中小學教師信息技術應用能力培養模式實證研究

張 艷

(樂山師范學院 法學與公共管理學院，四川 樂山 614000)

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》中提到“信息技術對于教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視。把教育信息化納入國家信息化發展整體戰略”[1]，從“革命性影響”和“戰略”等詞我們能充分地體會到教育信息技術化的重大意義。在這個教育信息化的過程中，教師的地位與作用處于這個過程的中心地位[2]。由此，國家先后開展了兩輪全國中小學教師的信息技術能力培訓，而且各個省、市、甚至區縣和學校還單獨組織了信息技術的相關培訓和研修。根據2019年《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2.0的意見》[3]和2020年四川省中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0實施方案(川教函〔2020〕266號)[4]中要求“開展教師信息技術應用能力培訓(每人5年不少于50學時，其中實踐應用學時不少于50%)”。在教育信息化2.0時代，中小學教師的信息技術能力如何呢？如何更加有效提升他們的信息技術應用能力呢？

為了確切掌握中小學教師的信息技術能力，筆者在2021年對地處西南地區的四川、重慶、云南、貴州等省市的1500名中小學教師進行了“中小學教師信息技術應用能力自評工具”線上測試[5](以下簡稱“自評工具”)，該工具來自全國中小學教師信息技術應用能力提升工程執行辦公室。在抽樣的過程中采用了隨機抽樣和分組抽樣。在學校的選擇上，小學為主，兼顧初中；城區為主，兼顧鄉鎮；在樣本教師的抽樣中，需要考慮樣本個體的基本屬性特征的覆蓋面，如任教學科，年齡，教齡，性別，學歷層次等[6]。在考慮到樣本上述特征的基礎上進行隨機抽樣。在利用“自評工具”測試的基礎外，筆者和項目組成員對50位教師進行了訪談，主要進行開發性問題的談論，內容是教師對信息技術培訓的態度、意見和建議等。

自評工具從兩方面和五個維度來評價被試的信息技術應用能力，其結果如圖1所示。無論是從優化課堂教學的角度(0.43)還是從轉變學習方式的角度(0.36)來看，被試技術素養方面缺乏必要的自信，也可以理解為他們缺乏必要的信息技術技能。這樣的技術水平與多次的培訓有些讓人意外，這說明信息技術培訓的效果不是很顯著。當我們與教師訪談時，得知培訓取得了不小的成績，讓教師的信息技術能力提升了不少；但仍存在一些問題，如有的培訓內容他們不感興趣，集中培訓時理論的課時有點多，他們對學到的技能難于轉化為應用，也難于內化為他們的能力素養，異地培訓時可能與他們的教學工作沖突，等等。那么如何克服這些問題？

圖1 信息技術應用能力自評結果

一、研究方法

(一)研究設計

在我們的訪談中，當被問及他們希望培訓的內容時，被訪者都羅列他們感興趣的內容，項目組因四川省教育綜合改革試點項目“現代信息技術與教育教學深度融合改革試點”，對試點區域的教師進行了自下而上的訂單式培訓。由參訓學員討論決定他們的培訓主題，時間安排，培訓地點；項目組負責選派相應的學科專家前往培訓和指導。

在驗證一種方法是否有效時，筆者使用了準實驗的研究方法，為此筆者設計了實驗組和對照組(G1/G2)，把60位參加培訓的教師隨機分配到兩個組，每組各30位，并測試所有參訓學員，測試結果作為前測(M1/M2)，通過T檢驗和卡方檢驗來檢驗兩個組的起始狀態的差異是否顯著[7]。實驗組采取自下而上的培訓模式；對照組采用傳統的自上而下培訓模式。為了減少其他影響因子，為兩個組指定了相同的培訓模塊，即專題1素材的處理與加工(T4)和專題2多媒體課件制作培訓(T5)模塊[8]。實驗組的學員將在這兩個模塊內自定學習的具體內容、軟件和制作案例，自行確定課時的分配；指導教師在一些共性的問題上可以進行講解和演示操作。另一方面，對照組則嚴格按照《中小學教師信息技術應用能力培訓課程標準(試行)》(以下簡稱《課程標準》)的內容和課時安排，主要采用講、練結合的形式進行。通過兩個組的前測和后測(M1′/M2′)，并對比其提升的分數來檢驗培訓效果的差異顯著性，使用單側T檢驗比較兩組平均分的差異性，并使用回歸分析來比較各種影響因子對差異的貢獻大小[9]。本研究的思路和結構如圖2所示。

