中小學教師信息技術應用能力因子模型構建研究*

康玥媛，吳立寶，王光明

(天津師范大學 教師教育學院，天津 300387)

中小學教師信息技術應用能力因子模型構建研究*

康玥媛，吳立寶，王光明

(天津師范大學 教師教育學院，天津 300387)

信息技術應用能力是教育信息化時代教師必備的專業能力。該文以天津市中小學教師為研究對象，采用問卷調查的方法，并利用SPSS統計軟件對數據進行探索性因素分析以及利用AMOS進行驗證性因素分析，研究發現中小學教師信息技術應用能力主要由五因子構成：常用辦公軟件及多媒體應用能力、網絡課程開發與設計能力、數據分析及數字化能力、移動終端的應用和信息技術基本理論方法，研究結論為《能力標準(試行)》在實踐中順利實施，提供了現實依據和補充參考。

信息技術；應用能力；探索性因素分析；驗證性因子分析；結構方程模型

一、問題提出

隨著教育信息化的發展，國家對中小學教師信息技術應用能力越來越重視，出臺了一系列的政策。2010年7月，《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》(以下簡稱《綱要》)指出：“加快教育信息化進程，要提高教師應用信息技術水平……”[1]。為推進落實《綱要》中關于教育信息化的總體部署，2012年3月教育部制定的《教育信息化十年發展規劃(2011-2020年)》，提出教師隊伍建設是發展教育信息化的基本保障[2]。增強教師信息化應用與服務能力，采取多種方法和手段幫助教師有效應用信息技術，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學質量。信息技術應用能力是信息化社會教師必備專業能力。2013年10月教育部印發了《教育部關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程的意見》，并于2013年11月啟動了“全國中小學教師信息技術應用能力提升工程”。2014年5月，教育部頒布了《中小學教師信息技術應用能力標準(試行)》[3](簡稱《能力標準(試行)》)。2015年9月，教育部發布了《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見(征求意見稿)》，指出“大力提升教師信息技術應用能力與學生信息素養，拓展師生適應信息時代需求的教學能力和創新能力……要將信息技術應用能力提升與學科教學培訓緊密結合，有針對性地開展以深度融合信息技術為特點的課例和教學法的培訓，培養教師利用信息技術開展學情分析、個性化教學的能力，增強教師在信息化環境下創新教育教學的能力，使信息化教學真正成為教師教學活動的常態。”[4]

隨著教育信息化的大力推進，信息技術越來越受到中小學一線教師以及研究人員的高度重視，其信息化意識與應用能力顯著增強。國內很多關于教育信息化的研究是關于教師信息素養[5]和TPCK[6]的，只有極少數是研究教師信息技術應用能力的，比如：張屹等[7][8]根據《能力標準(試行)》規定的技術素養、計劃與準備、組織與管理、評價與診斷、學習與發展這五個維度進行了現狀研究；趙可云等[9]研究得到中小學教師信息化教學能力培養模式分為準備階段、信息化教學能力感知階段、信息化教學能力培訓階段、信息化教學研究階段和評價反饋階段。

關于教師信息技術應用能力的研究主要是依據應用信息技術的幾個階段或環節而開展研究的，而對教師需掌握的具體信息技術類型和構成的研究極少涉及。而本研究正是在教育信息化以及推動“互聯網+”行動計劃的大背景下，融入了網絡課程、移動學習等新指標來考察中小學教師的信息技術應用能力。故本研究的主要問題是中小學教師信息技術應用能力主要由哪些因子構成的？本研究預基于結構方程模型而構建中小學教師信息技術應用能力的因子結構模型。

二、研究設計

本研究對分層抽樣而選取的大樣本數據進行探索性因素分析，提取出反映中小學教師信息技術應用能力的公共因子。在此基礎之上，再通過結構方程模型(Structural Equation Model，簡稱SEM)進行驗證性因子分析，最終得到中小學教師信息技術應用能力的因子結構模型。所用統計工具為SPSS 22.0和AMOS 23.0.

