中小学教师信息技术应用能力因子模型构建研究*

康玥媛，吴立宝，王光明

(天津师范大学 教师教育学院，天津 300387)

中小学教师信息技术应用能力因子模型构建研究*

康玥媛，吴立宝，王光明

(天津师范大学 教师教育学院，天津 300387)

信息技术应用能力是教育信息化时代教师必备的专业能力。该文以天津市中小学教师为研究对象，采用问卷调查的方法，并利用SPSS统计软件对数据进行探索性因素分析以及利用AMOS进行验证性因素分析，研究发现中小学教师信息技术应用能力主要由五因子构成：常用办公软件及多媒体应用能力、网络课程开发与设计能力、数据分析及数字化能力、移动终端的应用和信息技术基本理论方法，研究结论为《能力标准(试行)》在实践中顺利实施，提供了现实依据和补充参考。

信息技术；应用能力；探索性因素分析；验证性因子分析；结构方程模型

一、问题提出

随着教育信息化的发展，国家对中小学教师信息技术应用能力越来越重视，出台了一系列的政策。2010年7月，《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》(以下简称《纲要》)指出：“加快教育信息化进程，要提高教师应用信息技术水平……”[1]。为推进落实《纲要》中关于教育信息化的总体部署，2012年3月教育部制定的《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》，提出教师队伍建设是发展教育信息化的基本保障[2]。增强教师信息化应用与服务能力，采取多种方法和手段帮助教师有效应用信息技术，更新教学观念，改进教学方法，提高教学质量。信息技术应用能力是信息化社会教师必备专业能力。2013年10月教育部印发了《教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程的意见》，并于2013年11月启动了“全国中小学教师信息技术应用能力提升工程”。2014年5月，教育部颁布了《中小学教师信息技术应用能力标准(试行)》[3](简称《能力标准(试行)》)。2015年9月，教育部发布了《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》，指出“大力提升教师信息技术应用能力与学生信息素养，拓展师生适应信息时代需求的教学能力和创新能力……要将信息技术应用能力提升与学科教学培训紧密结合，有针对性地开展以深度融合信息技术为特点的课例和教学法的培训，培养教师利用信息技术开展学情分析、个性化教学的能力，增强教师在信息化环境下创新教育教学的能力，使信息化教学真正成为教师教学活动的常态。”[4]

随着教育信息化的大力推进，信息技术越来越受到中小学一线教师以及研究人员的高度重视，其信息化意识与应用能力显著增强。国内很多关于教育信息化的研究是关于教师信息素养[5]和TPCK[6]的，只有极少数是研究教师信息技术应用能力的，比如：张屹等[7][8]根据《能力标准(试行)》规定的技术素养、计划与准备、组织与管理、评价与诊断、学习与发展这五个维度进行了现状研究；赵可云等[9]研究得到中小学教师信息化教学能力培养模式分为准备阶段、信息化教学能力感知阶段、信息化教学能力培训阶段、信息化教学研究阶段和评价反馈阶段。

关于教师信息技术应用能力的研究主要是依据应用信息技术的几个阶段或环节而开展研究的，而对教师需掌握的具体信息技术类型和构成的研究极少涉及。而本研究正是在教育信息化以及推动“互联网+”行动计划的大背景下，融入了网络课程、移动学习等新指标来考察中小学教师的信息技术应用能力。故本研究的主要问题是中小学教师信息技术应用能力主要由哪些因子构成的？本研究预基于结构方程模型而构建中小学教师信息技术应用能力的因子结构模型。

二、研究设计

本研究对分层抽样而选取的大样本数据进行探索性因素分析，提取出反映中小学教师信息技术应用能力的公共因子。在此基础之上，再通过结构方程模型(Structural Equation Model，简称SEM)进行验证性因子分析，最终得到中小学教师信息技术应用能力的因子结构模型。所用统计工具为SPSS 22.0和AMOS 23.0.

(一)被试

本研究从天津市中小学教师中选择被试，主要基于以下几点原因：第一，信息技术的优势。天津经济技术开发区作为天津信息产业发展的核心区域，目前已建成高端电子商务、云计算、开源软件、信息安全和物联网等互联网产业的五大支撑平台，形成了国家级云计算中心，新一代信息技术产业不断发展壮大。天津不仅拥有雄厚的制造业基础，而且拥有强大的信息技术优势，因此具有充足的条件展开“互联网+”行动计划。在教育信息化方面，天津正深入推进“三通工程”，并已在某些学校试点开展“三通两平台”，某些区县已建立适应信息时代特点的新型教室，改革并创新教学模式。因此，以天津为例，在全市范围内分析教师的信息技术应用能力，具有十分典型的现实意义和可行性。第二，具有一定的代表性。天津是直辖市之一，在全国尤其是北方城市具有较好的代表性。第三，天津市独特的地理位置以及文化特点，使其既有大城市中心城区，临海港口滨海新区，还有郊区与县，也有偏远山区和农村，覆盖范围广，兼顾到了城乡差异。综合以上原因，从天津市教师选择被试样本具有较好的可行性和代表性。

