素养及教师信息素养的内涵，聚焦我国数学教师群体，依托《教师ICT能力框架（第3版）》、布卢姆认知模型，构建了数学教师信息素养评价框架。框架包括外部影响因素和内生变量两个部分。研究认为，数学教师信息素养评价维度包括理解与探索、迁移与融合、发展与创新三级水平。基于对上述框架核心要素的问卷调研和专家访谈，以及对756名数学教师信息素养的调查研究分析，提出四条提升策略：信息意识的培养与提升，面向终身学习的自我成长，探索技术融合课堂教学新范式，转变教师角色定位。
关键词：
数学教师;信息素养;测评框架
《教育信息化2.0行动计划》和《中国教育现代化2035》等多项文件明确指出，教育信息化融通应向更高层次、更深程度、更大范围发展，教育信息化正从应用迈入融合创新阶段。遵从教师专业发展基本要求，亟须提升教师信息素养以实现作为教育使命承担者的重任。多数研究认为，教师信息素养隶属于公民信息素养范畴，同时应兼顾学科专业特征。1 教师信息素养水平的提升有助于推动新教育体系下课程改革中教学理念、教学模式、教学手段的创新，最终完成创新人才培养的美好远景。目前国际通用的教师信息素养测评标准多是根据国情制定不同学段教师，特别是中小学教师或职前师范生的能力框架，缺乏对学科教师信息素养框架的研究。本研究拟从学科视角出发厘清数学教师信息素养核心要素，结合联合国教科文组织（UNESCO）的《教师ICT能力框架（第3版）》、布卢姆认知模型，构建数学教师信息素养评价框架。依据对框架三个层级内涵的解读，编制“数学教师信息素养调查问卷”，旨在通过对数学教师信息素养的测评，重构教学要素和教学关系，找到制约教师信息素养提升的症结所在，并给予策略性提升建议。
一、概念界定及内涵分析
联合国教科文组织将信息素养界定为一种根据需要确定、查找、评估、组织、使用和交流信息等多个方面的素养，是公民的社会责任和基本生存需要。1 教师信息素养是在公民信息素养的概念范畴上增加了教师职业特性，用于探究信息素养对教学和教研的实践性意义。有鉴于此，教师应尽可能在教育实施过程中将信息素养渗透于教育教学各个环节，充分体现其在政策、课程、评估、教学方法、数字技能、组织和专业发展等方面的能力。目前国际上对教师信息素养的内涵尚无统一界定，美国教育传播与技术协会（AECT）、美国国际教育技术协会（ISTE）、美国图书馆协会（ACRL）三大权威教育技术协会分别从教师资格认证、教师在教学中运用信息技术、职前教师培养等方面阐述了教师信息素养的内涵、外延及标准。国内研究视角主要聚焦于信息素养的学段和学科差异。董艳等人聚焦STEM教师群体，从情境化视角出发，将信息素养的内涵和外延具体化为普适情境、结构情境、传递情境、联结情境以及外部制约情境和技术情境六大要素，提出要助力教师实施跨学科课程设计与教学实践。2 刘洋提出，学前教师群体的信息素养应涵盖信息技术应用水平和教学设计能力两个维度，应通过加大信息化培训和加强制度化建设，助力教师信息技术综合应用能力提升。3 刘炳华认为，化学教师应通过对学科教学资料的整合、利用、创新以实现自我提升。4 林海燕认为，要通过加快语料库和汉语国际推广资源平台的建设拓展信息搜集、管理与发布的功能。5 雷丹、武黎等人基于教育生态学理论提出，信息技术作为入侵因子有助于形成知识结构、激发课堂活力，但应当遵从适度原则以达到平衡。67
审视上述研究成果可见，学者对教师信息素养的重要组成要素基本达成共性观点8910，即主要包括信息的感知与道德意识、信息技术的相关知识、学科知识、运用信息技术开展学科教育或解决学科领域问题等方面的内容。鉴于此，本文将数学教师信息素养的内涵界定为：基于数学课程的基础性、发展性、应用性和专业性，通过信息的有效获取、批判性加工、科学整合及精准应用，将信息技术与学科知识和数学教育深度融通的能力。11
二、数学教师信息素养评价框架
1.评价框架构建
（1）评价框架构建的理论基础
