基于層次分析法的高中信息技術教師專業知識水平評價*
——以東北地區為例

張 燕，董玉琦，王 煒

(1.新疆師范大學 教育科學學院，新疆 烏魯木齊 830054；2.上海師范大學 教育技術系，上海 200234)

基于層次分析法的高中信息技術教師專業知識水平評價*
——以東北地區為例

張 燕1，董玉琦2，王 煒1

(1.新疆師范大學 教育科學學院，新疆 烏魯木齊 830054；2.上海師范大學 教育技術系，上海 200234)

教師專業知識是教師專業素質的核心，信息技術教師專業知識研究是信息技術教育研究的重要課題之一。該文基于馬云鵬教授提出的教師專業知識基本框架，結合高中信息技術學科的特殊性建構了高中信息技術教師專業知識框架，并運用層次分析法構建了高中信息技術教師專業知識水平評價模型；然后運用評價模型的指標層設計調查問卷，對東北三省403名在職高中信息技術教師進行問卷調查和定量評價。結果發現：高中信息技術教師專業知識水平總體偏低；在專業知識中學科課程知識掌握程度相對較好，其次是一般教育教學知識，再次是學科教學知識，最后是信息技術學科知識；高中信息技術教師群體的專業知識和其中的信息技術學科知識呈反“S” 曲線分布，學科課程知識、一般教育教學知識、學科教學知識接近直線分布；高中信息技術教師存在低分非均衡型、低分均衡型、高分非均衡型、高分均衡型四種類型。期望該研究能為信息技術教師專業知識發展和專業知識標準評價體系提供有益借鑒。

高中信息技術教師；專業知識；層次分析法；評價體系

一、引言

隨著我國課程改革和信息化教育的推進，特別是2000年“全國中小學信息技術教育工作會議”召開，以及2003年《普通高中技術課程標準(實驗)》(信息技術)的頒布，我國高中信息技術教育進入了一個嶄新的高速發展階段[1]。高中信息技術教師作為高中階段信息技術教育的實施者和推動者，其專業知識水平不僅直接影響著信息技術教育的質量，還間接影響著我國公民信息素養的養成以及我國基礎教育信息化的推進[2]。

目前國內外學者對信息技術教師的專業知識進行廣泛研究。英國Banks F認為技術教育教師的專業知識包括學校知識、科目知識、教學知識和個人科目建構四個方面[3]。美國教師教育鑒定委員會(The National Council for Accreditation of Teacher Education，NCATE)在中小學計算機科學教育評審標準中對計算機科學教師應掌握的具體知識和能力進行了劃分[4]。荷蘭Rohaan認為小學技術教育教師專業知識包含學生對技術的前期知識、經驗和理解、誤解知識，技術教育本質和目標知識，技術教育教學途徑和教學策略知識[5]。國內學者林鳳英根據ACM與IEEE91計算機課程目標提出340項專業知識小項[6]。詹青龍等認為信息技術教師專業知識包括信息技術學科成熟度、信息技術學科知識、一般教育學知識、技術實踐知識、信息技術學科教學知識[7]。衷克定提出高校信息技術教師專業知識有學科相關內容、教育教學方法、教學活動組織和教學過程控制[8]。馬云鵬在中學教師專業知識狀況調查研究基礎上提出中學教師專業知識基本框架[9]?？v觀已有研究可見，國內外學者對信息技術教師專業知識內容進行了詳細研究，但信息技術教師專業知識評價則研究甚少，因此有必要對信息技術教師專業知識評價進行研究。

本研究根據馬云鵬教授提出的教師專業知識基本框架，結合高中信息技術學科的特殊性建構高中信息技術教師專業知識框架，運用層次分析法構建高中信息技術教師專業知識水平評價體系，據此設計問卷對東北地區403名在職高中信息技術教師的專業知識水平進行調查評價。期望為構建信息技術專業知識標準及專業知識標準評價體系提供有益借鑒。

