智能時代中小學教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)現(xiàn)狀調查及培育策略研究*

成凱茜

(江南大學 教育學院 江蘇 無錫 214122)

1.引言

智能時代的標志是人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術的廣泛應用，而在教育領域，各種智能教學和管理系統(tǒng)產生的大量數(shù)據(jù)可以幫助教師進行更精準和科學的教育教學決策，教育已經邁入數(shù)據(jù)驅動的新時代。2017年我國發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》強調發(fā)展智能教育，數(shù)據(jù)和智能的結合成為當前社會科技發(fā)展的趨勢。2019年教育部發(fā)布的工作要點文件明確要為教師舉辦大數(shù)據(jù)研修班，做好人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作[1]，數(shù)據(jù)素養(yǎng)無疑成為智能時代教師必備的素養(yǎng)。

目前我國中小學教師的數(shù)據(jù)素養(yǎng)已經引起了學術界、教育部門、政府部門的重視，但仍沒有系統(tǒng)地開展培訓工作，相關研究的系統(tǒng)性和深入性也不夠，教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)發(fā)展存在多方面的問題。我國有大量中小學教師，為貫徹落實習近平總書記新時代關于教師隊伍建設的意見，提升教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)是其中一項重要的任務。因此，本研究主要解決以下兩個問題：(1)在確立評價指標體系的基礎上編制量表和調查問卷，對中小學教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)現(xiàn)狀進行調查，了解中小學教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓情況和意愿；(2)結合調查結果，找出存在的問題，分析其原因，給出提升教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的策略建議，助力我國中小學教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)提升。

2.教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)概念詮釋

2.1 數(shù)據(jù)素養(yǎng)。關于數(shù)據(jù)素養(yǎng)，至今尚未有一個明確的內涵界定。其概念最早起源于美國，維基百科對于數(shù)據(jù)素養(yǎng)的定義是“數(shù)據(jù)素養(yǎng)是指將數(shù)據(jù)作為信息進行閱讀，理解，創(chuàng)建和交流的能力?！盨chield在2004年最早提出了數(shù)據(jù)素養(yǎng)的定義。他認為數(shù)據(jù)素養(yǎng)是信息素養(yǎng)與統(tǒng)計素養(yǎng)的重要組成部分，具備數(shù)據(jù)素養(yǎng)的人必有獲取、評估、處理、總結與呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的能力[2]。在我國，項華[3]最早給出關于數(shù)據(jù)素養(yǎng)的定義，他認為，數(shù)據(jù)素養(yǎng)是一種基于計算機進行數(shù)據(jù)探究的科學素養(yǎng)。在本研究中，數(shù)據(jù)素養(yǎng)指大數(shù)據(jù)時代個體具有一定的數(shù)據(jù)意識、數(shù)據(jù)知識、數(shù)據(jù)道德，能夠獲取數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行處理、分析與應用。

2.2 教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)。國內外學者圍繞教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內涵進行了諸多探討，但目前仍未有一致界定，但可大致分為意識說、技術說、能力說三類。相較之下，能力說是教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)界定的主流觀點，即將數(shù)據(jù)素養(yǎng)看作教師的一種綜合能力。本研究認為，教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)指教師具有一定的數(shù)據(jù)意識和數(shù)據(jù)知識，遵守數(shù)據(jù)倫理道德，能夠獲取數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行處理、分析與應用，以支持教學交流和改進教學的能力。

3.中小學教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)現(xiàn)狀調查

3.1 研究設計。

3.1.1 取樣。本研究采用現(xiàn)場與網(wǎng)絡發(fā)放收集問卷兩種方式，調查了全國中小學教師共220名，回收問卷213份，其中有效問卷182份(有效回收率82.7%)，其中男教師71人，女教師142人；師范畢業(yè)的教師138人，占64.8%，非師范畢業(yè)的教師75人，占35.2%；小學教師115人，占54%，初中教師98人，占46%。

3.1.2 測量工具。問卷由個人基本信息、數(shù)據(jù)素養(yǎng)基本情況、數(shù)據(jù)素養(yǎng)培育策略三部分組成，共30個題目。其中數(shù)據(jù)素養(yǎng)基本情況部分，通過系統(tǒng)梳理國內外學者對于教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力模型的不同詮釋與界定，圍繞教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)中的下位概念——數(shù)據(jù)知識、數(shù)據(jù)意識、數(shù)據(jù)獲取能力、數(shù)據(jù)處理與分析能力、數(shù)據(jù)應用、數(shù)據(jù)道德，編制了量表，該量表由以上6個維度構成，共19個項目，采用5點計分法，1表示非常符合，5表示非常不符合，分值越高，代表越不符合。

