數學教師信息素養評價框架構建與調查研究

郭軍成 繆琳 陳清華

摘? ?要： 研究通過分析信息素養及教師信息素養的內涵，聚焦我國數學教師群體，依托《教師ICT能力框架（第3版）》、布盧姆認知模型，構建了數學教師信息素養評價框架?？蚣馨ㄍ獠坑绊懸蛩睾蛢壬兞績蓚€部分。研究認為，數學教師信息素養評價維度包括理解與探索、遷移與融合、發展與創新三級水平?；趯ι鲜隹蚣芎诵囊氐膯柧碚{研和專家訪談，以及對756名數學教師信息素養的調查研究分析，提出四條提升策略：信息意識的培養與提升，面向終身學習的自我成長，探索技術融合課堂教學新范式，轉變教師角色定位。

關鍵詞： 數學教師;信息素養;測評框架

《教育信息化2.0行動計劃》和《中國教育現代化2035》等多項文件明確指出，教育信息化融通應向更高層次、更深程度、更大范圍發展，教育信息化正從應用邁入融合創新階段。遵從教師專業發展基本要求，亟須提升教師信息素養以實現作為教育使命承擔者的重任。多數研究認為，教師信息素養隸屬于公民信息素養范疇，同時應兼顧學科專業特征。1 教師信息素養水平的提升有助于推動新教育體系下課程改革中教學理念、教學模式、教學手段的創新，最終完成創新人才培養的美好遠景。目前國際通用的教師信息素養測評標準多是根據國情制定不同學段教師，特別是中小學教師或職前師范生的能力框架，缺乏對學科教師信息素養框架的研究。本研究擬從學科視角出發厘清數學教師信息素養核心要素，結合聯合國教科文組織（UNESCO）的《教師ICT能力框架（第3版）》、布盧姆認知模型，構建數學教師信息素養評價框架。依據對框架三個層級內涵的解讀，編制“數學教師信息素養調查問卷”，旨在通過對數學教師信息素養的測評，重構教學要素和教學關系，找到制約教師信息素養提升的癥結所在，并給予策略性提升建議。

一、概念界定及內涵分析

聯合國教科文組織將信息素養界定為一種根據需要確定、查找、評估、組織、使用和交流信息等多個方面的素養，是公民的社會責任和基本生存需要。1 教師信息素養是在公民信息素養的概念范疇上增加了教師職業特性，用于探究信息素養對教學和教研的實踐性意義。有鑒于此，教師應盡可能在教育實施過程中將信息素養滲透于教育教學各個環節，充分體現其在政策、課程、評估、教學方法、數字技能、組織和專業發展等方面的能力。目前國際上對教師信息素養的內涵尚無統一界定，美國教育傳播與技術協會（AECT）、美國國際教育技術協會（ISTE）、美國圖書館協會（ACRL）三大權威教育技術協會分別從教師資格認證、教師在教學中運用信息技術、職前教師培養等方面闡述了教師信息素養的內涵、外延及標準。國內研究視角主要聚焦于信息素養的學段和學科差異。董艷等人聚焦STEM教師群體，從情境化視角出發，將信息素養的內涵和外延具體化為普適情境、結構情境、傳遞情境、聯結情境以及外部制約情境和技術情境六大要素，提出要助力教師實施跨學科課程設計與教學實踐。2 劉洋提出，學前教師群體的信息素養應涵蓋信息技術應用水平和教學設計能力兩個維度，應通過加大信息化培訓和加強制度化建設，助力教師信息技術綜合應用能力提升。3 劉炳華認為，化學教師應通過對學科教學資料的整合、利用、創新以實現自我提升。4 林海燕認為，要通過加快語料庫和漢語國際推廣資源平臺的建設拓展信息搜集、管理與發布的功能。5 雷丹、武黎等人基于教育生態學理論提出，信息技術作為入侵因子有助于形成知識結構、激發課堂活力，但應當遵從適度原則以達到平衡。67

