數學師范生信息技術焦慮對教學專業認知的影響路徑研究

李 鵬，蔣曉艷，蘇建偉

數學師范生信息技術焦慮對教學專業認知的影響路徑研究

李 鵬1，蔣曉艷2，蘇建偉3

（1．深圳大學 數學與統計學院，廣東 深圳 518060；2．惠州學院 數學與統計學院，廣東 惠州 516007；3．海南師范大學 數學與統計學院，海南 海口 571158）

在應用信息技術解決教學實踐問題的過程中，數學師范生可能產生焦慮等負面情緒．研究對數學師范生信息技術焦慮的維度予以劃分，運用結構方程模型探究各維度對數學教學專業認知的影響．研究發現：數學師范生信息技術的日常使用焦慮、學習焦慮和社會性焦慮存在顯著正相關；信息技術日常使用焦慮和社會性焦慮對教學應用焦慮存在顯著正向影響，教學應用焦慮對數學教學專業認知產生顯著負向影響．基于以上結果，提出加強對數學師范生的信息技術日常使用引導、專業教師和信息技術教師協同開展課程教學、融合信息技術于數學教育類課程的學習過程等建議．

數學師范生；信息技術焦慮；數學教學專業認知；結構方程模型；影響路徑

1 問題提出

信息技術為教學變革和知識更新提供了強有力的技術支持，教師的教學和科研應充分利用信息技術優勢[1]．信息技術應用能力尤其是應用于教學的能力已成為信息時代教師的必備能力．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》強調“推動教師主動適應信息化、人工智能等新技術變革，積極有效開展教育教學”；“激發教師提升信息技術應用能力的內生動力，有效提高教育教學質量”[2]．教育部2022年工作要點中也提出“深化信息技術與教育教學融合創新”[3]．《教育部等六部門關于加強新時代鄉村教師隊伍建設的意見》提出“優化教育技術課程，把信息化教學能力納入師范生基本功培養”；“促進信息技術、智能技術與教育教學的深度融合”[4]．作為未來教師的主要預備隊伍，師范生的信息化教學能力和信息技術素養將直接影響高素質教師隊伍的建設和高質量教育事業的發展．這對教師教育提出了新的挑戰，需要進行針對性的專門化培養以適應信息時代對教師的要求．

已有研究表明，師范生的信息技術應用能力存在“技術素養不高，技術與教學融合能力較弱，專業發展意識與能力不強，設計與組織自主、合作、探究學習能力較弱”等不足[5]．諸如此類的問題可以歸結到師范生對信息技術的認知與應用兩個維度，這均受到師范生“對相應技術工具的認同感或焦慮感的影響”，并“將影響對信息技術的實際使用態度與后續應用行為”[6]．信息技術焦慮是“個體受到威脅喚起的一種復雜情緒反映和緊張情緒體驗”[7]，表現出“與現實技術的相互作用或考慮未來可能的相互作用時產生的消極認知或內在自我批評性的看法”[8]．有研究表明，大學生的信息技術焦慮對技術有用性的感知產生顯著負向影響[9]．

數學是基礎教育階段的主要學科之一，數學教育理論研究和實踐工作者不斷踐行數學課程標準中提出的“推進信息技術在數學教學過程中的普遍應用與促進信息技術與數學學科課程的整合”等基本理念，信息技術在數學教學中的應用已有較豐富的理論和實踐探索[10-14]．這些研究對數學師范生信息技術應用能力發展和素養提升起到了良好的推動作用．但部分數學師范生仍存在“教學信念亟需增強、技術知識及技術感知水平尚待提升”[15]等不足，對技術難易度的感知顯著影響師范生的技術應用行為[16]．伴隨使用不順利、無法解決教學實踐問題等放棄信息技術的過程，數學師范生可能產生焦慮、沮喪、逃避等負面情緒，進而影響其在信息技術背景下的教學自信、社會互動、專業學習、同伴支持等多維度的表現[17]．對信息技術負面態度的積累又會強化數學師范生對信息技術教學應用價值的疑慮，導致對信息技術教學應用的排斥，減少應用信息技術的時間和頻率，形成不良循環．

信息技術能夠用以構建整合各類專業資源、具備豐富化連接方式的教師或師范生在線共同體，實現個體化專業發展體驗的實時在線交流互動[18]，并為后續反思提供可以反復觀摩的素材．適當運用基于社群互動的軟件工具亦有助于更為開放全面的自我展示和專業協作．但運用的過度化可能導致使用者的符號化，面對面的交流異化為以抽象符號為載體的信息交換，降低人際互動的真實性，導致人際交往過程中的情感交互、社會化交互等方面的缺失[19]．