圖2 研究思路結構

(二)實證的多視角性

在準實驗研究中，若樣本是被隨機分配到對照組(G1)和實驗組(G2)，則可以認為這兩個組沒有差異或差異并不顯著[10]。筆者在組建對照組和實驗組時，采用了隨機分組的方法。另一方面，筆者也對所有的被試進行了前測，以獲得他們的初始水平(S1)，通過筆者對前測數據的檢驗，也證明了兩個組并無顯著差異。所以，隨機分組和前測起到了互證的作用。另外，即使G1和G2的初始水平存在顯著差異，但筆者關注的是G1的變化量(D1)和G2的變化量(D2)，所以本實驗研究無需滿足它們的初始水平相同這一條件。兩個視角的邏輯關系如圖3所示。

圖3 兩個不同視角的邏輯關系

三、研究過程

為了便于讀者了解本研究的輪廓，筆者把整個研究過程劃分成了5個階段，如圖4所示。為了提高培訓的效果，在整個培訓過程中都安排了1位主講教師和1位輔導教師。前測和后測的測試題目來自第三方(四川省電化教育館)的測試題庫，兩次測試的題目難度相似，題目不同，兩個組的題目是相同的。題目都是標準化的，由判斷題、單選題和多選題組成。

圖4 研究流程圖

(一)培訓對象

筆者采用隨機分組的方法組建了對照組和實驗組，各自由30位被試組成。這60位教師均為四川省某市的中小學在職教師，涉及到中小學的各個學科、各個年齡段的老師，既有來自城區的學校，也有來自鄉村的學校。

(二)培訓內容

本研究的培訓內容取自教育部發布的《中小學教師信息技術應用能力培訓課程標準(試行)》(以下簡稱《課程標準》)，該《課程標準》主要包括應用技術優化課堂教學、變革學習方式、支持教師發展等三個維度，分別包括15、9、3個專題內容。根據教師的需求和研究的方便，在本研究中僅選取了2個專題內容開展培訓。

專題1：處理和制作數字化資源，即利用相應的軟件工具處理和制作文本、圖片、動畫、音頻和視頻，10課時。

專題2：制作多媒體課件，16課時。

上述2個專題的具體培訓內容在《課程標準》中也有明確具體的規定，在自上而下的培訓中，嚴格按照《課程標準》中指定的內容和課時開展培訓；在自下而上的培訓中，筆者根據參訓教師的具體需求進行了重組和調整，具體對照如表1所示。

表1 培訓內容和課時

(三)時間安排

培訓從2021年9月到12月期間，每個周五的下午前往實驗學校開展培訓，具體安排圖如表2所示。

表2 時間安排表

(四)培訓過程

在培訓過程中，兩個組在課時總量、培訓時段、培訓地點和授課教師等方面都是完全一致的，為了讓相同的授課教師便于開展培訓，兩個組在培訓時間錯開進行。兩個組的差異在于培訓模式的不同，即表現在對于培訓內容的處理，對照組是嚴格按照《課程標準》開展培訓授課，實驗組是根據參訓教師的需要進行授課。

1.對照組的培訓

對照組的培訓內容及順序、課時安排都與《課程》標準完全一致，在培訓過程中，對于操作性強的內容采取講、練交替進行的模式，教師講和演示的時間約占60%，講完一個技能將會留40%的時間給學員自行練習；對于理論性的內容，則采取講座的形式進行；對于那些操作復雜或者綜合性的技能，則采取邊講邊練、小步子進行的模式，當大部分學員完成了練習教師將進入下一個內容的學習，如果有1/3及以上的學員無法完成練習，教師將會再講解一次或換一個例子重新示范。整個培訓以講授、演示、示范為主，學員練習為輔。

2.實驗組的培訓

在培訓之前，教師將會通過問卷、座談等形式讓參訓學員提供希望學習的內容(這些內容屬于專題1和專題2)，根據這些內容，教師設計一個綜合性的任務。為了提高學員學習的積極性，任務需要具有真實性和適用性的特點。從學員提出的學習需求，并根據專題1和專題2的內容，教師為學員設計了一個綜合性任務：根據自己所任教的學科，設計、開發一個多媒體課件作品。考慮到任務的復雜性和難度，同一個學科的3-5人組成一個學習小組，合作完成一個作品。相同學科的學員在同一個小組便于他們確定課件的內容和高質量地完成教學設計；每一個組員將承擔一定的任務，比如組員A收集處理圖片，組員B設計制作動畫，等。但是由于樣本容量太小，部分學科無法獨立成組，這樣就把相似的學科放在同一個組，比如科學+信息技術組，音樂+體育+美術組，等。

