STEM教師自我效能感測量研究的發展脈絡與未來展望*

朱 征

教師自我效能感是教師個體對其是否具有成功地完成特定情境中某項具體的教學任務所需能力的主觀判斷與信念[1]。它有助于教師更好地認識自我、樹立信心，反思和調控自己的教學過程，使自己的學科教學知識和教學能力得到不斷發展。教師自我效能感是促進教師自主發展的重要內在動力。

同樣，STEM教師的自我效能感在STEM教育中發揮著關鍵作用。STEM教師是指從事科學、技術、工程、數學及相關學科的教育工作，并進行跨學科整合教學的專業人員[2]。本文中的STEM教師是指在中小學校從事STEM教育活動的策劃、設計、組織和實施的教師，包括科學、物理、化學、生物、地理、通用技術、信息技術、綜合實踐活動及其他學科教師，不包括校外機構中的教師。

一、STEM教師自我效能感測量工具的開發

教師自我效能感具有依環境和特殊科目變化的特點。在教師自我效能感測量工具的開發中，不同教學情境和任務的情境特異性非常重要[3]。

（一）科學教師自我效能感測量工具

1990年，里格斯和伊諾克斯（Enochs＆Riggs）面對不同學科領域教學情境的特殊性，將其教師效能感測量問卷的內容范圍限定為科學教學，調查對象為小學科學教師。他們設計的科學教學效能信念量表與班杜拉（Bandura）的自我效能感理論框架一致，保持了兩個結構維度：自我效能預期和結果預期，具體分別為個人科學教學效能感預期和科學教學結果預期。個人科學教學效能感預期是教師對他們教授科學的能力的信念，與評價一個教師是否關心科學、熱心參與科學活動直接關聯。而科學教學結果預期是教師對學生學習能力的信念，與科學教師的教學質量有關。該問卷設計了25個題項，如：“即使我非常努力，我教的科學也不如我教的其他大多數科目。”“一些學生在科學上成績不好一般不能歸咎于他們的老師。”研究采用李克特5分量表的形式。里格斯和伊諾克斯預測那些相信學生學習會受到有效教學影響的科學教師，在課堂教學中會投入更多的關注，并展示更豐富的教學策略。具有較高科學教學自我效能感的職前教師，對自己教授科學的能力充滿信心，他們相信不同的學生群體在接受有效的教學之后，都會在科學學習上取得成功[4]。之后，里格斯等人又將該量表的表述稍做改變，發展成專門用于測量小學科學職前教師的自我效能量表（STEBI-B）[5]，原量表用于測量在職小學科學教師，標注為STEBI-A。

科學教師效能信念量表（STEBI）被廣泛應用于研究科學教師的自我效能感。在特定的學科內容領域，針對不同的人群，研究者們對STEBI量表也做了相應的修改。如中學教師化學教學中的自我效能感量表建立在STEBI量表基礎之上，但是每個題項的結構類型、題項總數和語句的措辭都根據學科內容和研究對象做了調整[6]。這些調整反映了教師自我效能感測量工具需要具有足夠的敏感度，來捕捉特定教學環境中的教師自我效能感[7]。

2000年，羅伯茨和亨森（Roberts＆Henson）在STEBI量表基礎上為科學教師開發了一種特定主題的測量工具。該問卷基本上保留了STEBI量表中個人教學效能的題項，增加了科學知識效能維度，其目的是粗略評估教師的科學學科教學知識的效能，如：“我知道有效教授科學概念所需的步驟。”[8]問卷共2個維度，16個題項，采用的是李克特5分量表。

（二）數學教師自我效能感測量工具

伊諾克斯等在對科學教師效能信念量表（STEBI）進行修改后，編制了職前數學教師效能信念量表（MTEBI）。該問卷分為個人數學教學效能感預期和數學教學結果預期2個維度，其中個人數學教學效能感分量表包含13個題項，如：“即使我很努力，我也不會像大多數科目那樣教好數學。”數學教學結果預期分量表包含8個題項，如：“當一個學生的數學成績比平時好時，往往是因為老師付出了一點額外的努力。”所有題項均采用李克特5分量表形式。驗證性因素分析表明，兩個分量表是獨立的，增加了MTEBI的結構效度[9]。