審視上述研究成果可見，學者對教師信息素養的重要組成要素基本達成共性觀點8910，即主要包括信息的感知與道德意識、信息技術的相關知識、學科知識、運用信息技術開展學科教育或解決學科領域問題等方面的內容。鑒于此，本文將數學教師信息素養的內涵界定為：基于數學課程的基礎性、發展性、應用性和專業性，通過信息的有效獲取、批判性加工、科學整合及精準應用，將信息技術與學科知識和數學教育深度融通的能力。11

二、數學教師信息素養評價框架

1.評價框架構建

（1）評價框架構建的理論基礎

UNESCO《教師ICT能力框架（第3版）》把教師信息素養的內涵整合為18個模塊，關乎教育領域的政策和師資標準的制定、教師信息素養水平的評估、教師自我成長和專業發展課程的設置。⑩教學實施過程的能力模塊包括了解ICT、課程與評估、教學方法、應用數字技能、組織和管理、教師的專業學習六個方面，教學實施過程的知識模塊包括獲取知識、深化知識、創造知識三個階段，全面展現了教師信息素養與專業實踐融合的基本依據。

布盧姆根據學生認知規律，把教育目標劃分為認知、情感和動作技能三大領域。1 該認知模型啟示：教師要能通過擁有必要的知識、技能和態度，有效地應用信息技術進行搜集、分析、評估和組織，以解決實踐教學中的問題，實現學生學習目標由簡單到復雜逐漸提升。

目前，國內針對教師信息素養評價指標和框架的研究尚未形成定論。本文遵從“信息素養的表征應根據環境變化而定”的原則，對權威機構發布的《AECT標準》2 《教師教育信息素養標準》3 《歐洲教育工作者數字能力框架》4 《中小學教師信息技術應用能力標準（試行）》5 等教師信息素養相關標準/框架進行比較研究，初步構建了基于UNESCO《教師ICT能力框架（第3版）》的六項數字能力（Digital Competence）和布盧姆認知模型的數學教師信息素養研究框架（見圖1）。

（2）評價框架構建

初步構建的評價框架由內、外兩部分構成，教育供給、教學內容、教學環境和教學對象等教學要素位于框架的最外層，是教師信息素養提升的外部影響因素?？傮w目標和測評維度位于框架的核心部分，是教師信息素養提升的內生變量，反映了以學習者需求為核心、以能力培養為重點的新型教學關系。總體目標包含個人能力發展、教育教學組織兩部分，二者相互促進，協同發展。個人能力發展包括教師的專業學習、了解信息與通信技術在教育領域的應用（ICT）和應用數字技術，反映教師個人成長;教育教學組織包括課程與評估、組織與管理和教學方法，反映教學實施過程中的新型教學關系。兩部分相對獨立又相互交融，個人能力發展是教師組織教學的基礎，教育教學組織是教師自我成長的過程與體現。外部影響因素的變化驅動教師審視自我信息素養水平，促進教學總體目標的實現。評價框架重組了教學要素和教學關系，評價維度將知識、技能和態度具體化為理解與探索、遷移與融合、發展與創新三級水平，最終實現教師終身學習和自我成長。

為保證評價框架的科學性與嚴謹性，本研究通過電子郵件與紙質問卷形式，向專家征求并咨詢對數學教師信息素養評價框架的認同度。9位數學教育專家、10位職業教育專家、7位省級數學教學名師參與此次調研，共發放問卷26份，回收有效問卷26份，回收率100%。

專家對構建的數學教師信息素養評價框架總體比較認可，且對三級評價指標水平“理解與探索”“遷移與融合”“發展與創新”進行量表打分，“非常認同”和“比較認同”的百分比之和分別是92.31%、96.15%和84.62%，可見專家對三級評價指標的整體認可度較高。通過與部分專家進行二次深度訪談，了解到“發展與創新”指標認同度稍低的主要原因是考慮到教師信息素養水平的可操作性，但也有部分專家認同該指標項，認為發展與創新是教師專業提升不可或缺的根本要素。

2.評價指標解讀

基于上述評價框架，本研究提出適合我國數學教師的信息素養評估指標體系，并將之具化為理解與探索、遷移與融合、發展與創新三級水平，旨在解決數學教師教學中的六大問題，如表1所示。