接下來，教師利用1個課時為學員講授開發多媒體課件的流程。讓學員在2課時內通過討論選定本組課件內容主題，并完成教學設計，知識的呈現方式和表達方法也需要在教學設計中完成。

在整個任務中，最復雜、耗時最多的工作就是收集制作課件所需要的各種多媒體素材。其中涉及到文本、圖片、聲音、視頻、動畫的設計與制作，至少涉及到五種不同軟件，鮮有學員對上述各種軟件都熟悉的，這就凸顯了分組、分工的重要性和意義。組員之間、各組之間都可以相互學習、取長補短，當小組內遇到共同性的困難時，輔導教師將為該小組及時提供必要的幫助和支持。如果有兩個以上的小組遇到了相同的困難時，教師將對整個班級統一進行講解、演示、示范。這也體現了自下而上的模式，學員提出，教師講解。

在完成上述素材收集與制作后，接下來是把這些素材有機整合，使之成為一個優秀的多媒體課件作品。整合素材的軟件很多，和前面的模式一樣，學員根據小組的學科特色和組員情況自行選擇整合軟件，比如PowerPoint、Flash、Prize、幾何畫板、iebook等。

作品完成后，就是作品的展示與分享。每一個組的展示者由各組組員自行推選，每一個作品要求在10分鐘內完成展示。本環節的主要目的是讓學員學會數字資源的分享意識和技能，數字資源的評價技能。在展示中其他學員和教師都可以提問，展示者和其他組員都可以回答，甚至是操作技術展示。這樣能更好地促進各組之間的交流和相互學習。對于展示中出現的問題、技術故障、需要提高的地方，就是最后一步的學習內容——多媒體課件的調試、修改、完善，對于完善提高后的作品還需要在課堂教學中試用。

上述實驗組的整個培訓流程和時間安排如圖5所示。

圖5 實驗組培訓過程流程圖

四、數據分析

(一)對照組和實驗組的基本信息及分析

筆者采用隨機分組的方法組建了對照組和實驗組，各自由30位被試組成。對于可能影響培訓效果的顯性因子中，筆者從年齡、性別、任教學科、學校、學校地理位置和學校層次(小學/初中)等因子進行了分類和對比，具體組成情況如表3所示。

表3 兩個組的基本組成情況

為了檢驗上表中兩個組的組成成分是否存在顯著差異，筆者使用卡方檢驗。卡方檢驗要求樣本的容量大于5，這樣的卡方檢驗結果才可靠。從上表可知，樣本有年齡、性別、學校層次和學校位置4個屬性分類滿足該條件。為了檢驗這些屬性是否存在組間顯著差異，需采用雙側檢驗。其Pearson卡方雙側檢驗結果如下：Sig.(性別)=0.789，Sig.(年齡)=0.436，Sig.(學校層次)=0.573, Sig.(學校位置)=0.573，上述值均大于α值(0.05)。故兩個組的性別組成、年齡構成、學校層次和學校位置四個屬性均不存在顯著差異。由于學科和學校兩個因子中，存在大量小于5的樣本類別，故不能使用卡方檢驗其構成的差異性。

(二)組內前后測數據對比分析

對于測試結果，筆者首先比較同一個組的前測和后測的差異。這里需要檢驗對照組的后測分數是否顯著地大于前測分數，故采用單側檢驗，檢驗結果如表4所示。

表4 對照組的前后測數據分析

雖然后測的平均分(M1'=73.3333)高于前測的平均分(M1=69.0667)，但是這樣的差異并不具有統計上的意義，因為從表4可知其顯著性值(Sig.=0.0931)大于0.05。即可以認為對照組的分數并未顯著地提高，其提高的值為：

D1=M1'-M1=73.3333-69.0667=4.2666.