二、高中信息技術教師專業知識框架分析

教師專業知識是教師專業素質的核心成分。舒曼(Shulman. L. S) 將教師專業知識分為：學科內容知識、一般教學知識、課程知識、學科教學知識、有關學生及其特征的知識、教育情境的知識和有關教育的目的目標、價值、哲學與歷史淵源的知識[10]。國內馬云鵬教授在舒曼教師專業知識的基礎上提出教育理論知識、課程知識、學科知識、學科教學知識是中學教師專業知識的核心要素，并提出中學教師專業知識基本框架。高中信息技術教師屬于中學教師的一部分，其專業知識核心要素也應是教育理論知識、課程知識、學科知識、學科教學知識，但高中信息技術教師因其專業特性，其專業知識又存在一定的特殊性。本研究根據馬云鵬教授提出教師專業知識基本框架，結合高中信息技術教師專業特性，提出高中信息技術教師專業知識框架：即信息技術學科知識、一般教育教學知識、信息技術學科教學知識和信息技術課程知識。

信息技術學科知識是指教師具有關于信息技術的概念、事實、原理、方法等的知識。基于STS理念，其中涵蓋了信息科學、信息技術和信息社會等方面[11]。據此，信息技術教師學科知識主要包括信息技術知識、信息科學知識、信息社會學知識及技術實踐知識。根據課標，信息技術知識應有信息技術基礎模塊知識、算法與程序設計模塊知識、多媒體技術應用模塊知識、數據庫管理技術模塊知識、人工智能初步模塊知識；信息科學知識包括信息論、控制論、計算機科學、仿生學、系統工程與人工智能等學科的原理方法[12]；信息社會學知識包括信息及信息技術的發展歷史及趨勢、技術倫理知識、信息法律知識、社會信息系統知識；技術實踐知識則包括技術實踐知識對設備的管理，對資源的管理、對技術的管理等相關知識。

一般教育教學知識是指高中信息技術教師具有的教育心理學知識、一般性的教學原理知識、教學方法知識。教師教育心理學知識即教師具有的教育心理、學習心理、智力缺陷與補償、智力測量與教師心理等相關知識；教師一般性的教學原理知識即教育的本質、功能、目的、教育制度、教師素質及角色、教育平等、教育與人的發展的關系等相關教育原理；教師教學方法知識即教學方法指導思想、基本方法、具體方法、教學方式層面的知識。

信息技術學科教學知識是指高中信息技術教師利用教學法知識幫助學生理解、接受高中信息技術學科知識的知識。包括學生學習心理知識、信息技術課程評價知識、課堂環境管理知識、教學策略知識。學習心理知識即學生對信息技術概念、技術思想、思考信息技術發展的認知及學生對信息技術課的學習需求、學習困難等；信息技術課程評價知識即評價信息技術學習方法，評價學生成績的知識方法；課堂環境管理知識即信息技術課上對學生分組管理、課堂教學資源管理、課堂設備管理、課堂情境應對等方面的知識；教學策略知識即信息技術課程模塊的教學策略、知識點的教學策略、激發學生興趣的策略、針對不同學生的教學策略、帶領學生突破學習難點的策略等。

信息技術課程知識包括一般課程知識和高中信息技術課程知識。一般課程知識是指課程設計、課程實施、課程管理、課程評價知識；高中信息技術課程知識指信息技術課程性質、信息技術課程任務、高中信息技術課程標準、高中信息技術課程教學原則、信息技術課程教學方法、信息技術課程評價、高中信息技術教材和高中信息技術課程資源等相關知識。

三、基于層次分析法的高中信息技術教師專業知識水平評價體系構建

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)最早由美國運籌學家薩蒂(Saaty.T. L)于20世紀70年代首先提出，是一種適合于多準則、多要素、多層次的定性與定量相結合的評價方法[13]。信息技術教師的專業知識評價內容包含了教師擁有的信息技術學科知識、一般教育教學知識、信息技術學科教學知識、信息技術課程知識，是一個多準則、多要素、多層次的難以定量化的復雜問題[14]。因此，可以使用層次分析法來進行定性定量評價。層次分析法的評價包含：層次結構模型構建、構造判斷矩陣、一致性檢驗和權重計算。