“理解與探索”指教師能借助信息技術準確講授課程內容。包括三層含義：第一層指教師對信息的內涵有深刻理解，并知曉信息技術對教學的價值和意義;第二層指教師能敏銳地感知到信息政策、教學環境和技術資源的變化，并有調整的動機;第三層指教師熟悉各類技術資源，并有將技術與學科教學融合的意識與基本技能。

“遷移與融合”是指教師能利用新技術整合開放式教學資源，通過引導、啟發促進學生從概念理解跨到能力輸出。一方面，能引導學生將學科領域內的理論成果進行延伸和拓展;另一方面，以現實問題為載體，創設體驗式教學活動，促進真實學習的發生。1 此外，能對學生的個性化學習軌跡進行實時監測和跟蹤，并給出動態評估。這個階段的教師角色依然是學生知識創造的指導者，是教學過程的主要組織者。

“發展與創新”是教師信息素養的最高層級水平，反映教師與學生共同開發資源、創新知識、拓展技能、分享成果、推動教育變革以及提高教師專業能力與學生關鍵能力的綜合指標。它既不是SAMR模型的單純技術發展與創新，以及“技術整合矩陣”的單純教學法發展與創新1，也不完全等同于TPACK模型的技術、教學法和教學內容的發展與創新。2 其淺層涵義指師生共同實現資源、知識、技能的發展與創新及專業能力的提升;深層涵義指學科思維、終身學習理念及科學探索精神的啟迪與培養。

三、數學教師信息素養現狀調查

本研究基于對上述評價框架的要素解讀及專家訪談的意見匯總，將上述三個指標水平顯化為六大類問題共24個選項，涉及教師在日常教學中對信息知識的關注點、對信息技術促進教學的價值認知，以及信息技術融合學科教育的專業能力和職業素養等方面的內容。通過初測和復測兩輪分析，確定了最終問卷的題項設置。

1.問卷設計原則

（1）科學有效

研究多次征求教育專家和一線教師對題項設置的意見和建議。2020年底，在福建省范圍內進行一周的預調查后，刪減了部分題項，調整了部分問題的表達形式。正式調查于2021年1月20日至2021年2月6日通過網絡與郵件開展，以河南、福建、江蘇、上海、重慶等10個省（市）的數學教師為研究對象。本次調查共收集問卷765份，其中有效問卷756份，有效率98.8%。為了提升研究的全面性，調查對象包含數學專業師范類本科生與學科教育類研究生共152名。參與者覆蓋小學、初中、高中、高職高專、本科各學段。其中，任教時間在6年以上的占比達到68.65%;任教學段分布中基礎教育和高等教育占比均在40%左右;學歷分布中本科占比68.7%，研究生及以上學歷占比24.7%。以上數據反映了調查的全面性、科學性。表2顯示的是參與者人口學信息。

本研究使用SPSS20.0版本對問卷數據進行信效度分析，結果顯示，Cronbach’s Alpha系數為0.833，問卷六大類問題的部分一致性和整體一致性都達到了85.6%以上，說明問卷設計科學、有效3，如表3所示。

（2）彰顯學科

基于調查對象的指向性，問卷單設數學思想、數學實驗、數學應用意識等專業素養指標。針對學科特點篩選出部分常見的數學工具和常用的數學分析軟件，用以反映數學教師的整合技術和開展學科教育的能力。具體而言：

其一，理解與探索水平。問卷中設置了“教育信息化2.0時代，您在數學教學中更多關注哪些方面的內容”和“在數學教學過程中信息技術發揮哪些重要作用”兩個題項。一方面，考量教師對信息素養“是什么”和“為什么”是否有明確的認知，是否了解信息技術的內涵以及信息技術對課堂教學的價值和意義。另一方面，了解教師能否準確把握信息技術與數學學科之間，以及數學學科與其他學科之間的邏輯聯結，是否認同信息技術能力與學科教學能力的形成與發展就是知識形成、發展與創新的過程。