UNESCO《教师ICT能力框架（第3版）》把教师信息素养的内涵整合为18个模块，关乎教育领域的政策和师资标准的制定、教师信息素养水平的评估、教师自我成长和专业发展课程的设置。⑩教学实施过程的能力模块包括了解ICT、课程与评估、教学方法、应用数字技能、组织和管理、教师的专业学习六个方面，教学实施过程的知识模块包括获取知识、深化知识、创造知识三个阶段，全面展现了教师信息素养与专业实践融合的基本依据。
布卢姆根据学生认知规律，把教育目标划分为认知、情感和动作技能三大領域。1 该认知模型启示：教师要能通过拥有必要的知识、技能和态度，有效地应用信息技术进行搜集、分析、评估和组织，以解决实践教学中的问题，实现学生学习目标由简单到复杂逐渐提升。
目前，国内针对教师信息素养评价指标和框架的研究尚未形成定论。本文遵从“信息素养的表征应根据环境变化而定”的原则，对权威机构发布的《AECT标准》2 《教师教育信息素养标准》3 《欧洲教育工作者数字能力框架》4 《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》5 等教师信息素养相关标准/框架进行比较研究，初步构建了基于UNESCO《教师ICT能力框架（第3版）》的六项数字能力（Digital Competence）和布卢姆认知模型的数学教师信息素养研究框架（见图1）。
（2）评价框架构建
初步构建的评价框架由内、外两部分构成，教育供给、教学内容、教学环境和教学对象等教学要素位于框架的最外层，是教师信息素养提升的外部影响因素。总体目标和测评维度位于框架的核心部分，是教师信息素养提升的内生变量，反映了以学习者需求为核心、以能力培养为重点的新型教学关系。总体目标包含个人能力发展、教育教学组织两部分，二者相互促进，协同发展。个人能力发展包括教师的专业学习、了解信息与通信技术在教育领域的应用（ICT）和应用数字技术，反映教师个人成长;教育教学组织包括课程与评估、组织与管理和教学方法，反映教学实施过程中的新型教学关系。两部分相对独立又相互交融，个人能力发展是教师组织教学的基础，教育教学组织是教师自我成长的过程与体现。外部影响因素的变化驱动教师审视自我信息素养水平，促进教学总体目标的实现。评价框架重组了教学要素和教学关系，评价维度将知识、技能和态度具体化为理解与探索、迁移与融合、发展与创新三级水平，最终实现教师终身学习和自我成长。
为保证评价框架的科学性与严谨性，本研究通过电子邮件与纸质问卷形式，向专家征求并咨询对数学教师信息素养评价框架的认同度。9位数学教育专家、10位职业教育专家、7位省级数学教学名师参与此次调研，共发放问卷26份，回收有效问卷26份，回收率100%。
专家对构建的数学教师信息素养评价框架总体比较认可，且对三级评价指标水平“理解与探索”“迁移与融合”“发展与创新”进行量表打分，“非常认同”和“比较认同”的百分比之和分别是92.31%、96.15%和84.62%，可见专家对三级评价指标的整体认可度较高。通过与部分专家进行二次深度访谈，了解到“发展与创新”指标认同度稍低的主要原因是考虑到教师信息素养水平的可操作性，但也有部分专家认同该指标项，认为发展与创新是教师专业提升不可或缺的根本要素。
2.评价指标解读
基于上述评价框架，本研究提出适合我国数学教师的信息素养评估指标体系，并将之具化为理解与探索、迁移与融合、发展与创新三级水平，旨在解决数学教师教学中的六大问题，如表1所示。
“理解与探索”指教师能借助信息技术准确讲授课程内容。包括三层含义：第一层指教师对信息的内涵有深刻理解，并知晓信息技术对教学的价值和意义;第二层指教师能敏锐地感知到信息政策、教学环境和技术资源的变化，并有调整的动机;第三层指教师熟悉各类技术资源，并有将技术与学科教学融合的意识与基本技能。
