中小學教師數據素養工具應用現狀調查研究*

魏琪軒 龍美霖

廣東德誠科教有限公司 廣州 510630

0 引言

隨著互聯網、人工智能等信息化手段的迅猛發展，大數據逐步成為國家級戰略資源，大數據技術也日益成為推動教育信息化前進的關鍵助力。在教育教學活動中，教師的數據素養對教育教學各方面產生的積極影響已被教育工作者逐漸認可并開展了廣泛的探索研究工作。教師作為教學過程中的引導者與決策者，能夠有意識地挖掘數據、分析數據、讀懂數據并應用數據，繼而基于數據調整教學方案和教學策略，對學生學業質量提升和教師專業發展有著雙重價值。“教師數據素養的培養有助于教師適應數據驅動的文化，增強教學領導力；有助于教師科學決策教學，提升教學績效；有助于教師適應科研的第四范式，促進科研成果產出。”[1]

1 研究背景和研究問題

通過搜索和梳理文獻可以發現，我國有關教師數據素養的研究起步較晚，在2012 年開始出現相關研究，到2014 年開始研究文獻數量呈現迅速上升的趨勢[2]。我國研究者研究的重點主要圍繞教師數據素養的能力結構模型以及數據素養能力提升策略和路徑兩個大主題。關于中小學教師能力提升課程建設及其實踐應用項目的研究比較少，關于哪些數據素養工具適用于中小學教師學習使用的研究則更加匱乏。

數據素養工具的學習和使用，作為數據素養能力的重要一環，對于提升中小學教師數據素養整體能力具有深刻的實用價值。基于此，本研究開展了針對中小學教師數據素養工具應用情況的調查研究，深入調查數據素養工具的應用情況，了解教師常用的數據獲取、統計分析、處理、可視化操作的方式方法，明確在實踐運用過程中存在的問題以及數據素養能力發展的訴求，為中小學教師數據素養提升及培訓課程設計提供參考。

2 調研設計

2.1 調查問卷的設計

本調查根據教師數據素養的內涵，采用自編的《2022 年廣東省中小學教師數據素養工具應用現狀調研問卷》進行。問卷的研制充分運用了文獻研究、專家論證等方法，以數據素養工具的使用情況為核心，設計了“中小學教師基本信息”“數據素養基礎認知”“數據素養工具應用情況”和“數據素養發展需求”四個維度，其中“數據素養工具應用情況”維度中包含數據的采集與獲取、數據的處理與分析、數據的可視化操作三個方面。經專家討論審定后，共設定了28 個問題用于本問卷。

2.2 調研的實施

本研究的研究對象為中小學教師，選取了廣東省不同地區的中小學校教師作為調研對象，采用問卷調查的方式進行匿名調查，借助中小學教師培訓的機會對相關教師發放在線問卷。共回收1 210 份問卷，其中有效問卷1 114 份，有效率約為92%。

2.3 調研對象概況

根據調研對象問卷中填寫的基本信息部分，整理調研對象概況如表1 所示。

表1 調研對象基本信息情況

就調研對象的基本信息統計情況來看，本研究調研的對象以中青年教師為主，比較能夠代表近十年教師隊伍主要力量的想法和現狀。教師所在的學校區域有一半屬于縣鎮地區，三成屬于農村地區，能夠一定程度上反映經濟和教育資源分布相對缺乏的地區教師數據素養的現狀。

3 調研結果與分析

3.1 中小學教師普遍認可數據素養的重要性，但缺乏系統的工具和方法指導，提升的積極性不高

中小學教師對數據素養的基礎認知是數據素養意識層面的問題，“教師數據素養是教師得以在教學中用數據說話、用數據發現、用數據決策、用數據評估、用數據管理、用數據反思、用數據創新的根本前提。”[3]正確積極的基礎認知能夠調動教師的主觀能動性來積極提升自己的數據素養。調研顯示，有43.06%的教師認可數據素養是教師專業發展的重要支撐；有53.64%的教師感受到數據素養對課堂教學質量提升有一定的幫助，說明大多數教師都能夠體會到數據素養為教育教學活動帶來的助力。對于教育教學中產生的數據，九成的教師已經意識到這些數據的重要性，但是，有36.31%的教師不知如何收集和分析處理數據，對數據初步的處理流程不清晰；有41.9%的教師處于對數據收集和處理方法和工具把握不當的階段，對工具的選擇和正確應用不了解；僅有13.97%的教師能夠靈活收集和處理分析數據。就參加數據素養能力提升培訓的主觀態度上看，有51.82%的教師愿意積極尋求多渠道來提升自身的數據素養，48.18%的教師不太愿意參加相關培訓，或是被動地按照上級的要求來參加相關培訓。總的來說，雖然中小學教師都具備基本的數據素養意識，但大部分教師在數據收集及處理分析方面存在困難，缺乏系統的方法指導，而且對于參加數據素養的培訓積極性相對缺乏。