（三）技術教師自我效能感測量工具

自從技術、工程學被引入K-12階段課程以來，教師從事K-12技術、工程教育的自我效能感很少被探討。因為技術、工程是新的教學領域，教師從來沒有在教學中接觸過它，所以教師在開展技術、工程教學時必須處理與其他學科不同的內容、材料，形成不同的教學風格。而教師自我效能感與教師課堂行為直接相關，因此有必要在技術、工程學的教學背景下開發相應的測量教師自我效能感的量表。

2009年，泰奧（Teo）在一項對新加坡某教師培訓學校受訓教師進行的技術教學自我效能感研究中，使用了技術教師自我效能感量表（TTSE）。該量表包含5個維度，其中自我效能預期包括3個維度：基本教學技能、高級教學技能和教育技術;結果預期包含技術的傳統應用和建構應用。研究發現測量模型和結構模型都具有良好的模型擬合性。該研究的結果證明教師的自我效能感對他們是否以傳統的或建構主義的方式使用技術有著顯著的影響[10].

（四）工程教師自我效能感測量工具

2014年，尹（Yoon）等學者在對K-12工程教育相關文獻、STEM領域教師自我效能感相關測量量表的發展過程以及教師將工程整合到K-12教學中的影響等做了全面回顧分析之后，構建了K-12工程教師自我效能感量表（TESS）。根據來自19個州434名教師的數據，采用結構方程模型進行探索性和確認性因子分析，最終產生的TESS量表包含工程教學內容知識、工程參與、工程紀律自我效能預期和結果預期4個維度的23個題項，經驗證具有很高的內在一致性和可靠性。TESS作為一種針對工程教學環境設計的量表，對K-12工程課程的教學有一定的參考價值，有助于提高工程預科課程的教學質量[11]。

（五）基于STEM融合理念的科學教師自我效能感測量工具

隨著STEM融合理念在科學教學中的不斷滲透，2015年莫布里（Mobley）編制開發了一套基于STEM融合理念的科學教師自我效能感量表（SETIS），設計了3個維度，分別是“社會因素”、“個人因素”和“材料因素”。莫布里在研究中還設置了半結構化訪談，包括“在STEM融合理念下教授科學，你認為在知識和技能層面有哪些需求？”“在STEM融合框架下的教學中，您預期會遇到哪些挑戰？”等11個問題，訪談充分驗證了定量問卷的結構維度[12]。

隨著近幾年STEM教育在我國不斷興起并成為研究熱點，STEM師資問題也逐漸進入學者們的研究視野，但是國內STEM教師自我效能測量研究目前幾乎沒有。圍繞我國STEM教師教學現狀的研究，偶有涉及教師自我效能感的相關問題。例如，方旭、史妮娜邀請我國“中小學教師STEM教育群”中的284位教師參與了問卷調查，結果顯示教師進行STEM教育的自我效能感還有待提升，“在我有信心完成STEM教育方面，均值僅為3.48（滿分5分）”[13]。林靜等學者在我國小學科學課程開展STEM教育的問題及對策研究中，關于教師自我效能感設計了兩個問題，分別是：“我能夠運用跨學科的概念來組織教學內容。”“我能夠說出工程設計和科學探究的異同。”結果顯示前一個問題有21.8%的教師認為“不符合”或“非常不符合”，而后一個問題有約34.2%的教師認為“不符合”或“非常不符合”。可見小學科學教師通常對跨學科內容理解不足，無法在不同學科知識之間建立有意義的聯系，難以利用跨學科概念開展科學和工程實踐活動[14]。

二、STEM教師自我效能感現狀與影響因素研究

現有關于STEM教師自我效能感現狀與影響因素的研究，以實證調查為主。

（一）橫向研究

多數學者采用橫向研究分析STEM教師自我效能感現狀，并探尋可能的影響因素。某些學者側重探尋學科知識與教師自我效能感之間的聯系。李和豪斯阿爾（Lee & Houseal）在研究中指出，科學教師自我效能感的主要內部障礙是缺乏科學學科知識[15]。溫薩特（Wimsatt）利用科學教師效能信念量表（STEBI）對在職小學教師的科學學科知識和自我效能感結構進行調查，結果證明教師的科學教學自我效能感與科學學科知識之間存在顯著的統計學關系[16]。納代爾森（Nadelson）等在對k-5教師的研究中也發現，教師對STEM學科知識的認識及教學效果與他們的教學自我效能感呈正相關，但與多年的教學經驗無關[17]。梅農和薩德勒（Menon & Sadler）對18名參與一項職前教師自我效能感與科學學科知識變化關系研究的小學職前科學教師做了培訓前后的對比，結果表明這些教師的科學自我效能感和對科學概念的理解有顯著的統計學差異，科學概念理解的獲得與個人科學教學效能信念的獲得之間存在正相關[18]。