培養涵蓋經驗性、情境性、發展性和價值性等特征的教師專業實踐能力已經成為教師教育改革的重要路向[20]．信息技術在教育教學中的應用能夠成為教師專業實踐能力提升的源泉，豐富教師專業實踐能力的內涵．數學師范生需要在教育見習、實習、研習等實踐教學過程中感受和運用信息技術，不斷形成和豐富自身整合技術的學科教學知識，提升專業實踐能力．在此進程中，提升的效度與數學師范生對信息技術的應用、分享焦慮相關，進而影響其教學實踐能力和專業表現[21]．信息技術工具是否具有較高的教學實用價值，尤其是數學師范生對相應工具價值的感知狀況如何會影響其對信息技術的接受與應用態度．

綜上所述，國內外學者對教育教學中信息技術的專業應用及認知現況進行了不同視角的研究，但運用實證研究方法構建模型對數學師范生信息技術焦慮開展的定量研究較為少見，有關數學師范生信息技術焦慮和具體程度對教學專業認知影響的研究尤為鮮見且系統性不足．數學師范生信息技術焦慮對教學專業認知的影響路徑研究，運用定量研究方法，構建信息技術教學專業認知模型，描繪數學師范生信息技術焦慮各維度的現狀，深入分析信息技術教學應用焦慮對教學專業認知的影響路徑，為促進數學師范生提升信息技術素養和應用能力，進而提高數學師范生培養質量提供理論支持和實證依據．研究假設和待驗證分析的研究模型如下．

H1：數學師范生信息技術日常使用焦慮、學習焦慮和社會性焦慮表現出顯著正相關；

H2：數學師范生信息技術日常使用焦慮顯著正向影響數學教學應用焦慮；

H3：數學師范生信息技術學習焦慮顯著正向影響數學教學應用焦慮；

H4：數學師范生信息技術社會性焦慮顯著正向影響數學教學應用焦慮；

H5：數學師范生信息技術教學應用焦慮顯著負向影響數學教學專業認知．

2 研究設計

2.1 研究對象及數據收集方式

采用問卷調查的方式，以地方院校本科二年級以上且進行過教育技術類課程學習的數學師范生為研究對象，對圖1所示模型開展實證研究．樣本主要來自廣東、貴州、海南等地的師范院校，覆蓋了經濟發達地區和相對落后地區．具體包括省屬師范大學2所、師范教育特色的地方學院2所，在“軟科”2021年全國師范類高校排行榜中處于第30～80位之間，能夠代表國內師范專業培養的普遍水平．采用整群抽樣的方法，利用“問卷星”在線發放問卷，調查持續時間為2022年5月1—20日，共收集485份問卷．由于專業課程設置順序的差異性，有院校2020級師范生尚未系統進行教育技術類課程的學習，不符合調查要求；2018級師范生處于求職擇業季，對調查的反饋不及時；導致兩個年級的數學師范生樣本數相比2019級學生偏低．以每一樣本各題項標準化后得到的值是否處于-3.25～3.25為標準，剔除極端值，余下有效問卷476份，有效率為98.1%．基本情況如表1所示．

圖1 研究理論模型

表1 研究對象基本情況

2.2 研究工具

研究模型各維度的操作性問題舉例和文獻來源如表2所示．由于參考量表主要針對的是成年網絡在線學習者、非特定專業的師范生等，與研究對象兼具相似性和異質性．在正式調查實施前，研究者召集4位從事教育技術或數學教育教學研究的教師進行研討，從各自的不同專業視角逐個確定各題項措辭，尤其重點研判了問題與預設所屬維度的相關性，以提升問卷題項與調查對象之間的適應性，保證問卷的內容效度．如原問卷技術學習焦慮維度中的問題“當在線學習效果不佳時，我會感到焦慮”，研究者將其改為“當數學教育技術學習效果不佳時，我會感到焦慮”．各題項均采用Likert量表7點計分方式，1表示“非常不符合”，2表示比較不符合”，3表示“有點不符合”，4表示“一般”，5表示“有點符合”，6表示“比較符合”，7表示“非常符合”，得分越高表示調查對象在相應變量的表現或認知水平越高．