(一)被試

本研究從天津市中小學教師中選擇被試，主要基于以下幾點原因：第一，信息技術的優勢。天津經濟技術開發區作為天津信息產業發展的核心區域，目前已建成高端電子商務、云計算、開源軟件、信息安全和物聯網等互聯網產業的五大支撐平臺，形成了國家級云計算中心，新一代信息技術產業不斷發展壯大。天津不僅擁有雄厚的制造業基礎，而且擁有強大的信息技術優勢，因此具有充足的條件展開“互聯網+”行動計劃。在教育信息化方面，天津正深入推進“三通工程”，并已在某些學校試點開展“三通兩平臺”，某些區縣已建立適應信息時代特點的新型教室，改革并創新教學模式。因此，以天津為例，在全市范圍內分析教師的信息技術應用能力，具有十分典型的現實意義和可行性。第二，具有一定的代表性。天津是直轄市之一，在全國尤其是北方城市具有較好的代表性。第三，天津市獨特的地理位置以及文化特點，使其既有大城市中心城區，臨海港口濱海新區，還有郊區與縣，也有偏遠山區和農村，覆蓋范圍廣，兼顧到了城鄉差異。綜合以上原因，從天津市教師選擇被試樣本具有較好的可行性和代表性。

參照2013-2014學年初天津市教育事業統計信息快報[10]，天津市幼兒園教師12289人，小學38275人，初中25967人，高中15589人，合計92120人。由于研究總體為大樣本，將樣本容量確定在2500人，該樣本容量完全可以保證抽樣樣本的代表性[11]，故教師隊伍總抽取比例在3%左右，各區縣按照此比例進行抽樣。根據數據統計，共調查了天津市中心城區(和平區、河西區、南開區、河東區、河北區、紅橋區)，郊縣(東麗區、西青區、津南區、北辰區、薊縣、寶坻、靜海、武清、寧河)以及濱海新區(開發區、塘沽區、大港、漢沽區)各個區縣的城市及農村各類中學和小學的不同學科、不同層次的377所學校的2500名教師，回收問卷2410份，回收率96.4%，有效回答率95%以上，其中小學教師1072人(2.8%)，初中教師928人(3.57%)，高中教師410人(2.63%)。在抽樣過程中，嚴格按照各個區域城鄉比例進行分層抽樣，樣本既包括大城市中心城區教師，也有港口濱海新區教師，還有郊區與縣以及農村教師，充分兼顧到了城鄉差異。教師的基本特征如表1所示：

表1 調查教師的基本特征

(二)問卷設計

本研究以中小學教師的實際使用情況為出發點，通過前期調研得出教師在應用信息技術過程中存在以下問題：缺乏合適的教學資源，領導重視程度不夠，教師缺乏足夠的技能培訓，造成技能的欠缺等問題。進一步研究已有相關文獻，同時借鑒了《能力標準(試行)》和《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見(征求意見稿)》中對教師信息技術應用能力的要求，而編制了《中小學教師現代信息技術理論和技術應用狀況》問卷。問卷內容共32道題目，采用李克特五點量表，即“完全符合、比較符合、一般、不太符合、很不符合”五個等級，依次記分為5、4、3、2、1。該部分量表的信度為0.969，表明該量表具有很好的內部一致性、穩定性和可靠性。

三、模型構建及其結果分析

為了證實上述所設計的問卷真正能夠測量中小學教師的信息技術應用能力，并厘清所測量的信息技術應用能力的內在結構，將具有共同特性的題項抽離并劃分出因子維度，故下面將采用探索性因子分析的方法提取出信息技術應用能力的主要因子，再應用驗證性因子分析的方法構建出因子結構模型，并對其效度和信度進行驗證。模型構建的具體過程及結果如下：

(一)探索性因子分析

1.適用條件的檢驗

為探究量表內部的維度構成，本研究采用探索性因子分析的方法。因子分析的使用條件是各題項之間有一定的相關性，這反映在兩個檢驗指標上：KMO值和Bartlett球形檢驗值。檢驗結果如表2所示：調查數據的KMO檢驗值為0.970，大于0.90；Bartlett球形檢驗結果顯示，顯著性概率值為0.000(P〈0.01)，因此認為本量表題項間具有共同因素存在，效度結構好，其結構能夠解釋變量之間的關系，題項適合做因子分析。