我國香港、臺灣等地區也開展過相關研究。一項對香港STEM教師的調查顯示，僅有5.53%的受訪者認為自己對STEM教育“準備充分”。被調查者對學校實施STEM教育有著強烈的“信息”、“管理”和“后果”擔憂。研究結果表明，迫切需要為教師提供明確的專業發展方向、教學支持和課程資源，使他們能夠在實踐中實施STEM教育[19]。李敏賢等學者在研究臺灣教師STEM知識自我效能感時，發現男性教師在STEM知識的科學探究、技術使用、工程設計、數學思維和STEM綜合知識五個方面均優于女性教師[20]。

中國教育科學研究院STEM教育研究中心于2019年開展了中國STEM教育調查，其中有關教師STEM教學信念與結果預期的考察，主要通過改進教學實踐的情況、對STEM內容的了解程度、對STEM教學技能的掌握情況等方面開展。調查共收回有效教師問卷8601份，結果顯示教師教學信念和結果預期總體較低，平均分3.5分（滿分5分），其中教師教齡和職稱都與其STEM教學信念和結果預期呈負相關，即：教齡越長，其STEM教學信念和結果預期越低；職稱越高，其STEM教學信念和結果預期越低[21]。

（二）縱向研究

部分學者采用縱向研究，在教師參與某項專業發展項目前后，分別測量STEM教師的自我效能感，以探尋專業發展課程的作用。楊、安德森和伯克（Yang, Anderson & Burke）的研究表明，STEM服務學習（service-learning）課程中設計的教學策略，尤其是服務學習策略，可能是導致準教師在吸引不同學習者方面信心增強以及在科學教學方面自我效能感增強的原因[22]。西爾斯（Seals）等以參與一項為期一年、名為“城市STEM計劃”的教師專業發展項目的49名教師為研究對象，進行STEM教師自我效能感影響因素的研究。研究發現，外部挑戰、資源缺乏和組織環境等因素都會影響教師滿足學生多樣化需求的能力，從而影響教學自我效能感。同時，研究發現這項教師專業發展項目確實提高了STEM教師的自我效能感[23]。馬薩克（Massic）在對小學工程教育教師的調查中也發現，教師參與為期一周的專業發展系列活動，可以顯著增強其工程教學的自我效能感[24]。

三、總結與展望

教師自我效能感作為自我效能理論的一個重要應用領域，相關研究已有40多年，取得了豐富的研究成果。隨著STEM教育在全球不斷升溫，STEM教師已經成為學術界越來越關注的群體，這一教師群體的質量、專業發展成為近年來國內外研究的熱點。基于教師自我效能感在教師專業發展中的重要作用，以及與教師教學行為、教學成效以及學生學習成效和學生自我效能感之間的密切聯系，STEM教師自我效能感正逐漸成為學術研究關注點。

國外學術界關于STEM教師（包含科學教師、數學教師、工程教師或技術教師）自我效能感測量工具、現狀以及影響因素等研究已經取得了一定的研究成果。科學教師效能信念量表（STEBI）、數學教師效能信念量表（MTEBI）、技術教師自我效能感量表（TTSE）、工程教師自我效能感量表（TESS）、基于STEM融合理念的科學教師自我效能感量表（SETIS）等STEM教師效能感問卷不斷發展并運用。這為我國STEM教師自我效能感測量提供了豐富的參考依據。

國外關于STEM教師自我效能感現狀與影響因素的研究以實證調查為主。多數學者采用橫向研究，既分析STEM教師自我效能感的現狀，也探尋可能的影響因素；也有學者采用縱向研究，分別測量STEM教師參與某項專業發展項目前后的自我效能感，以探尋專業發展課程的作用。關于教師自我效能感的影響因素，國內外學者總體上從學校環境層面和教師個人層面展開研究。