3 研究結果與分析

研究主要運用SPSS23.0和Mplus7.4軟件進行數據分析．分析方法以結構方程模型方法為主，主要包括：一階驗證性因素分析、參數顯著性估計、組合信度、收斂效度、區分效度、回歸分析等．

3.1 描述性分析

運用SPSS23.0對問卷各題項進行數據處理，結果顯示：均值處于2.590～5.137之間，標準差介于0.904～1.501之間，說明被試對大部分題項的反應處于“有點不符合”到“比較符合”之間且沒有出現選項過于集中的情形．大部分題項的均值、中位數和眾數較為接近，各題項的偏度絕對值<1，峰度絕對值<7，說明各題項均符合單變量正態分布．

3.2 驗證性因子分析

運用Mplus7.4對各維度分別進行驗證性因子分析后發現，信息技術日常使用焦慮、學習焦慮、社會性焦慮和數學教學專業認知維度各有1個題項的標準化因子載荷量低于0.5，予以刪除．其余17個題項的標準化因子載荷量均大于或接近0.6，且大部分處于0.7～0.9的理想水平范圍，具備較高的題目信度，予以保留（見表3）．絕大部分題項的多元相關平方（Square Multiple Correlations，）即對應標準化因子載荷量的平方達到了0.5以上的理想水平．

表2 潛變量測試題項基本信息

表3 各維度因子檢驗結果

表4 各維度收斂效度與區分效度

3.3 結構模型分析

對圖1所示研究模型運用ML估計法進行結構模型分析，得到的模型擬合指數有個別略超出合理范圍（>0.08）；進而運用MLM估計法修正后，得到的結果均達到理想或可接受標準[28]（見表5），所構建模型的適配度良好．

表5 模型擬合指數

圖2給出了數學師范生信息技術焦慮對相應教學專業認知的結構模型路徑分析系數和相關統計量．可以看出，信息技術日常使用焦慮、學習焦慮、社會性焦慮兩兩均達顯著正相關（<0.001），假設1成立．其中，日常使用焦慮和學習焦慮的相關系數為0.633，和社會性焦慮的相關系數為0.480，學習焦慮和社會性焦慮的相關系數為0.377．

由表6和圖2可以看出，假設2、假設4、假設5成立，假設3不成立．其中，信息技術日常使用焦慮每增加1個標準差，教學應用焦慮將增加0.234個標準差；社會性焦慮每增加1個標準差，教學應用焦慮將增加0.584個標準差；教學應用焦慮每增加1個標準差，教學專業認知相應降低0.513個標準差．結構模型的2值分別為0.503和0.264，達到或接近中度影響力水平[29]．

表6 模型回歸權重與假設成立情況

圖2 結構模型路徑分析

4 結論與討論

研究基于已有文獻和相關教學經驗，構建了數學師范生信息技術焦慮對數學教學專業認知的影響模型，用于解釋數學師范生的教學專業認知可能受到信息技術焦慮哪些具體方面的影響．研究表明，大部分假設得到支持，個別假設不成立．這為數學師范生的培養尤其是信息技術類課程的教學如何實施，如何更有效地指導數學師范生教育見習、實習和研習過程中的信息技術學習、運用，以改進數學教學專業認知，提供了實證參考．

4.1 數學師范生信息技術焦慮現狀的特征分析

研究顯示，數學師范生對信息技術的教學專業認知程度較高，愿意運用信息技術發展教學素養、提升專業能力，應用意愿較強，對信息技術促進數學教學協作、加深理解數學教學內容等方面的教學價值認可度處于較高水平．

與此相對應，數學師范生在信息技術教學應用焦慮維度得分較低，對信息技術在數學教學中的應用趨勢持樂觀態度，對個體應用信息技術于數學教學設計和實施的能力較為自信．這從側面佐證了信息技術教學應用焦慮對教學專業認知顯著性負向影響的結果．就信息技術社會性焦慮維度而言，數學師范生普遍不認同信息技術社會化方面的負面效應，如信息技術降低師生互動、影響教師的獨立思考、使得教學過程程式化等．這與已有研究得出的師范生“應用信息技術優化教學的意愿不強、設計與組織應用能力較弱”[5]等結論不相符．可能的原因是，文[5]的調查對象是2012級師范生，而此研究針對的是2018—2020級數學師范生．經過近幾年教育行政部門的強力推動、信息技術教學應用的發展和師范院校培養方式方法的優化，師范生各方面的信息技術素養已得到有效提升．