(一)高中信息技術教師專業知識水平評價模型

根據信息技術教師的專業知識框架分析，信息技術教師專業知識評價體系包含：目標層、準則層、指標層。目標層是信息技術教師專業知識；準則層包括：信息技術學科知識、一般教育教學知識、信息技術學科教學知識、信息技術課程知識；指標層涉及13個指標，其具體指標說明如表1所示。

表1 信息技術教師專業知識層次表

(二)構造高中信息技術教師專業知識水平評價判斷矩陣

層次分析方法的判斷矩陣是將人的主觀判斷為主的定性分析進行量化，是定性分析轉為定量分析最為關鍵的一步。它是通過對指標進行兩兩比較，然后按9分位比率排定各評價指標的相對優劣順序，依次構造評價指標的判斷矩陣，指標的評分標度如表2所示。為合理確定信息技術教師專業知識水平評價指標標度，本研究將信息技術教師專業知識層次表(如表1所示)和指標評分標度表(如表2所示)函寄5位我國知名的信息技術教育專家，邀請他們進行比較賦分，并不斷反饋修改建立5個判斷矩陣如下頁表4、表5、表6、表7、表8所示。

表2 指標評分標度表

(三)一致性檢驗與權重計算

1. 一致性檢驗

在信息技術教師專業知識層次分析判斷矩陣構造過程中，由于專家在進行兩兩比較時的價值取向和定級技巧以及重要性等級賦值的非等比性，當評價指標大于2個時很難滿足指標評價的一致性，需要做一致性檢驗。一致性檢驗采用CI指標進行評判。CI的計算公式如下：

式中，λmax為判斷矩陣的最大特征根，n為判斷矩陣的維數。其中CI值愈大，判斷矩陣的一致性就越差。

為了檢驗判斷矩陣是否具有令人滿意的一致性，還需要將CI與平均隨機一致性指標RI進行比較。CR計算公式如下：

式中，CI為一致性指標，RI為隨機一致性指標，RI取值如表3所示進行。

表3 隨機一致性指標RI的取值

如果CR≤0.10，則認為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則就需要進行調整，直到滿意為止。根據信息技術教育專家多次反饋修改，其滿足一致性檢驗的判斷矩陣檢驗結果如下頁的表4、表5、表6、表7、表8所示，所有的CR＜0.10，都滿足一致性檢驗要求。

對整個分層結構組合的一致性也需進行一致性檢驗。其CI和RI的計算如下：

式中，CI為層次分析中總的一致性指標，RI為層次分析中總的隨機一致性指標，CIj為A(B、C、D)指標對應的A(B、C、D)準則層中判斷矩陣的一致性指標，RIj為A(B、C、D)指標對應的A(B、C、D)準則層中判斷矩陣的隨機一致性指標，αj為在準則層中，A(B、C、D)的權重。