圍繞教師的數據素養意識，本研究還分別以所在城市（不同經濟發展地區）、學校所在區域（農村、縣鎮、城市）、教齡（不同教師專業發展階段）為自變量進行了交叉對比，P值均大于0.05，顯示不同地區、不同經濟發展水平、不同專業能力發展階段的教師數據素養的基本認知情況沒有顯著差異。一方面說明，教育資源分布均衡的趨勢越來越明顯，另一方面也說明對教師整體信息化能力、數據素養能力的前期培養和培訓工作是富有成效的。這與2022 年9 月教育部召開的“教育這十年”系列發布會的報告一致，報告提到“教師工作與信息化不斷融合創新，促使教師信息化教學能力大大提升，推進了教師數字化學習和教學工作，全國教師隊伍實現了量質齊升”[4]。

3.2 中小學教師對于教學活動全流程產生的數據普遍重視，但大部分依舊采用較為傳統的方式方法進行采集

信息化的數據采集工具能夠幫助教師快速獲取數據，大大提高課堂效率[5]。調研數據顯示，中小學教師對教學全流程的各種數據，如學情數據、學習過程數據、教學質量數據等關注度相當，均達到了50%以上。本研究結合卡方擬合優度檢驗分析了各種采集方法的差異性，發現經濟相對發達地區城市的中小學教師對于傳統和現代化的教育數據采集方式方法沒有顯著差異，P=0.219 ＞0.05。但經濟欠發達地區城市的調研數據顯示，P=0.042 ＜0.05，表明該市的教師對于觀察與記錄類等相對傳統的數據收集方式使用得更為普及。出現以上結果的原因，一方面可能與經濟發展水平相關，經濟欠發達地區的城市對于教育基礎設施以及智慧教育平臺的建設投入不足，另一方面反映出這些地區的教師對于智慧平臺的使用和接受度相對欠缺，可能也缺乏系統科學的培訓和實踐指導。單俊豪等人[6]的調查研究也顯示，目前我國基礎設施配置優質率較低，經濟欠發達地區的教育基礎設施僅能夠保障網絡的覆蓋、常規硬件設施的配備，而相對高階的智慧教學平臺或智慧校園設備設施和數字學習資源的個性化支持力度較差。可見，經濟欠發達地區的教師受限于硬件條件，不得不較多采用相對傳統的數據采集方法。翟雪松等人[7]在我國教育信息化現狀的研究中也發現，我國大部分經濟欠發達地區中小學教師信息化理念不強，教學依舊習慣于傳統的方式，不善于借助智慧化的工具和設備簡化并科學化教學活動。

3.3 中小學教師數據分析工具使用能力普遍較差，缺乏更為客觀和科學的數據分析

借助數據分析工具來處理和分析教學活動中的數據，“通過對信息的整合、預測及內在對理性價值追求，能夠實現教學設計的數據引導與科學預測、教學互動的即時決策與個性引導”[8]。本研究統計了中小學教師對于數據分析工具的使用，選取其中較為突出的三個問題進行了數據分析，以各選項的普及率與響應率作比較，數據如圖1 所示。從圖中可以看出，教師普遍使用較為基礎的數據統計功能和最為簡單直觀的數據分析方法來處理和分析教學數據。在問到教師“使用數據處理和分析工具時您遇到過哪些困難”時，教師們普遍反映的困難是不會選擇合適的工具，還有部分教師反映僅僅會使用EXCEL 的一些基礎數據處理功能。綜合來說，教師們對于數據分析工具基本只用到了其中一些基礎統計功能，對于數據的解讀和分析大多還是依靠主觀經驗判斷，缺乏科學性和客觀性。