其二，遷移與融合水平。問卷中設置了“信息搜索與獲取”“信息加工與處理”“信息交流與傳播”等題項，用來反映教師獲取、評價、加工、傳播信息的能力;“為學生提供豐富的學習機會”和“為學生提供個性化學習體驗”兩個題項的設置體現了教師對自己引導者、促進者身份的認同度;“過程性評價、多元評價及教育數據挖掘”等題項反映了教師動態評價教育教學效果的能力?！澳谌粘＝虒W中使用哪些數學工具”和“您期待在未來教學中使用哪些技術和平臺”兩個題項，用以反映教師實現跨學科、跨領域的課程設計能力。

其三，發展與創新水平。問卷設置了“自創數字化資源能力”“個性化評價”“數學本質”“學科思維”等題項，反映教師創新資源及促進學生綜合能力提升的效果。

2.結果分析

以下以學歷、學段作為自變量，以關注的信息內容、信息能力、常用軟件、新技術、教學平臺作為因變量，進行交叉分析。

（1）理解與探索指標分析

其一，信息知識偏差。通過圖2可以發現，對信息技術知識和數學應用軟件的關注比例平均達到75%，可以看出大部分數學教師具備整合技術與學科知識的意識，但關注信息安全知識、計算機原理和網絡原理的教師比例不到30%，足見教師對信息理論和方法的界定存在一定偏差。

其二，整合資源意識欠缺。85%以上的教師認同技術支持下的直觀性教學對數學概念的形成大有裨益，認為其不僅能提高學習積極性，還能豐富課堂教學資源，有效促進數學概念的形成和數學思想的沉淀，充分說明數學教師群體具備一定的信息價值意識，認同授課目標應從掌握學科基礎知識延伸到認知學科思想。但信息技術依然是輔助課堂教學的工具，如使用PPT代替板書進行課堂演示的教師比例高達93.8%，使用QQ、微信等傳統方式進行線上教學的比例遠高于使用MOOC、智慧云平臺這類開放公共教學資源。

其三，差異化評價欠缺。教學評價作為教學的重要環節，能反映教學效果。85%以上的教師認同采用過程性和多元化評價，但對差異化評價的認可度較低。這反映了教師創新評價方式的訴求，但同時也暴露出當前在學習行為個體化、差異化評價方面的短板。

（2）遷移與融合指標分析

其一，實驗教學意識欠缺。只有大膽突破傳統技術的束縛，采用新的教學手段，才能實現全面高效的教學功能。調查顯示，認同借助信息技術開展可視化、互動性教學、實驗教學和實踐教學的教師比例不到80%，明顯低于直觀性教學的比例。可以看出，教師對于開展高級數學實驗，以及師生共同參與課堂互動和協作學習的認知欠缺。

其二，融合意愿強烈，但能力不足。只有教育目標創新才能從本質上引領教育模式的變革。超過72%的教師贊同應促進學生對數學本質的認識，但認同采用項目式、體驗式教學模式的比例不到65%，反映教師有明確的教育目標，但教學理念和教學模式陳舊。通過圖3可以發現，超過75%的教師認同應具備對信息的獲取、分析、加工、處理等能力，期許在未來教學場景中使用深度學習等新技術的比例也達到68%，但在目前的課程教學中使用各類專業軟件的比例除了“幾何畫板”達到43.2%以外，其余數學工具如Mathematics、Matlab等均不超過20%。對于新場景融合技術如虛擬現實、增強現實的接受比例不到10%（見圖4）。

其三，教育數據挖掘水平有待提高。圖3中67.33%的教師認同應當對教育數據進行深度挖掘，通過圖4可以發現對于數據分析工具的選擇依然是傳統的Excel軟件，缺乏數據庫意識（僅有7.8%的教師選擇SPSS），程序類軟件如R、Python的選擇人數比例不到6%。

（3）發展與創新指標分析

信息創新不僅關注信息技術的應用，更關注學科知識與方法的創新、預期能力的培養、信息交流與傳播的方式，反映教師能否助力學生實現自我學習和自我提升。數據顯示，僅有67.8%的教師認為信息技術的融入可以提升課堂師生間的交互效能，圖3中僅有43.52%的教師認同信息傳播的價值，認同自創數字資源的教師比例僅為57.54%，充分說明教師雖然認同信息技術能提供豐富的教學化資源，但在整合已有資源的基礎上發展和創新資源的動力不強，與其他社群成員分享成果的意識和能力有待提高。