根據公式(3)、公式(4)和公式(2)計算信息技術專業知識的分層結構的組合一致性檢驗值CR=0.0421≤0.10，符合一致性檢驗要求。

2.權重計算

判斷矩陣一致性檢驗合格后，需進一步計算每個指標的權重。計算權重的方法有方根法和和積法[15]，本文采用和積法進行，其計算結果如表4、表5、表6、表7、表8所示。

表4 信息技術教師專業知識判斷矩陣

表5 信息技術學科知識判斷矩陣

表6 一般教育教學知識判斷矩陣

表7 信息技術學科教學知識判斷矩陣

表8 信息技術課程知識判斷矩陣

四、高中信息技術教師專業知識水平評價體系應用

(一)高中信息技術教師專業知識水平評價

根據高中信息技術教師專業知識水平評價模型的指標層設計高中信息技術教師專業知識調查問卷，并進行信效度檢驗和問卷修改，最終確定52道小題。采用分層抽樣和整群抽樣相結合的方式，在遼寧省沈陽市、朝陽市，吉林省長春市、吉林市，黑龍江省哈爾濱市、齊齊哈爾市、佳木斯市的百余所中學選取450名在職高中信息技術教師進行問卷調查，其中回收有效問卷403份，有效率89.56%。對調查問卷進行判定統計，根據上頁表1將判定分值歸結到相應的指標層和準則層，其整體水平如表9所示；再用標準歸一化公式將每位老師每個指標層的分值進行歸一化處理，使其分值在0-1之間。然后，將每位教師的歸一化分值與信息技術教師專業知識水平評價模型對應的指標權重進行加權求和，再將所有教師的加權求和得分值用得分分布圖的形式表示出來，其結果如圖1、圖2、圖3、下頁圖4、下頁圖5所示。

表9 高中信息技術教師專業知識整體水平

圖1 信息技術學科知識得分分布圖

圖2 一般教育教學知識得分分布圖

圖3 信息技術學科教學知識得分分布圖

圖4 信息技術學科課程知識得分分布圖

圖5 信息技術專業知識綜合得分分布圖

(二)評價結果分析

從圖5可知，東北三省的高中信息技術教師專業知識水平總體偏低， 87%的教師專業知識綜合標準得分低于0.6，達到優秀的僅幾個人，70%的教師處在0.3-0.6之間。從上頁圖1、上頁圖2、上頁圖3、圖4來看，東北地區高中信息技術教師的學科課程知識掌握程度相對較好，其次是一般教育教學知識，再次是信息技術學科教學知識，最后是信息技術學科知識。學科課程知識標準綜合得分平均值為0.6，優秀率21.3%；一般教育教學知識標準綜合得分平均值為0.53，優秀率15%；學科教學知識標準綜合得分平均值為0.47，優秀率8%；學科知識標準綜合得分平均值僅為0.4，優秀水平的僅2人。從東北地區的高中信息技術教師群體的專業知識分布來看，專業知識綜合得分分布圖和學科知識得分分布圖的曲線呈反“S”狀，可見信息技術教師群體在這兩方面整體水平比較一致，中間層次的教師數量較多，較低分和較高分的教師數量較少。而學科課程知識、一般教育教學知識、學科教學知識的得分分布圖曲線接近直線狀，特別是學科課程知識和一般教育教學知識，可見信息技術教師群體在這些方面差異性明顯。

為進一步弄清信息技術教師間的差異類型，本文根據教師在四種專業知識上的得分，采用K-means聚類法對高中信息技術教師的知識結構類型進行聚類[16]，并根據其年齡和專業背景分析，得到四種類型：低分非均衡型、低分均衡型、高分非均衡型、高分均衡型，結果如表10所示。低分非均衡型教師在一般教育教學知識、信息技術課程知識和信息技術學科知識的得分都最低，但在信息技術學科教學知識的得分率稍微高一點，均衡性相對較差。這類教師占總體的15.63%，以中老年教師居多，且一般是其他專業轉行而來的教師。低分均衡型教師在一般教育教學知識、高中信息技術課程知識和高中信息技術學科知識的得分率均衡性相對較好，但其平均水平也很低。這類教師占總體的34.24%，以年輕非教育技術相關專業教師居多，該類教師的信息技術自學能力相對較強，但其缺乏系統的教育理論學習和長期的教學實踐。高分非均衡型教師在一般教育教學知識、高中信息技術課程知識掌握相對較好，而信息技術學科知識和信息技術學科教學知識的得分率相對較低，其占總體的27.54%。這類教師以年輕信息技術教育相關專業畢業教師居多。這類教師理論知識掌握相對較好，但缺乏教學實踐。高分均衡型教師在四種專業知識上的得分都較高，均衡性相對較好，這類教師占總體的22.58%，大多是骨干教師。