圖1 調研對象統計數據的使用情況

3.4 中小學教師具備基礎的數據可視化工具使用能力，但數據多樣化的呈現能力有待提高

“圖形化、可視化數據，可以幫助人們快速地耦合異構數據、理解內容、發現規律、交流信息”[9]。借助可視化工具呈現數據，可以將教學活動數據原本的抽象化變具象化，能夠幫助教師快速且準確地定位問題并明晰問題背后的成因。調研結果顯示，94%的教師通常都是選擇EXCEL 軟件來實現數據的可視化。最常用的可視化圖形是直方圖、餅圖和折線圖，選擇使用組合圖形的教師不足9%。教師們對于可視化圖形工具的使用存在的問題點也各不相同：有42%的教師認為自己缺乏使數據可視化的思維和意識，有33%的教師不知道用什么工具制作圖表；有36%的教師不會選擇最合適的圖表類型；有24%的教師不會制作組合圖形。由此可見，中小學教師關于數據可視化，以及多樣化的呈現能力還有待進一步提升。

3.5 中小學教師對自身數據素養能力認識較為清晰，理論和實操方面均需提升

數據素養能力的培養和提升能夠幫助教師科學客觀地進行教學決策，為教育教學質量的提高帶來正向作用[10]。調查研究的過程也是幫助教師自我審視的過程，發現不足，才能有針對性地提高。調研數據顯示，有65%的教師認為自己最缺乏的是數據的基礎理論知識，包括教育數據的類型、屬性、統計學的基礎知識等。同時，分別有49%、40%和34%的教師認為自己的數據收集和管理能力（常用的方式和工具類型，使用方法等）、數據處理與分析能力（解讀教學數據指標與含義，撰寫分析報告及解決對策等）和教育數據可視化能力（常用的類型和應用方法，工具的使用等）較為薄弱。

具體數據工具的學習需求分析方面，本研究借助了主觀權重分析的方法，根據教師們的選擇，統計了所列選項在教師們心中所占的主觀權重，如表2 所示。可見，中小學教師最迫切想要學習的數據工具還是EXCEL、SPSS 等數據分析處理工具，其次是智慧課堂平臺和數據的可視化工具。

表2 調研對象培訓需求點權重比例

培訓形式方面，調研數據顯示，中小學教師認為最有效的培訓方式分別是專題講座、案例分析和實操演練的方式，可見教師傾向理論與實踐相結合的培訓方式。

4 研究結論與建議

4.1 研究結論

通過對調研結果分析可以看出，目前中小學教師的數據素養意識相對薄弱，數據素養工具使用能力尤為欠缺，一方面是對數據素養工具的選擇存在困難，無法把握最佳的數據素養工具，另一方面是數據分析的方法不夠科學和客觀。許多教師對數據素養工具的運用尚停留在較為初級的階段，亟需系統化的數據素養工具使用方法的指導。

調研結果同時也顯示，中小學教師對自身數據素養的認知較為清晰，不但需要提升數據的理論知識，同時還需要提升數據收集和管理、數據處理和分析、數據可視化等方面的技能。

4.2 對策與建議

教師數據素養提升是一項系統工程。本研究聚焦數據素養工具的應用，結合調研數據反映的問題，為中小學教師數據素養能力的提升提供參考建議。

4.2.1 培訓形式注重理論與實踐的結合，達到學以致用的目的

調研結果顯示，大部分教師已經具備一定的數據意識，掌握了一定的基礎數據理論知識，但是理論知識與應用脫節，這也使得教師更傾向理論與實踐相結合的培訓方式。教師們需要能夠解決實際教學問題的技能，實現理論知識到問題解決辦法的轉化才是關鍵。

因此，培訓形式需要注重理論與實踐的結合，將教師的理論知識學習與知識內化應用相結合，通過任務驅動的方式達到學習目標[11]。在培訓中，通過設置問題任務，采取自主探究、小組合作、交流研討等多種方法，最終達到解決問題的目的。在解決問題的過程中，也會探究發現解決問題的多種途徑，幫助教師發散思維，拓展數據素養的應用能力，達到學以致用的目的。