對此量表進行項目分析，得到所有19個題項在高分組和低分組上的顯著性水平P<0.05，如表1所示，說明在每一個題項上都存在非常好的區(qū)分性，意味著量表中的每一題都通過了項目分析。

表1 項目分析獨立樣本檢驗結果

對此量表進行信效度分析，得到KMO值為0.970，Bartlett球形檢驗近似卡方值為4556.509***(p<0.001)，說明問卷具有較好的結構效度。如表2、表3所示，量表整體的Cronbach's alpha系數(shù)為0.978，各子維度的信度系數(shù)區(qū)間為0.855—0.935，達到了較高的水平，說明該問卷具有較好的信度?？偟膩碚f，問卷數(shù)據(jù)具備較好信效度，適合深入分析。

表2 量表總信度分析

表3 可靠性統(tǒng)計

3.2 研究結果與分析。采用SPSS 26.0對調查的數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計，結果如表4所示?？偡制骄禐?.50，說明中小學教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)總體水平不高，存在較大提升空間。其中數(shù)據(jù)道德維度的得分最低(2.19)，說明多數(shù)教師能在道德和法律規(guī)定的范圍內合理合法地使用教育數(shù)據(jù)，保護學生個人信息不外泄，在數(shù)據(jù)道德方面水平較高。然而，在數(shù)據(jù)知識(2.70)、數(shù)據(jù)意識(2.52)和數(shù)據(jù)處理與分析能力(2.66)層面，得分低于總體平均得分，尤其是數(shù)據(jù)知識和數(shù)據(jù)處理與分析能力，有待進一步加強。

同時，根據(jù)不同任教學段教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的對比分析結果(如表5所示)可知，初中教師各項得分都低于小學教師，說明無論在整體還是各維度上，初中教師的數(shù)據(jù)素養(yǎng)都優(yōu)于小學教師，尤其是數(shù)據(jù)知識數(shù)據(jù)分析處理能力兩個維度，存在顯著差異。其原因可能在于，小學階段更注重學生的全面發(fā)展，學生的心理狀態(tài)和表現(xiàn)較單純，教師更多利用教學經驗和直覺進行教學活動，忽視了數(shù)據(jù)改革教學實踐的重要價值，而初中階段學生課業(yè)任務加重，作業(yè)、考試、測評等次數(shù)增多，教師的教學工作量和難度都增加，因此對教師教學方面的素養(yǎng)包括數(shù)據(jù)素養(yǎng)提出了更高的要求。

表4 描述性統(tǒng)計分析

表5 不同任教學段教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的對比分析結果

對不同性別的中小學教師在數(shù)據(jù)素養(yǎng)六個維度上差異性進行獨立樣本T檢驗，結果如表6所示。從表中可以看出數(shù)據(jù)處理與分析能力的p<0.05，說明不同性別的教師的數(shù)據(jù)處理與分析能力存在顯著差異。其中男教師的數(shù)據(jù)處理與分析能力的均值為10.5352，如表7所示，女教師的數(shù)據(jù)處理與分析能力為10.6761，所以男教師的數(shù)據(jù)處理與分析能力略高于女教師。數(shù)據(jù)道德方面，女教師的得分低于男教師，故女教師的數(shù)據(jù)道德水平略高于男教師。其他四個維度的p>0.05，說明不同性別的教師在其他數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力方面不存在顯著差異。

表6 獨立樣本T檢驗

表7 組統(tǒng)計量

對不同畢業(yè)專業(yè)類型的中小學教師在數(shù)據(jù)素養(yǎng)六個維度上差異性進行獨立樣本T檢驗，結果如表8所示。從表中可以看出，在每個維度上，師范生都比非師范生得分低，說明師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)水平比非師范生高。

表8 畢業(yè)專業(yè)類型差異分析

關于問卷中其他多選題和單選題，在“您認為教育大數(shù)據(jù)包括什么”一題中，選擇“學生的學習行為(做題時間、聽課神態(tài)等)”和“學生在學習平臺上的數(shù)據(jù)”兩項的人相對較少，分別有65.73%和51.17%的教師選擇，說明教師對教育大數(shù)據(jù)的認識不夠全面，數(shù)據(jù)知識不足。