“迁移与融合”是指教师能利用新技术整合开放式教学资源，通过引导、启发促进学生从概念理解跨到能力输出。一方面，能引导学生将学科领域内的理论成果进行延伸和拓展;另一方面，以现实问题为载体，创设体验式教学活动，促进真实学习的发生。1 此外，能对学生的个性化学习轨迹进行实时监测和跟踪，并给出动态评估。这个阶段的教师角色依然是学生知识创造的指导者，是教学过程的主要组织者。
“发展与创新”是教师信息素养的最高层级水平，反映教师与学生共同开发资源、创新知识、拓展技能、分享成果、推动教育变革以及提高教师专业能力与学生关键能力的综合指标。它既不是SAMR模型的单纯技术发展与创新，以及“技术整合矩阵”的单纯教学法发展与创新1，也不完全等同于TPACK模型的技术、教学法和教学内容的发展与创新。2 其浅层涵义指师生共同实现资源、知识、技能的发展与创新及专业能力的提升;深层涵义指学科思维、终身学习理念及科学探索精神的启迪与培养。
三、数学教师信息素养现状调查
本研究基于对上述评价框架的要素解读及专家访谈的意见汇总，将上述三个指标水平显化为六大类问题共24个选项，涉及教师在日常教学中对信息知识的关注点、对信息技术促进教学的价值认知，以及信息技术融合学科教育的专业能力和职业素养等方面的内容。通过初测和复测两轮分析，确定了最终问卷的题项设置。
1.问卷设计原则
（1）科学有效
研究多次征求教育专家和一线教师对题项设置的意见和建议。2020年底，在福建省范围内进行一周的预调查后，删减了部分题项，调整了部分问题的表达形式。正式调查于2021年1月20日至2021年2月6日通过网络与邮件开展，以河南、福建、江苏、上海、重庆等10个省（市）的数学教师为研究对象。本次调查共收集问卷765份，其中有效问卷756份，有效率98.8%。为了提升研究的全面性，调查对象包含数学专业师范类本科生与学科教育类研究生共152名。参与者覆盖小学、初中、高中、高职高专、本科各学段。其中，任教时间在6年以上的占比达到68.65%;任教学段分布中基础教育和高等教育占比均在40%左右;学历分布中本科占比68.7%，研究生及以上学历占比24.7%。以上数据反映了调查的全面性、科学性。表2显示的是参与者人口学信息。
本研究使用SPSS20.0版本对问卷数据进行信效度分析，结果显示，Cronbach’s Alpha系数为0.833，问卷六大类问题的部分一致性和整体一致性都达到了85.6%以上，说明问卷设计科学、有效3，如表3所示。
（2）彰显学科
基于调查对象的指向性，问卷单设数学思想、数学实验、数学应用意识等专业素养指标。针对学科特點筛选出部分常见的数学工具和常用的数学分析软件，用以反映数学教师的整合技术和开展学科教育的能力。具体而言：
其一，理解与探索水平。问卷中设置了“教育信息化2.0时代，您在数学教学中更多关注哪些方面的内容”和“在数学教学过程中信息技术发挥哪些重要作用”两个题项。一方面，考量教师对信息素养“是什么”和“为什么”是否有明确的认知，是否了解信息技术的内涵以及信息技术对课堂教学的价值和意义。另一方面，了解教师能否准确把握信息技术与数学学科之间，以及数学学科与其他学科之间的逻辑联结，是否认同信息技术能力与学科教学能力的形成与发展就是知识形成、发展与创新的过程。
其二，迁移与融合水平。问卷中设置了“信息搜索与获取”“信息加工与处理”“信息交流与传播”等题项，用来反映教师获取、评价、加工、传播信息的能力;“为学生提供丰富的学习机会”和“为学生提供个性化学习体验”两个题项的设置体现了教师对自己引导者、促进者身份的认同度;“过程性评价、多元评价及教育数据挖掘”等题项反映了教师动态评价教育教学效果的能力。“您在日常教学中使用哪些数学工具”和“您期待在未来教学中使用哪些技术和平台”两个题项，用以反映教师实现跨学科、跨领域的课程设计能力。
其三，发展与创新水平。问卷设置了“自创数字化资源能力”“个性化评价”“数学本质”“学科思维”等题项，反映教师创新资源及促进学生综合能力提升的效果。
2.结果分析
以下以学历、学段作为自变量，以关注的信息内容、信息能力、常用软件、新技术、教学平台作为因变量，进行交叉分析。