數學師范生信息技術的學習焦慮和日常使用焦慮相對得分較高，兩個維度某些變量的焦慮亟待化解．數學師范生的信息技術學習存在部分障礙，擔心對信息技術專用術語、較枯燥內容的理解不準確不到位，學習挫敗的焦慮感尤為強烈．日常使用焦慮程度較高，如對自身在信息技術方面或依托信息技術的辨析識別能力不足的擔憂．與“師范生信息素養中的學習素養相對較低”“信息化環境中的研究創新能力、自學能力非常欠缺”[30]的已有研究結論形成呼應．

簡而言之，數學師范生的信息技術焦慮現狀呈現出“兩高兩低”的特點．需要在日常使用引導、相關課程教學、協同解決問題等方面有針對性的加以解決，以更好地促進“融合技術”的數學教學專業認知，實現信息技術應用于教學的有效性和數學師范生信息技術素養的提升．

4.2 信息技術日常使用焦慮和社會性焦慮對教學應用焦慮的影響

研究發現，信息技術日常使用焦慮和社會性焦慮對教學應用焦慮均有顯著的正向影響；學習焦慮對教學應用焦慮不存在顯著影響．其中，社會性焦慮的顯著性程度更高（0.001），影響程度更強．信息技術學習焦慮影響效應不顯著的原因可能是，調查對象所學的信息技術課程一般作為通識性公共課列出，任課教師較少涉足某一專業的教師教育或學科教育研究；授課過程中可能未能幫助數學師范生建立信息技術與數學學科應用的密切聯系，與學科教學若即若離．《師范生信息化教學能力標準》[31]中，人際交流和有效協作是技術支持師范生學習維度的重要子成分，具體包括利用信息技術與同伴、教師、專家等有效溝通與分享，在信息化環境中與他人有效協作等內容．這種溝通與協作需要針對具體情境中的專業性學習任務或教學問題，屬于信息技術的專業化教學應用，需要實效性的社會化互動實踐．社會性焦慮在其中發揮重要影響有其合理性．信息技術課程和數學教師教育類課程的教學中，可以通過布置借助小組合作方式才可能完成的“項目式”學習任務，并要求小組長提供經過組員共同認可的評價結論，實現體現學科和專業特征的社會互動，降低社會性焦慮，進而降低信息技術的教學應用焦慮．

年輕一代的成長過程伴隨著信息技術的迅猛發展，信息技術的日常使用已成為慣性動作，對專業應用必然產生遷移作用，但這種遷移作用的方向是或然性的．日常使用容易出現“碎片化”“隨意化”“淺層化”等問題，意欲實現對專業應用的正向與積極遷移，進行系統性的指導亦屬必要．如，日常使用過程中指導數學師范生設定明確目標、及時進行反思總結；將日常的信息檢索，遷移到教學應用場景，實現教學設計、實施過程中分類檢索的高效與針對性．

4.3 教學應用焦慮對教學專業認知的影響

數學師范生的信息技術教學應用焦慮對教學專業認知存在非常顯著（<0.001）的負向影響．通過降低信息技術教學應用焦慮，可以提升信息技術教學專業認知水平．信息化教學自信程度和實踐能力的增強能夠緩解、消除教學應用焦慮．如何提升數學師范生的信息技術教學實踐能力成為培養過程中需要重點考慮的問題．對師范生信息化教學能力影響最大的因素是教師教育者[32]，這種影響力的充分發揮需要授課教師在為數學師范生授課過程中努力實現信息技術與教學的融合，強調并在教學實踐中突出展現信息技術的有用性和部分技術的易用性，在線上線下混合式教學實施、教學內容呈現、課堂師生互動、過程考核評價、教學反思積累等方面為數學師范生做出示范，使其對信息技術的教學應用價值“眼見為實”．

5 政策建議與展望

5.1 改進數學師范生教學專業認知的政策建議

就信息技術類課程的教學實施而言，可通過考核評價機制促進信息技術教師與數學教育課程教師溝通機制的建立，深度融合信息技術課程與數學教師教育課程，明確融合目的，探索實踐有效的融合方式，實現信息技術課程與數學教師教育課程的雙向互動．將信息技術融入數學教師教育課程，創新式發展相關課程的教學結構優化、資源發掘整合，為數學師范生后續從事教學做出示范，提升數學教學專業認知水平；同時，基于數學教師教育課程的數學和教育雙重屬性，結合數學教師教育課程的目標、教學實踐需求等，選擇、開發、實施契合度更高的信息技術產品．