在問卷第三部分教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培育策略中，參加過1—2次教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)相關培訓的人數(shù)最多，占57.28%，從未參加過的人數(shù)和參加過3—4次的人數(shù)各占18.31%和18.71%，參加過5次及以上的人數(shù)占5.63%。可見相當一部分的教師從未參加過相關培訓，值得引起關注和重視。對于參加教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓的意愿程度，83.09%的教師表示基本愿意和非常愿意，14.08%的教師表示一般，可見絕大多數(shù)教師的學習態(tài)度積極，富有責任心和上進心。關于教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓的形式，更希望線下系統(tǒng)培訓和更希望網(wǎng)絡在線學習的人數(shù)分別為108人和105人，幾乎各占一半。在影響教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)提升的因素中，選擇教師自身態(tài)度和能力的人數(shù)最多，其次是教學設施設備、教師繼續(xù)教育培訓和學校管理引導等，可見主觀因素的重要性。

3.3 結論。

3.3.1 數(shù)據(jù)意識和數(shù)據(jù)知識薄弱。掌握基礎的數(shù)據(jù)知識是教師利用數(shù)據(jù)的基礎,教育大數(shù)據(jù)有四大來源：一是在教學活動中直接產生的數(shù)據(jù)，比如課堂教學、考試測評、網(wǎng)絡互動等；二是在教育管理活動中采集到的數(shù)據(jù)，比如學生的家庭信息、學校的基本信息等；三是在科研活動中采集到的數(shù)據(jù)；四是在校園活動中產生的數(shù)據(jù)[4]。本研究主要關注前兩個與學生和教學密切相關的教育大數(shù)據(jù)來源，發(fā)現(xiàn)中小學教師缺乏對數(shù)據(jù)的敏感度，對教育數(shù)據(jù)的關注度不足、認識不全面，多利用自身經驗開展傳統(tǒng)教學，忽視教育數(shù)據(jù)的作用。

3.3.2 數(shù)據(jù)技能不強，缺少相關培訓。數(shù)據(jù)技能是發(fā)展評價教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的關鍵指標，其中數(shù)據(jù)處理與分析能力是教師教學知識與實踐的綜合體現(xiàn)，是教師使用數(shù)據(jù)的關鍵所在[5]。技術的發(fā)展使得很多教師意識到數(shù)據(jù)的重要性，但由于數(shù)據(jù)處理與分析能力不足，很多教師無法充分利用教育數(shù)據(jù)。尤其是對于Excel和SPSS等常見的數(shù)據(jù)處理工具的使用，包括高級篩選、相關分析、回歸分析、方差分析、可視化處理等方法，相較于簡單的從智能設備和平臺上獲取學生數(shù)據(jù)，對中小學教師來說稍顯不易。本研究結果顯示，從未參加過教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓的人數(shù)占18.31%，參加過1—2次教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓的人數(shù)占57.28%，可見大部分教師缺乏數(shù)據(jù)素養(yǎng)的相關培訓。

3.3.3 缺乏系統(tǒng)政策和設施平臺。政策制度具有指導性和約束性、鞭策性和激勵性、規(guī)范性和程序性，教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的發(fā)展需要政策引導，但目前在這方面，政府的相關制度不夠完善。首先，關于教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的考核制度和評價體系亟待建立和完善。其次，根據(jù)調查結果，大部分中小學教師認為教學設施設備、平臺和資源是影響教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)提升的重要原因之一。我國已經認識到了培養(yǎng)教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的重要性，然而到目前為止，由于缺少政策的支撐，有效的數(shù)據(jù)平臺難以建立，大量的教育數(shù)據(jù)不能夠被有效利用，教師的數(shù)據(jù)驅動教學實踐操作也難以實施。

4.智能時代中小學教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培育策略建議

4.1 政府層面：加強政策引導，提供技術支持。教育行政部門是教育方針、政策和規(guī)章制度的制定者和監(jiān)督執(zhí)行者，當前學校組織教師參與培訓、收集和處理數(shù)據(jù)、配備信息化設備基本上取決于上級教育主管部門的要求。相關部門應重視教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的重要作用[6]，職前職后分別制定配套政策制度。抓好師范生數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育，能夠實現(xiàn)良好的教師職前培養(yǎng)，從而為教師隊伍素質的提升、適應數(shù)據(jù)驅動教學環(huán)境奠定基礎。對于非師范生，更應著重關注其職前培訓，數(shù)據(jù)素養(yǎng)考核也應納入教師資格認定。