（1）理解与探索指标分析
其一，信息知识偏差。通过图2可以发现，对信息技术知识和数学应用软件的关注比例平均达到75%，可以看出大部分数学教师具备整合技术与学科知识的意识，但关注信息安全知识、计算机原理和网络原理的教师比例不到30%，足见教师对信息理论和方法的界定存在一定偏差。
其二，整合资源意识欠缺。85%以上的教师认同技术支持下的直观性教学对数学概念的形成大有裨益，认为其不仅能提高学习积极性，还能丰富课堂教学资源，有效促进数学概念的形成和数学思想的沉淀，充分说明数学教师群体具备一定的信息价值意识，认同授课目标应从掌握学科基础知识延伸到认知学科思想。但信息技术依然是辅助课堂教学的工具，如使用PPT代替板书进行课堂演示的教师比例高达93.8%，使用QQ、微信等传统方式进行线上教学的比例远高于使用MOOC、智慧云平台这类开放公共教学资源。
其三，差异化评价欠缺。教学评价作为教学的重要环节，能反映教学效果。85%以上的教师认同采用过程性和多元化评价，但对差异化评价的认可度较低。这反映了教师创新评价方式的诉求，但同时也暴露出当前在学习行为个体化、差异化评价方面的短板。
（2）迁移与融合指标分析
其一，实验教学意识欠缺。只有大胆突破传统技术的束缚，采用新的教学手段，才能实现全面高效的教学功能。调查显示，认同借助信息技术开展可视化、互动性教学、实验教学和实践教学的教师比例不到80%，明显低于直观性教学的比例。可以看出，教师对于开展高级数学实验，以及师生共同参与课堂互动和协作学习的认知欠缺。
其二，融合意愿强烈，但能力不足。只有教育目标创新才能从本质上引领教育模式的变革。超过72%的教师赞同应促进学生对数学本质的认识，但认同采用项目式、体验式教学模式的比例不到65%，反映教师有明确的教育目标，但教学理念和教学模式陈旧。通过图3可以发现，超过75%的教师认同应具备对信息的获取、分析、加工、处理等能力，期许在未来教学场景中使用深度学习等新技术的比例也达到68%，但在目前的课程教学中使用各类专业软件的比例除了“几何画板”达到43.2%以外，其余数学工具如Mathematics、Matlab等均不超过20%。对于新场景融合技术如虚拟现实、增强现实的接受比例不到10%（见图4）。
其三，教育数据挖掘水平有待提高。图3中67.33%的教师认同应当对教育数据进行深度挖掘，通过图4可以发现对于数据分析工具的选择依然是传统的Excel软件，缺乏数据库意识（仅有7.8%的教师选择SPSS），程序类软件如R、Python的选择人数比例不到6%。
（3）发展与创新指标分析
信息创新不仅关注信息技术的应用，更关注学科知识与方法的创新、预期能力的培养、信息交流与传播的方式，反映教师能否助力学生实现自我学习和自我提升。数据显示，仅有67.8%的教师认为信息技术的融入可以提升课堂师生间的交互效能，图3中仅有43.52%的教师认同信息传播的价值，认同自创数字资源的教师比例仅为57.54%，充分说明教师虽然认同信息技术能提供丰富的教学化资源，但在整合已有资源的基础上发展和创新资源的动力不强，与其他社群成员分享成果的意识和能力有待提高。
三、调查结论与思考
本研究依托《教师ICT能力框架（第3版）》、布卢姆认知模型，构建了数学教师信息素养评价框架。该框架可以打通教与学的壁垒，全方位、多角度评价教师个体对2.0时代新型教育生态的适应度。结果表明，数学教师已具备一定的信息素养，整体态势发展良好，但也显示出数学教师信息知识偏差大、实验教学意识欠缺、融合意愿强烈但能力不足等情况。针对上述情况，数学教师信息素养的提升可从以下几个方面着手：
1.信息意识的培养与提升