表2 KMO和 Bartlett’s球形檢驗

2.主成份分析及提取公共因子

在因子分析過程中，采用主成份分析法，并以正交法進行因子旋轉，結果如右表3所示，提取特征值大于1的因子，結果發現特征值大于1的公共因子共有四個。再結合圖1，碎石圖結果表明：前四個因子特征根大于1，且下降趨勢陡峭，第五個因子數值為0.967接近1，無明顯下降，趨勢平緩，更重要的是考慮因子可解釋性原則，必要時可保留特征值小于1的因子(在接下來為因子命名時發現保留五個因子能更好地賦予每個因子實際意義)。因此，綜合判斷，最終提取前五個因子作為公共因子。五個因子的累計總方差解釋率為70.072%，也即提取出的這五個因子共計能解釋所有題項70.072%以上的變異，說明提取后的因子相當理想。

表3 因子分析統計量

圖1 碎石圖

3.因子命名及維度劃分

將提取出的五個公因子，根據信息技術專業知識以及教師應用時的實際背景，將其依次命名為：常用辦公軟件及多媒體應用能力(簡稱為“辦公軟件及多媒體”)；網絡課程開發與設計能力(簡稱為“網絡課程”)；數據分析及數字化能力(簡稱為“數據分析及數字化”)；移動終端應用能力(簡稱為“移動終端”)；信息技術基本理論與方法的掌握與應用能力(簡稱為“理論方法”)。各因子相應的題項及其因子負荷、解釋率如表4所示：

表4 信息技術應用因子及其貢獻率、相應題項及其因子負荷

續表4

最終，該量表由32道題項組成，分為五個維度，各因子均有較大的貢獻率，其中貢獻率最大的是“辦公軟件及多媒體”，遠高于其他維度的貢獻；其次，“網絡課程、數據分析及數字化和移動終端”對信息技術的應用也有一定影響；貢獻率最小的是“理論方法”。

4.信度、效度檢驗

各維度及量表總的信度如表5所示。量表總的信度，即Cronbach's Alpha系數為0.969，各個維度的信度也均在0.85以上，說明本量表具有較高的內部一致性，整體信度很高，具有很高的可靠性。

表5 提取因子后各維度及量表總的信度

在效度方面，征詢了專家學者(天津師范大學教育技術博士生導師王志軍教授；教育技術碩士生導師李鳳來教授；AMA軟件研發者、臺灣國立交通大學陳明璋教授以及天津市教研室信息技術方面的專家等)、培訓教師，以及中小學一線教師、教研員的意見，認為本量表具有較好的內容效度。通過前面因子分析的研究發現，本量表各個因子的解釋率均較高，介于9%-24%之間，因子總的貢獻率達到70%以上；另外，各維度所包含的題項對各個因子的負荷值普遍較高，介于0.529-0.821之間，除個別題項(q19、q20)負荷值較低以外。故可認為本量表具有良好的結構效度。

(二)驗證性因子分析及模型的構建

本研究采用SEM進行驗證性因素分析，以考察數據和結構的擬合程度，結果如圖2所示：

圖2 中小學教師信息技術應用能力結構圖

從圖2中可以看出，在各個觀察變量(題項)與潛變量(分類因子)之間的負荷值均大于0.4，這表明項目對因子的解釋力度均較好，通過Amos結構方程軟件進行模型的驗證，發現各擬合指標符合要求，模型擬合良好(如表6所示)。

表6 中小學教師信息技術應用能力結構模型擬合評估表

驗證結果顯示，絕對擬合指數(CFI=0.932)和相對擬合指數(TLI=0.911及IFI=0.932)均在0.9以上，近似誤差均方根(RMSEA=0.078)在良好(0.05-0.08)范圍內，各個擬合系數均達到理想標準，這表明問卷的結構清晰，模型擬合效果很好。