國內關于STEM教師的研究剛剛起步，目前主要集中在對國外STEM教師培養項目和經驗做法的介紹，缺少對國內STEM教師現狀的調查研究以及本土化STEM教師專業發展的實證研究。國外已有的研究成果既為國內STEM教師相關研究提供了有價值的參考，也提供了進一步探索的空間和可能。

通過對國內外相關文獻的研讀和整理，筆者就今后我國STEM教師自我效能感研究做如下展望：

第一，STEM教師自我效能感應該有其獨特的維度劃分。自我效能感具有很強的情境性，不同教學任務情境下的教師個體、相同教學任務情境下的不同教師個體，其自我效能感會有較大差異。如何準確劃分不同任務領域下教師個體的自我效能感維度，并且準確測量具體任務領域下個體的自我效能感，是教師自我效能感研究的發展趨勢。已有的關于教師效能感的測量，因為考慮到教師自我效能感具有很強的情境性，普遍采用了基于不同教學任務領域或不同學科特點的測量問卷。然而在國內研究中，大多數量化研究直接套用了國外教師自我效能感量表，或是在具體學科測量中僅僅改變了學科名稱，如把科學教師自我效能感問卷中的“科學”改成“物理”，即用來測量物理教師自我效能感，忽視了國內外文化之間的差異以及學科之間的差異，從而導致測量真實性、準確性的不足。STEM與其他傳統學科的差異決定了STEM教師自我效能感應該有其獨特的維度劃分。國內外STEM教育發展的初衷不同，其教學目標、課程設置以及教師構成等方面存在很大的差異，國內STEM教師面臨的困難與挑戰與國外STEM教師也有明顯的差異，因而有關STEM教師自我效能感的研究不能復制、照搬國外的研究結論及研究工具，而應對國內STEM教師自我效能感的結構維度確定、測量問卷的編制進行深入研究。

第二，STEM教師自我效能感的測量可以定量研究與質性研究相結合。自我效能感是個體對其能力的自信程度，具有很強的主觀性，本身給準確測量帶來較大的難度。而自我效能感具有幅度、強度和廣度三個維度特征，不同的測量側重點不同，很難做到三個維度的全面兼顧與協調。國外研究者們在STEM教師自我效能感的調查研究中，主要采用定量研究方法，相關量表不斷發展。但是由于學者們對教師自我效能感概念內涵以及STEM教學的不同理解，至今沒有一份學術界統一的測量問卷。另外，國外研究者們關于教師自我效能感的研究方法已經出現多元化的傾向，注重研究方法的全面性，但是在關于STEM教師自我效能感研究領域，定量研究和質性研究相結合的研究方法使用還不普遍。國內STEM教師自我效能感的測量可以采用定量研究與質性研究相結合的研究方法，運用質性研究了解STEM教師對STEM教育教學的真實想法，探析STEM教師面臨的困難和挑戰具體有哪些，挖掘發生在STEM教師身上的教育教學案例，利用豐富的資料對量化研究結果進行更強有力的解釋。

第三，STEM教師自我效能感的影響因素需要多維分析。關于教師自我效能感的影響因素，已有的研究多關注某一個或某一類影響因素，其中國內文獻更偏重于性別、年齡、學歷等教師個人因素的研究，缺少對教師自我效能感可能產生影響的多維度因素的全面研究和分析。不同任務環境下的個體、統一任務環境下的不同個體的自我效能感影響因素都有所不同。根據教師自我效能感的信息源理論和研究，可以判斷STEM教師自我效能感的影響因素不可能是單一的層面，需要綜合多個維度的因素進行全面研究和分析。在STEM教師自我效能感影響因素的研究方法方面，已有研究主要運用量化研究的方法確定這些因素與教師自我效能感之間的關系，并基于理論對各因素具體的影響機制進行探討，這也是目前國內外教師自我效能感研究主要的研究范式。如果要對STEM教師自我效能感進行解釋性的關注，需要對各影響因素背后深層次的原因進行深入剖析。而某些影響因素并不是僅通過量化研究就能夠挖掘及闡釋清楚的，因此未來國內STEM教師自我效能感影響因素的研究也有必要采用量化研究與質性研究相結合的方法。