另一方面，后測的平均分(M2'=78.2000)極其顯著地高于前測的平均分(M2=69.5333)，因為其顯著性值(Sig.=0.0016)遠小于0.05。即可以認為實驗組的后測分數得到了顯著地提高，其提高的值為：D2=M2'-M2=78.2000-69.5333=8.6667。那么實驗組的提升值與對照組的提升值是否存在顯著性差異呢，即D2與D1之間的差異是否顯著？

(三)組間前后測數據對比分析

從上面可知對照組的提升值D1=4.2666。實驗組的提升值D2=8.6667，雖然從平均值上看，實驗組的提升值高于對照組的提升值，但這樣的差異是否存在統計學上的意義？并且上述兩個值是一個平均值，僅能說明每一個被試的平均分數提高了一個值，不能說明每一個被試提升這個值的概率是多大。所以，這就需要進行統計檢驗。計算方法是先計算兩組中每一個被試的提升值，再對比兩組被試的提升值的差異性；這里需要單側檢驗來驗證實驗組的提升值顯著地大于對照組的提升值，統計結果如表5所示。

另外，為了驗證兩個組的初始水平是否相當，筆者對所有被試進行了前測，并采用了獨立樣本的T檢驗，設定的顯著性水平為α=0.05，即95%的置信區間。在培訓結束后，筆者再次對所有被試進行了后測。這里需要的檢驗帶有方向性，即檢驗實驗組的平均分是否顯著地大于對照組的平均分，所以這里需要做單側檢驗。但SPSS中的T檢驗只能做雙側檢驗，故筆者使用了另一種統計軟件GraphPad Prism進行檢驗，并作如下的假設，兩次檢驗結果如表5所示。

表5 組間前后測檢驗

H0： M1≠M2，M1'≥M2'

H1： M1=M2，M1'

注：M1為對照組的前測平均值，M2為試驗組的前測平均值；M1'為對照組的后測平均值；M2'為試驗組的后測平均值。

從表5可知，兩次方差齊性檢驗的顯著性值Sig.分別為0.333和0.425，均大于0.05，所以兩次檢驗方差相等，即方差齊性。第一次檢驗中，雙側檢驗的顯著性值Sig.=0.892，即p=0.892，α=0.05，所以p值是遠大于α值的。這樣拒絕H0假設，即可認為兩個組的平均分不存在顯著性差異。第一次的單側檢驗的顯著性值Sig.=0.0338，即p=0.0338，α=0.05，所以p<α，這樣拒絕H0假設，即實驗組的平均分顯著地高于對照組的平均分。通過分析前測數據可知，兩組之間的平均分不存在顯著差異，而分析后測數據表明存在顯著差異，這就證明了實驗組采用的自下而上的培訓方法能顯著地影響培訓的效果。

另外，從上表可知其p<0.01，即實驗組的提升值顯著地大于對照組的提升值。可以說明自下而上的培訓對學員測試分數的提高值大于自上而下的培訓。雖然筆者在分組中采用的是隨機分組，且檢驗了兩組中各因子的差異性，但筆者為了從多角度證明這個結論，認為仍有必要在下一節中進行方差分析，以便清楚地比較各個因子對于上述結論的貢獻值，或者通過各種檢驗來排除其它因子對這個結論的影響。

(四)各個因子的回歸分析

為了對比分組、性別、年齡、學校、學校位置、學校層次和學科等各個因子對差異值的影響力，筆者進行了因子間的效應檢驗——一般線性模型的單變量分析，統計結果如表6所示。從表中可知，在7個因子中，組別之間的差異最顯著，*p=0.025,達到了顯著的差異水平；同樣還有學科之間的差異也達到了顯著的程度，其他的5個因子的差異遠大于0.05，這也再次證明了組別的差異是引起后測差異的主要原因之一。

表6 各因子的間效應的檢驗(因變量：提高值)

五、研究結論

(一)自下而上確定的培訓內容滿足參訓教師的培訓需要

在筆者前期的摸底調研中，準確了解了潛在參訓學員的基本情況和信息技術應用能力預備情況，這為后期的實驗培訓提供了重要的參考。在兩個組別的培訓中，對照組的培訓內容是嚴格按照《課程標準》確定的；實驗組的培訓內容是由參訓學員根據培訓目標自行選定。在培訓過程中，筆者發現對照組學員雖然出勤情況良好，但是他們總是學習《課程標準》規定的內容，按照授課者的進度和節奏進行學習，這使得參訓教師對學習內容不甚理解。實驗組學員對他們自行選定的培訓內容富有興趣，專注于學習內容對他們教學工作的實踐意義。經過前后測數據的對比分析，也證明了參訓學員自下而上自主選定的培訓內容能更好地滿足學員的學習需求。