四、研究結論及討論

(一)教師信息技術應用能力在技術層面的具體解釋

我國已有的關于教師信息技術應用能力的《能力標準(試行)》將教師信息技術應用能力分為技術素養、計劃與準備、組織與管理、評估與診斷、學習與發展5個維度，側重的是教師如何應用信息技術優化課堂教學以及如何應用信息技術轉變學習方式；美國教育傳播與技術協會于2012年頒布的《AECT標準(2012版)》主要是從知識內容、教學法內容、學習環境、專業知識與技能、教學研究等5大維度來制定具體的信息技術應用能力標準[12]。國內外基于這些標準的研究都是基于信息技術的教育、教學層面，更加側重利用信息技術進行教學的過程和教學策略及方法。本研究得出的結構模型是根據教師需掌握的信息技術具體類型進行分類劃分的，更加側重技術層面的特點。

通過對《中小學教師現代信息技術理論和技術應用狀況》問卷數據結構進行因子分析，研究表明構成中小學教師信息技術應用能力的主要因子有：

因子一：常用辦公軟件及多媒體應用能力，主要包括：能用Word或WPS對文檔進行排版編輯，圖文混排；能用Excel進行數據統計分析；能用PPT整合教育資源；能利用網絡查找和下載資源；能利用網絡與他人交流與共享；能用相機、掃描儀等設備采集素材；能正確操作多媒體設備等。

因子二：網絡課程開發與設計能力，主要包括：能用微課進行預習、復習及教學的各個環節；能設計開發網絡課程開發與設計能力；能概括網絡學習平臺的功能與特點。

因子三：數據分析及數字化能力，主要是指一些專業性較強的定性和定量數據分析能力以及數字化能力，比如：能利用SPSS等統計軟件進行數據分析；能利用NVivo等質性軟件進行教學分析、質性分析；能對影像加工處理、能夠實現音頻數字化；能操作數字化實驗設備等技能。

因子四：移動終端應用能力，主要包括：能用移動終端進行學習、教學或輔導交流；了解翻轉課堂教學模式；能用電子白板進行教學。

因子五：信息技術基本理論與方法的掌握及應用能力，主要包括：了解計算機基本組成及功能,能根據需要配置電腦；能解決包括外圍設備在內計算機系統基本技術問題；可以準確地描述出教育技術的概念與內涵；掌握教學媒體的評價方法。

最終，形成了由5個維度，32個題項所組成的教師信息技術應用狀況量表，經過嚴格的設計與檢驗，本量表的建立適用于中、小學，城市、農村，新任教師、經驗型教師等各個學科所有類型的教師。

(二)對《能力標準(試行)》的微觀解讀

我國于2014年頒布的《能力標準(試行)》在“應用信息技術優化課堂教學”和“應用信息技術轉變學習方式”這兩個方面以及技術素養、計劃與準備、組織與管理、評估與診斷、學習與發展這5個維度分別提綱挈領的指出了中小學教師需具備的技術素養與能力，但該標準并未規定應掌握的具體技術、技能或軟件、設備、儀器等，不便于實踐中教師教學應用，也不便于對教師信息技術應用能力的考核評價與教師培訓的實施。本研究的結構模型及其因子、指標更利于教師有針對性地在課堂教學中有的放矢地應用相應技能，同時也便于進行信息技術技能訓練以及教師培訓和評價。比如，在常用辦公軟件及多媒體應用能力這一因子中，明確指出了應掌握的辦公軟件是Word、WPS、Excel、PPT等，相應要掌握的技能是對文檔進行排版編輯，圖文混排、能用相機、掃描儀等設備采集素材、能正確操作多媒體、整合教育資源等；再比如在數據分析及數字化這一因子中，指出了建議掌握的軟件是SPSS和NVivo，相應的技能分別是定量的數據分析以及質性分析。本研究的因子及其指標指明了儀器設備或軟件及相應技能，更加具體微觀。