意识层面的转变是推动教育变革的先决条件。只有教师个人树立终身學习理念，在日常教学过程中养成查找、记录、整理、分析、评价和使用各类公共教学资源的习惯，形成教师个人成长的内驱力，才能真正适应教育信息化时代之大变革。教师应经常关注教育政策和技术环境的变化并积极认同这种变化趋势，对教育目标和教学对象有正确的认知，从意识层面主动适应教学内容无纸化、教学手段多样化、教育场景智能化和评价方式个性化的特点，积极调整教学模式。要充分认识到这种调整的价值和意义，不仅在于提高学生的学习积极性和兴趣，更多的是为学生提供个人成长的空间和平台，培养学生的数学核心能力及学科领域内的高阶思维和认知。
2.面向终身学习的自我成长
要借助多种途径不断加强对新知识、新理论和新方法的培训，逐步提升教学技能。首先，应从激励机制上着手，为教师营造能力提升的氛围。要把教师从繁重的教学中解放出来，鼓励他们参与各类教学联盟、教学研讨和论坛，分享教学成果。其次，要不断创新能力培训的平台和资源，如基于教研项目的网络研修活动和基于MOOC、微课、翻转课堂等具体形式的培训活动等。要通过体验真实的教学场景，使其感受技术整合课堂教学的价值所在，从而提升教师自我成长需求。
3.探索技术融合课堂教学新范式
知识迁移的过程，就是教师把自己掌握的知识和技能、方法主动应用到教学中的过程，用于激活学生的认知。这个过程不仅是把信息技术作为工具辅助课堂教学，更应当是探索技术融合课堂教学的新范式。数学课讲授的难点多数是概念，教师大多采用避重就轻、直接拿来的方式，这种做法违背知识产生的逻辑顺序和学生的认知规律。数学课教师要勇于在智慧环境开展课堂教学并不断尝试新技术，通过反复使用加深学生对知识的理解。新技术不应只出现在教师的科学研究中，比如Matlab和Python软件常被用于数字图像处理的数学实验，应当尝试将这些高级的工具和方法拿到课堂上，借助直观演示刺激学生对知识探寻的欲望，把晦涩难懂的概念和繁琐复杂的推导变成学生乐于接受的数学实验，让学生在活动经验中体会知识产生和发展的历程。同时，过程评价也不应只停留在是否上课、是否完成既定作业等记录上，要借助大数据处理技术对学生的学习轨迹进行实时跟踪并给予准确的个人画像，从而为学生提供个性化的学习指导。
4.转变教师角色定位
知识迁移的过程要注意结合教师角色身份的转变，从传统的授课型教师变为知识的引导者、活动的设计者，通过构建以学生为中心的学习环境，创设有现实体验感的教学活动，引导学生通过完成项目的方式亲身体验知识生成的全过程。在授课过程中，教师只是以合作者、设计者、促进者和分析师等身份，发布项目任务、协助学生制订项目计划、参与项目讨论，鼓励学生按照个人理解设计、试错、纠错、改良，目的是在体验中开展知识探究和科学创新。教师不仅要做知识迁移的引导者，更应成为知识创造的参与者。教师要思考提升自我专业能力和学生创新能力的愿景到底是什么，要培养学生作为数字公民的基本素养，学会审慎地使用数字技术;要让学生有参与实际问题的经验和勇气，并在项目实施的过程中培养学生设计创造、交往互动、批判思维和团队协作的能力和品格，培养学生终身学习的理念。
猜你喜欢信息素养数学教师“名师工作团”模式在乡村学校的应用江西教育C(2021年6期)2021-07-15中小学数学教师教龄对教学自信的影响研究广东教育·综合(2021年4期)2021-05-08中学数学教师信息素养的提升策略福建基础教育研究(2019年5期)2019-05-28基于SOLO分类理论的初中数学教师数学史素养水平划分数学学习与研究(2019年3期)2019-03-27到底应该分几类？数学学习与研究(2017年4期)2017-03-20浅析大数据时代大学生英语信息素养内容体系的构建校园英语·中旬(2017年1期)2017-02-25小学低年级信息技术教学策略与研究读写算·素质教育论坛(2017年1期)2017-02-06浅谈多媒体在会计教学中的运用东方教育(2016年12期)2017-01-12高中信息技术教学中培养学生信息素养研究成才之路(2016年34期)2016-12-20新课程背景下高中信息技术教学的变化及对策成才之路(2016年20期)2016-08-09