(二)自下而上的任務驅動式培訓提高參訓教師的參與性

通過對培訓過程的觀察，筆者了解到，在自下而上的整個培訓過程中，參訓學員始終積極主動地參與培訓；在培訓伊始，將培訓需求相似、相近的學員放在同一個學習小組[10]，各小組根據《課程標準》的模塊要求，可以自行選擇具體的內容、軟件、資源等進行研習；在培訓過程中，培訓者設計的真實的且富有挑戰性的任務，能緊緊地吸引住學員，在面對一個復雜困難的任務時，他們將以小組合作學習的形式來共同解決問題，他們也充分地相互學習；在整個小組也無法解決的問題時，培訓者將及時地給予輔導和幫助；另外，這些真實的學習任務，多數都是由參訓學員培訓之前提出來的，培訓者則是把這些問題整合到相應的《課程標準》中，這些問題也是他們在自己的日常教學中經常遇到的；最后，這種基于校本的培訓為他們學以致用提供了環境保障，他們學會的技能隨即應用于他們自己的真實的課堂教學中，這樣的運用將驅動他們主動學習，轉變為學習的內驅力[11]，變“要我學”為“我要學”。形成對比的是，自上而下的培訓對學員的需求缺乏準確的把握，有的培訓內容他們并沒有多少興趣，且一刀切的模式也無法滿足每一個學員的需求，導致到了培訓的后期出現了部分學員缺勤的現象。

(三)自下而上的訂單式培訓提高培訓目標達成度

在相同的培訓內容基礎上，實驗組參訓教師自行選擇學習內容的載體——綜合項目設計與實現；在課前，實驗組參訓教師列出他們感興趣的課程軟件工具、他們對各種教學工具的關注點、自己任教學科與所學信息技能之間的關聯性等。在實驗組開展這樣訂單式培訓，在培訓過程中學員表現出了更高的積極性和主動性；在培訓結束后，通過比較實驗組和對照組的培訓效果顯著性可知，實驗組的技能提升更加顯著。

筆者在對主要影響因子(組別)分析的基礎上，檢驗了所有自變量對因變量(提升值)的影響效應。通過對比前后測可知，兩個組的平均測試分數都有一定的提升，其中實驗組的提升幅度達到了顯著水平。兩個組是通過隨機分組形成的，且經過檢驗得知兩個組的初始水平相似，各因子也基本被平均分配到兩個組，即使有差異也均未達到顯著水平。則兩個組最大的差異在于分別采用了不同的培訓方式，所以可以認為正是由于培訓方式的差異造成了兩個組間培訓效果的顯著差異，即自下而上的培訓效果顯著地優于自上而下的培訓。從線性檢驗的結果可知，自變量組別之間的差異最為顯著，即可認為組別培訓效果差異的貢獻系數最大，這也再次驗證了自下而上培訓模式能更顯著地提升參訓學員的信息技術技能。

六、研究局限

限于篇幅，筆者不能對每一個二分變量(非組別)、組別和測試之間的關系一一做對比分析或檢驗，因為對于一個二分變量而言，如性別有“男”“女”兩個值，組別有對照組和實驗組兩個組，測試有前測和后測兩次測驗，這樣每一個二分變量同組別一起則需要8次差異性檢驗和對比分析，即2×2×2=8。并且對于學科和學校這兩個名稱變量而言，則需要做方差分析，但有的類別中樣本數量太小，也失去了做方差分析的前提和意義[11]。

本研究是在S省LS市的幾所中小學校中進行的，樣本容量也僅有60人，筆者并未進行大面積的實證研究，所以本研究的結論未必適用于其他地區和學校。

另外，從表6可知，學科這個因子(*p<0.05)之間也存在顯著差異，即不同學科在同一個培訓中，他們的提升值存在顯著差異。筆者認為這里存在兩種可能：其一是由于本研究中，有不少學科的樣本數量太少(少于5這個下限)[12]，甚至出現了零樣本的情況，如3位音樂教師全都在實驗組，導致對照組沒有音樂教師。其二可能是不同學科的中小學教師在信息技術學習方面存在顯著差異，這需要專門的研究進行論證。