三、調查結論與思考

本研究依托《教師ICT能力框架（第3版）》、布盧姆認知模型，構建了數學教師信息素養評價框架。該框架可以打通教與學的壁壘，全方位、多角度評價教師個體對2.0時代新型教育生態的適應度。結果表明，數學教師已具備一定的信息素養，整體態勢發展良好，但也顯示出數學教師信息知識偏差大、實驗教學意識欠缺、融合意愿強烈但能力不足等情況。針對上述情況，數學教師信息素養的提升可從以下幾個方面著手：

1.信息意識的培養與提升

意識層面的轉變是推動教育變革的先決條件。只有教師個人樹立終身學習理念，在日常教學過程中養成查找、記錄、整理、分析、評價和使用各類公共教學資源的習慣，形成教師個人成長的內驅力，才能真正適應教育信息化時代之大變革。教師應經常關注教育政策和技術環境的變化并積極認同這種變化趨勢，對教育目標和教學對象有正確的認知，從意識層面主動適應教學內容無紙化、教學手段多樣化、教育場景智能化和評價方式個性化的特點，積極調整教學模式。要充分認識到這種調整的價值和意義，不僅在于提高學生的學習積極性和興趣，更多的是為學生提供個人成長的空間和平臺，培養學生的數學核心能力及學科領域內的高階思維和認知。

2.面向終身學習的自我成長

要借助多種途徑不斷加強對新知識、新理論和新方法的培訓，逐步提升教學技能。首先，應從激勵機制上著手，為教師營造能力提升的氛圍。要把教師從繁重的教學中解放出來，鼓勵他們參與各類教學聯盟、教學研討和論壇，分享教學成果。其次，要不斷創新能力培訓的平臺和資源，如基于教研項目的網絡研修活動和基于MOOC、微課、翻轉課堂等具體形式的培訓活動等。要通過體驗真實的教學場景，使其感受技術整合課堂教學的價值所在，從而提升教師自我成長需求。

3.探索技術融合課堂教學新范式

知識遷移的過程，就是教師把自己掌握的知識和技能、方法主動應用到教學中的過程，用于激活學生的認知。這個過程不僅是把信息技術作為工具輔助課堂教學，更應當是探索技術融合課堂教學的新范式。數學課講授的難點多數是概念，教師大多采用避重就輕、直接拿來的方式，這種做法違背知識產生的邏輯順序和學生的認知規律。數學課教師要勇于在智慧環境開展課堂教學并不斷嘗試新技術，通過反復使用加深學生對知識的理解。新技術不應只出現在教師的科學研究中，比如Matlab和Python軟件常被用于數字圖像處理的數學實驗，應當嘗試將這些高級的工具和方法拿到課堂上，借助直觀演示刺激學生對知識探尋的欲望，把晦澀難懂的概念和繁瑣復雜的推導變成學生樂于接受的數學實驗，讓學生在活動經驗中體會知識產生和發展的歷程。同時，過程評價也不應只停留在是否上課、是否完成既定作業等記錄上，要借助大數據處理技術對學生的學習軌跡進行實時跟蹤并給予準確的個人畫像，從而為學生提供個性化的學習指導。

4.轉變教師角色定位

知識遷移的過程要注意結合教師角色身份的轉變，從傳統的授課型教師變為知識的引導者、活動的設計者，通過構建以學生為中心的學習環境，創設有現實體驗感的教學活動，引導學生通過完成項目的方式親身體驗知識生成的全過程。在授課過程中，教師只是以合作者、設計者、促進者和分析師等身份，發布項目任務、協助學生制訂項目計劃、參與項目討論，鼓勵學生按照個人理解設計、試錯、糾錯、改良，目的是在體驗中開展知識探究和科學創新。教師不僅要做知識遷移的引導者，更應成為知識創造的參與者。教師要思考提升自我專業能力和學生創新能力的愿景到底是什么，要培養學生作為數字公民的基本素養，學會審慎地使用數字技術;要讓學生有參與實際問題的經驗和勇氣，并在項目實施的過程中培養學生設計創造、交往互動、批判思維和團隊協作的能力和品格，培養學生終身學習的理念。