表10 高中信息技術教師專業知識結構表

五、結束語

信息技術教師專業知識評價是一個復雜且難以定量化的問題。本研究搭建了高中信息技術教師的專業知識框架，依據此又運用層次分析法構建高中信息技術教師專業知識水平評價模型。以高中信息技術教師的專業知識框架設計調查問卷，對東北三省的403名在職高中信息技術教師進行問卷調查和定量評價。結果發現：(1)東北三省的高中信息技術教師專業知識水平總體偏低；(2)在專業知識中學科課程知識掌握程度相對較好，其次是一般教育教學知識，再次是學科教學知識，最后是信息技術學科知識；(3)東北三省高中信息技術教師群體的專業知識綜合得分和信息技術學科知識得分分布曲線呈反“S”型，說明這兩方面整體水平比較一致，而學科課程知識、一般教育教學知識、學科教學知識的得分分布曲線接近直線狀，說明高中信息技術教師群體在這些方面差異性明顯；(4)經過聚類分析得出高中信息技術教師可以分為：低分非均衡型、低分均衡型、高分非均衡型、高分均衡型。

信息技術學科教師專業知識水平評價是制定信息技術學科教師專業知識發展政策的一個非常重要的前期工作環節，具有較高的實用效能。只有弄清教師當前缺少什么知識，弄清在哪些方面欠缺才能有的放矢的對信息技術教師教育工作做出及時調整和改革。因筆者在教師專業知識領域的淺薄以及教師專業知識的復雜性，本研究得出的高中信息技術教師專業知識框架和高中信息技術教師專業知識水平評價模型可能不盡完美，但期望為信息技術學科教師專業知識水平評價提供了一種有益范式，為以后的學科教師專業知識評價提供借鑒，同時也期望更多學者更進一步深入廣泛的研究。

東北三省高中信息技術教師的實證研究也給我們一些啟示。本研究調查問卷中的學科知識是《普通高中技術課程標準(實驗)》中的基礎性知識，一般教師都應該熟練掌握。然而，調查結果卻是總體水平較低，沒有達到課程標準的要求。學科知識是教師進行有效的課堂教學的前提條件，信息技術教師只有熟練掌握本學科知識才能改進課堂教學，提高課堂效率，進而提高學生的信息素養，完成信息技術教育的目標[17]。另外對一個信息技術教師而言，信息技術課程知識、一般教育教學知識、信息技術學科教學知識、信息技術學科知識這四類知識缺一不可，應該協調發展相互促進。然而，本次調查發現信息技術教師的學科知識總體水平較低，專業知識發展也不均衡。鑒于此，建議以國家層面頒布《信息技術教師專業知識標準》、《信息技術教師教育課程標準》規范信息技術教師培養，同時應該采取多種手段提高信息技術教師的專業知識水平、均衡各類專業知識的發展。與此同時，考慮到信息技術教師群體專業知識存在明顯差異性，建議根據不同類型信息技術教師采取不同措施來區別對待，做到有針對性地促進不同類型信息技術教師的專業知識發展。

[1]祝智庭.中國教育信息化十年[J].中國電化教育,2011, (1):20-25.

[2]張燕,董玉琦.高中信息技術教師專業知識來源的調查與分析[J].現代教育技術,2011,(11):43-44.

[3]Banks F, Barlex D, Jarvinen E M, et al. DEPTH-Developing professional thinking for technology teachers: An international study[J].International Journal of Technology and Design Education,2004,14(2):141-157.

[4]The Computer Science Teachers Association Curriculum Improvement Task Force. The New Educational Imperative: Improving High School Computer Science Education International Edition[R]. New York,USA: Association for Computing Machinery, 2008.9.

[5]Rohaan,E.J. Taconis. R, Jochems, W.M.G. Measuring teachers’pedagogical content knowledge in primary technology education[J].Research in Science and Technological Education, 2009, 27(3): 327-338.