在良性的“雙向互動”中協同進行相關課程教學，如信息技術教師主要提供一般化的信息技術教學，數學教育教師則將數學師范生掌握的信息技術通過布置完成數學教學設計類任務等實現及時的系統化應用．從信息技術學習中挖掘相關素材，在挖掘過程中提升錯誤信息的識別與選擇能力，規避信息技術應用過程可能出現的情感交互缺失等負效應．

結合教育見習、實習和研習活動，為數學師范生提供優秀教師在真實的中小學數學課堂教學情境中運用信息技術的視頻或現場教學觀摩的機會，感受中小學數學教育教學中信息技術的直觀、生動、高效等效用，建立信息技術與中小學數學教育教學內容的聯結．從數學教育教學實踐問題導向的視角構建數學師范生信息技術素養提升的質量監測體系，涵蓋高校和中小學實習指導教師、自我反思、同伴互助等多元化的監測主體．全方位對信息技術融合教育實習的成果展開評價，如建立教育見習、實習的質量監測平臺，請數學師范生上傳教學設計、課堂觀察記錄、教育調查報告等，指導教師進行評價、組織數學師范生相互評價，并收集研討和小組合作參與度的數據．依據監測、評價結果調整數學師范生信息技術方面的課程實施和培養路徑，積極探索、嘗試信息技術與數學教學相融合的可能性，積累融合的實踐經驗，感知融合的必要性，并適時提供支持和指導，消除信息技術教學應用的障礙，化解焦慮情緒，提升教學專業認知水平．

5.2 對進一步研究的展望

研究運用結構方程模型方法分析了數學師范生信息技術焦慮的不同維度對教學專業認知的影響效應．將教學專業認知作為因變量的結構模型2值為0.264，說明仍可能存在顯著影響教學專業認知的其它潛變量．需要以文獻研究和專家咨詢為基礎，在數學師范生教育實習過程中，結合質性研究和個案觀察等方法，針對信息技術的專業化應用探索可能發揮作用的其它變量，并實證分析確認其影響效力．因研究所選調查對象主要來自地方師范院校，研究結論是否可以直接推論于綜合院校的數學師范專業或其它專業的師范生仍需謹慎考量．可在此基礎上，收集更多地區、更廣泛層次院校的數學師范生數據，以獲得更具一般性的研究結論并進行不同群組的比較研究，為數學師范生相關課程方案設計、教學實施、積極態度建構和信息技術素養提升提供實證支持．

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A Study on the Influence Path of Information Technology Anxiety of Pre-Service Teachers of Mathematics on Teaching Professional Cognition

LI Peng1, JIANG Xiao-yan2, SU Jian-wei3

(1. College of Mathematics and Statistics, Shenzhen University, Guangdong Shenzhen 518060, China;2. College of Mathematics and Statistics, Huizhou University, Guangdong Huizhou 516007, China; 3. College of Mathematics and Statistics, Hainan Normal University, Hainan Haikou 571158, China)

In the process of using IT to solve teaching practice problems, pre-service teachers of mathematics may have negative emotions such as anxiety. This study divided the dimensions of IT anxiety among pre-service teachers of mathematics and used structural equation modeling to explore the impact of each dimension on mathematics teaching professional cognition. The survey found thatthere is a significant positive correlation between these students’ daily use anxiety, learning anxiety and social anxiety of information technology. IT daily use anxiety and social anxiety have a significant positive impact on IT teaching application anxiety and teaching application anxiety has a significant negative impact on mathematics teaching professional cognition. Based on these results, suggestions are put forward for the education of pre-service teachers: strengthen the guidance on the daily use of information technology; collaborate with professional teachers and information technology teachers to carry out curriculum teaching; and integrate information technology into the learning process of mathematics education theory and practice courses.

pre-service teachers of mathematics; information technology anxiety; cognition of mathematics teaching profession; structural equation modeling; influence path

G640

A

1004–9894（2023）05–0082–06

李鵬，蔣曉艷，蘇建偉．數學師范生信息技術焦慮對教學專業認知的影響路徑研究[J]．數學教育學報，2023，32（5）：82-87．

2023–07–13

國家社會科學基金“十三五”規劃2018年度教育學西部項目——西北民族地區高中生理科學科核心素養培育路徑研究（XHA180288）

李鵬（1980—），男，山東棗莊人，副教授，博士后，碩士生導師，主要從事數學課程與教學論、教師教育研究．蘇建偉為本文通訊作者．

[責任編校：陳雋、張楠]