4.2.2 培訓內容的設置需要瞄準教師的具體需求，體現應用性、操作性

調研反映出教師自身數據素養能力的不足點和對發展的需求，基本聚焦在數據工具的應用上。例如，從“運用哪種數據分析方法更能科學地反映學生的學習和偏科情況？”“哪種可視化工具是最合適的數據呈現方式？”等問題的數據可以看出，教師大多缺乏系統化的數據素養工具和研究方法的指導。因此，在培訓內容的設置上，一方面，需要系統地介紹有哪些常用的數據素養工具和分析方法，數據分析結果如何運用；另一方面，可以在培訓前預先收集教師們在教學活動中的常見問題，在培訓中通過實際案例的分析，結合系統化的方法指導，為教師提供解決實際問題的思路和方法，實現培訓內容的應用性和操作性，彌補教師數據素養能力的不足點。

4.2.3 關注和開展中小學教師數據素養微能力微認證的相關研究，推動教師數據素養的個性化學習

“微認證（Micro-credentials）是教師個性化專業發展的一種新形式，在基于能力、個性化和小規模的前提下，為教師提供了一個更加個性化的學習系統。”[12]目前我國學者關于教師微認證的研究已日益深化，并應用到了教師專業發展的多個領域。微認證以教師的實踐成果作為能力達成的“證據”，“重視學習者的個體興趣與自主意識，同時又兼容了教師在多種情境下發展能力的可能性，為教師能力認證提供多元化選擇，既體現能力為本的教育理念，也彰顯支持教師發展的開放思路”[13]。教師的數據素養是一個復雜而龐大的能力體系，依據一定的標準將其拆解成若干精準的、可測量評估的微能力點，并研究制定每個能力點的考核評估標準體系。

這樣的教師能力認證體系一方面能夠有效滿足教師需求、實現個性化發展；另一方面也方便分享和傳播，適合應用于教師數據素養能力的培養。依據構建的教師數據素養微能力認證體系來設置開發相應的培訓內容，通過在線開放學習平臺，教師可以根據自我評價的結果和實際需求，選擇對應的能力點課程進行自主學習，從而推動教師數據素養實現個性化、精準化的提升。

4.2.4 營造數據素養氛圍，調動教師積極性，內外因共同發力促進數據素養能力的整體提升

調研數據顯示，雖然中小學教師已經具備一定的數據素養意識，但是有接近五成的教師對于提升數據素養的積極性相對缺乏。同時，調研也顯示教師能夠清晰認識到自身數據素養能力的不足。

面對這種情況，學校和區域層面可以協同構建整體的信息化環境，通過營造良好的校園文化、數字化設施配備，或是舉辦數據素養技能競賽，讓教師能夠認識到自己正處于信息技術飛速發展的時代，感受到掌握數據技術的緊迫感，認識到提升數據素養的重要意義，從外部環境上推動教師數據素養發展。從培訓活動和教師個人層面，需要加強與專家、其他教師的經驗交流和教學反思，可以將自己運用數據素養開展教學的經驗與遇到的問題向專家和其他教師進行求教和分享。

當一個個能力的不足點被彌補，學習訴求被滿足，能推動教師獲得自我滿足感，激發教師學習和提升的內生動力。通過這樣的數據素養氛圍的營造，讓內外因共同發力，調動教師提升教學數據素養能力的積極性，使教師愿意并樂于提升數據素養，通過數據驅動教學創新。

5 結束語

大數據技術對未來教育教學活動的助力將日益提升，中小學教師學習和掌握大數據知識，提升自身數據素養是大勢所趨，尤其是對數據素養工具的了解和使用是廣大中小學教師最迫切、最契合實際的需求。結合教師們的實際需求完善培訓課程的設計才能夠更好地幫助教師提升自身專業發展能力，適應未來教育的發展，真正成為未來教育科技浪潮的中流砥柱。

本研究聚焦教師數據素養工具應用的現狀調查，以期對中小學教師數據素養的提升及培訓課程設計提供參考意見。但本研究由于實際調研情況的局限性，調研對象80%為小學和幼兒園教師，調研結果不足以代表初中和高中教師的實際數據素養需求。在未來的研究中，課題組也將力爭豐富樣本數據，并配合調研訪談的形式進一步完善補充本研究。