[6]林鳳英.高中電腦教師學科基本知識之研究[D].中國臺灣地區:“國立”臺灣師范大學咨詢教育研究所,1997.

[7]詹青龍.信息技術教師培訓：理論與應用[M].北京:教育科學出版社,2009.5:50-56.

[8]衷克定.高校信息技術課程教師知識結構的分析研究[J].高等理科教育,2009,(2):44-47.

[9]馬云鵬,趙冬臣,韓繼偉.教師專業知識的測查與分析[J].教育研究,2010, (12):70-77.

[10]Shulman, L.S. Knowledge and Teaching: Foundations of the New Reform [J]. Harvard Education Review, 1987, (1):1-22.

[11]董玉琦.信息技術課程研究:體系化、方法論與發展方向[J].中國電化教育,2007, (3):8-12.

[12]董玉琦.信息技術課程與教學[M].北京:電子工業出版社,2009.

[13]Saaty T L. Modeling unstructured decision problems-the theory of analytical hierarchies[J]. Mathematics and Computers in Simulation,1978, (20):147-158.

[14]Schoenfeld A H. The Complexities of Assessing Teacher Knowledge[J].Measurement: Interdisciplinary Research & Perspective,2007,5(2):198-204.

[15]常建娥,蔣太立.層次分析法確定權重的研究[J].武漢理工大學學報(信息與管理工程版), 2007,29(1):153-156.

[16]許麗利.聚類分析的算法及應用[D].長春:吉林大學,2010.

[17]董曉云.高中信息技術教師學科知識狀況調查研究[D].長春:東北師范大學,2011.

張燕：博士，講師，研究方向為信息技術教育(82229783@qq.com)。

董玉琦：博士，教授，博士生導師，研究方向為信息技術教育(dongyq@nenu.edu.cn)。

王煒：博士，教授，博士生導師，研究方向為現代遠程教育，CSCL(345979411@qq.com)。

2014年5月15日

責任編輯：李馨 趙云建

Evaluation of High School IT Teachers’ Professional Knowledge Level Based on Analytic Hierarchy Process (AHP)—A Case in Northeast of China

Zhang Yan1, Dong Yuqi2, Wang Wei1
(1.College of Educational Science, Xinjiang Normal University, Urumqi Xinjiang 830054; 2. Department of Educational Technology, Shanghai Normal University, Shanghai 200234)

The centre of teachers’ professional quality is the teachers’ professional knowledge, the research of IT teachers’professional knowledge is one of hot topics in the field of IT education. In this paper, using the basic framework of teachers’professional knowledge proposed by professor Ma Yunpeng and combining with the particularity of high school IT course, it constructed the high school IT teachers’ professional knowledge framework. It also built the evaluation model of high school IT teachers’ professional knowledge level using AHP model. Based on the index system of the evaluation model, it designed questionnaires. Using the questionnaires it investigated 403 IT teachers who are on the job in the northeast district of China, and then evaluated it quantitatively using the AHP. It concluded that (1) the level of professional knowledge of the high school IT teachers was overall low. (2) In the professional knowledge level of the high school IT teachers, subject content knowledge was better than others, the second was educational theory knowledge, the third was the pedagogical content knowledge, and the last was the subject knowledge of information technology. (3) The distribution curves of professional knowledge and subject knowledge of information technology of the high school IT teachers liked “S”, while the distribution curves of subject content knowledge, educational theory knowledge, and pedagogical content knowledge of the high school IT teachers were close to linear. (4) The high school IT teachers can be classi fi ed as low score disequilibrium, low score equilibrium, high score disequilibrium and high score balance.

High School IT Teachers; Professional Knowledge; AHP; Evaluation System

G434

A

1006—9860(2014)09—0034—06

* 本文系新疆普通高校人文社會科學重點研究基地新疆教師教育研究中心課題(課題編號：040512C03)階段性研究成果并受新疆師范大學博士博士后科研啟動基金項目（項目編號：XJNUBS1207）資助。