五、結語

本研究所得的中小學教師信息技術應用能力五因子結構模型，與《能力標準(試行)》的總則和基本理念趨于一致，是《能力標準(試行)》在技術層面的微觀解釋與解讀。能力標準(試行)》是根據教師教育教學工作與專業發展為主線，將信息技術應用能力劃分為技術素養、計劃與準備、組織與管理、評估與診斷、學習與發展五個維度。本研究所得模型是根據教師在具體實施和操作過程中，所需掌握的信息技術具體類型，是針對技術層面的特點而劃分維度的。本研究所得出的因子模型，為《能力標準(試行)》在實踐中順利實施，提供了現實依據和補充參考。本量表對于中小學教師信息技術應用能力的提升、教師專業發展以及教師培訓都有一定的輔助和借鑒作用。

[1]教育部.國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)[DB/OL].http://www.moe.edu.cn,2015-09-17.

[2]教育部.教育信息化十年發展規劃(2011-2020)[DB/OL].http://www.moe.edu.cn,2012-03-29.

[3]教育部.中小學教師信息技術應用能力標準(試行)[DB/OL].http://www.moe.edu.cn,2014-05-27.

[4]教育部.關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見(征求意見稿)[DB/OL].http://www.cac.gov.cn/2015-09/10/c_1116521091.htm,2015-09-17.

[5]謝安邦.教師教育信息化與教師信息素養的提升[J].教師教育研究,2004,(5):8-12.

[6]董艷,桑國元,蔡敬新.師范生TPACK知識的實證研究[J].教師教育研究,2014,(3):36-43.

[7]張屹,劉美娟,周平紅等.中小學教師信息技術應用能力的現狀評估——基于《中小學教師信息技術應用能力標準(試行)》的分析[J].中國電化教育,2014,(8):2-7.

[8]張屹,馬靜思,周平紅等.中小學教師信息技術應用能力現狀及培訓建議[J].中國電化教育,2015,(1):104-110.

[9]趙可云，亓建蕓，陳武成. 基于B-PDS的中小學教師信息化教學能力培養模式研究[J].電化教育研究,2015,(5):114-120.

[10]天津市教育委員會.2014-2015學年初天津市教育事業統計信息快報[DB/OL].http://www.tjmec.gov.cn/show.jsp?informationid=20150 3190938016136&classid=200907221125456475,2015-03-19.

[11]吳明隆.問卷統計分析實務——SPSS操作與應用[M].重慶:重慶大學出版社,2010.

[12]袁磊,侯曉丹.美國《AECT標準(2012版)》與我國《中小學教師信息技術應用能力標準(試行)》的比較研究[J].中國電化教育,2015,(5):20-24.

Model Construction on Factors of Information Technology Application by Primary and Secondary School Teachers

Kang Yueyuan, Wu Libao, Wang Guangming
(School of Teachers Education, Tianjin Normal University, Tianjin 300074)

Ability to apply information technology is a required professional ability for teachers in the age of educational information.In order to know status quo of information technology application by primary and secondary school teachers and better train the teachers regarding information technology, this research has taken primary and secondary school teachers in Tianjin as research objects for making an exploratory factor analysis of data by means of questionnaire survey, questionnaire measurement and SPSS.The result indicates that primary factors of information technology application by the teachers include five dimensions: office software and multi-media; online courses; professional skills; mobile learning; theoretical methods.

Information Technology Ability; Exploratory Factor Analysis; Confirmatory Factor Analysis; Structural Equation Modeling

G434

：A

康玥媛：博士，講師，研究方向為課程與教學論(kyymail@163.com)。

吳立寶：副教授，碩士生導師，研究方向為課程與教學論(wlb0723@163.com)。

王光明：教授，博士生導師，研究方向為課程與教學論、教師教育等(bd690310@163.com)。

2016年1月20日

責任編輯：宋靈青

1006—9860(2016)05—0126 —06

* 本文系天津市 2013年度哲學社會科學規劃課題“卓越教師專業成長影響因素研究”(課題編號：TJJX13-009)階段性成果。