本次調查結果表明，不同年齡段、不同地區(qū)的教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)水平、參加培訓的意愿和期望的培訓形式等存在差異，故要結合現(xiàn)實條件，滿足不同教師群體的需求，采取多樣形式，避免“一刀切”。2021年，教育部印發(fā)相關文件，對師范生提出了明確要求：掌握信息化教學設備、軟件、平臺及其他新技術的常用操作；具有安全、合法與負責任地使用信息與技術，主動適應信息化、人工智能等新技術變革，積極有效開展教育教學的意識[7]。據(jù)了解，教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓已在我國部分地區(qū)如徐州市、蘇州市開展，取得了良好的效果，可切實在較大范圍內推行，落實教育部意見，推進教育信息化，提升教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)。此外，財政部門要保證學校相關設施設備齊全，為數(shù)據(jù)驅動教育教學提供經費支持和保障。

4.2 學校層面：建設數(shù)據(jù)文化，完善評價機制。學校要注重管理引導和教師的繼續(xù)教育培訓。首先，通過定期開會、舉行講座等，鼓勵教師就教育數(shù)據(jù)進行交流、分享、評價。其次，教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)的提升有賴于良好的平臺環(huán)境，除了營造數(shù)據(jù)文化氛圍，學校還要塑造智慧校園環(huán)境，盡可能地實現(xiàn)教育設備的智能化和科學使用，配備數(shù)字化設備，提高數(shù)字化教學和管理水平，同時要防范教育數(shù)據(jù)倫理風險，保護學生、教職工的隱私不受侵犯。

在實現(xiàn)智能化、數(shù)字化校園建造的基礎上，學校則要組織教師進行數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培訓學習，可根據(jù)教師數(shù)據(jù)知識和數(shù)據(jù)技能水平、教學科目要求分組，選擇合適的課程，高分帶動低分，組內組間互相學習交流，實現(xiàn)共同進步。除了政府政策，學校也可建立教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)評價考核機制，作為教師綜合考核的內容之一。同時也要注意關注教師情感需求，減輕教育信息化壓力和焦慮等等。

4.3 教師層面：提高內在動力，改進教學實踐。教師是數(shù)據(jù)驅動教學的主要參與者和實施者，應該全面認識教育大數(shù)據(jù)，主動培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識，積極采取多種措施提升自身的數(shù)據(jù)獲取、分析和處理能力，主動在教學實踐活動中應用數(shù)據(jù)進行教學決策。首先，教師要樹立終身學習理念，提高學習內驅力，不斷更新知識結構，適應時代變化和教學要求。通過網(wǎng)絡進行線上學習，教師可以學習數(shù)據(jù)素養(yǎng)的相關課程，學會簡單的數(shù)據(jù)處理軟件(如Excel、SPSS等)的操作，來分析學生學習成績、教學資源等數(shù)據(jù)，了解學生的學習興趣、學習需求，分析原因，及時調整教學方法，改善教學效果。通過分析、合作、研究、分享、總結、實踐，教師能夠增強數(shù)據(jù)意識和數(shù)據(jù)使用的信心，數(shù)據(jù)素養(yǎng)也得以提升。

如今，智能環(huán)境與教育教學的不斷融合，對中小學教師的數(shù)據(jù)素養(yǎng)提出了更高的新的要求。智慧黑板、教學檢測系統(tǒng)、智能閱卷系統(tǒng)、教師教學資源平臺等教育技術和教學裝備的出現(xiàn)正悄然改變著以往的教學理念與模式[8]。通過穿戴智能手表等設備，可以實時記錄師生的心率、脈搏等生理狀態(tài)數(shù)據(jù)；利用情感識別技術可以采集教學活動中師生的表情、言語、行為等數(shù)據(jù)，以此來分析、推斷教師與學生當前的情感和態(tài)度[9]。但是，教育的對象是人,真正的教育離不開教師的道德熏陶與榜樣指引,智能時代的教育是人機互動、合作完成的。作為教育領域重要的角色，教師要學會提升并運用自己的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，以人機結合的思維方式，借助智能設備，更好地促進教學。