参照2013-2014学年初天津市教育事业统计信息快报[10]，天津市幼儿园教师12289人，小学38275人，初中25967人，高中15589人，合计92120人。由于研究总体为大样本，将样本容量确定在2500人，该样本容量完全可以保证抽样样本的代表性[11]，故教师队伍总抽取比例在3%左右，各区县按照此比例进行抽样。根据数据统计，共调查了天津市中心城区(和平区、河西区、南开区、河东区、河北区、红桥区)，郊县(东丽区、西青区、津南区、北辰区、蓟县、宝坻、静海、武清、宁河)以及滨海新区(开发区、塘沽区、大港、汉沽区)各个区县的城市及农村各类中学和小学的不同学科、不同层次的377所学校的2500名教师，回收问卷2410份，回收率96.4%，有效回答率95%以上，其中小学教师1072人(2.8%)，初中教师928人(3.57%)，高中教师410人(2.63%)。在抽样过程中，严格按照各个区域城乡比例进行分层抽样，样本既包括大城市中心城区教师，也有港口滨海新区教师，还有郊区与县以及农村教师，充分兼顾到了城乡差异。教师的基本特征如表1所示：

表1 调查教师的基本特征

(二)问卷设计

本研究以中小学教师的实际使用情况为出发点，通过前期调研得出教师在应用信息技术过程中存在以下问题：缺乏合适的教学资源，领导重视程度不够，教师缺乏足够的技能培训，造成技能的欠缺等问题。进一步研究已有相关文献，同时借鉴了《能力标准(试行)》和《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》中对教师信息技术应用能力的要求，而编制了《中小学教师现代信息技术理论和技术应用状况》问卷。问卷内容共32道题目，采用李克特五点量表，即“完全符合、比较符合、一般、不太符合、很不符合”五个等级，依次记分为5、4、3、2、1。该部分量表的信度为0.969，表明该量表具有很好的内部一致性、稳定性和可靠性。

三、模型构建及其结果分析

为了证实上述所设计的问卷真正能够测量中小学教师的信息技术应用能力，并厘清所测量的信息技术应用能力的内在结构，将具有共同特性的题项抽离并划分出因子维度，故下面将采用探索性因子分析的方法提取出信息技术应用能力的主要因子，再应用验证性因子分析的方法构建出因子结构模型，并对其效度和信度进行验证。模型构建的具体过程及结果如下：

(一)探索性因子分析

1.适用条件的检验

为探究量表内部的维度构成，本研究采用探索性因子分析的方法。因子分析的使用条件是各题项之间有一定的相关性，这反映在两个检验指标上：KMO值和Bartlett球形检验值。检验结果如表2所示：调查数据的KMO检验值为0.970，大于0.90；Bartlett球形检验结果显示，显著性概率值为0.000(P〈0.01)，因此认为本量表题项间具有共同因素存在，效度结构好，其结构能够解释变量之间的关系，题项适合做因子分析。

表2 KMO和 Bartlett’s球形检验

2.主成份分析及提取公共因子

在因子分析过程中，采用主成份分析法，并以正交法进行因子旋转，结果如右表3所示，提取特征值大于1的因子，结果发现特征值大于1的公共因子共有四个。再结合图1，碎石图结果表明：前四个因子特征根大于1，且下降趋势陡峭，第五个因子数值为0.967接近1，无明显下降，趋势平缓，更重要的是考虑因子可解释性原则，必要时可保留特征值小于1的因子(在接下来为因子命名时发现保留五个因子能更好地赋予每个因子实际意义)。因此，综合判断，最终提取前五个因子作为公共因子。五个因子的累计总方差解释率为70.072%，也即提取出的这五个因子共计能解释所有题项70.072%以上的变异，说明提取后的因子相当理想。

表3 因子分析统计量

图1 碎石图

3.因子命名及维度划分

将提取出的五个公因子，根据信息技术专业知识以及教师应用时的实际背景，将其依次命名为：常用办公软件及多媒体应用能力(简称为“办公软件及多媒体”)；网络课程开发与设计能力(简称为“网络课程”)；数据分析及数字化能力(简称为“数据分析及数字化”)；移动终端应用能力(简称为“移动终端”)；信息技术基本理论与方法的掌握与应用能力(简称为“理论方法”)。各因子相应的题项及其因子负荷、解释率如表4所示：

表4 信息技术应用因子及其贡献率、相应题项及其因子负荷

续表4

最终，该量表由32道题项组成，分为五个维度，各因子均有较大的贡献率，其中贡献率最大的是“办公软件及多媒体”，远高于其他维度的贡献；其次，“网络课程、数据分析及数字化和移动终端”对信息技术的应用也有一定影响；贡献率最小的是“理论方法”。

4.信度、效度检验

各维度及量表总的信度如表5所示。量表总的信度，即Cronbach's Alpha系数为0.969，各个维度的信度也均在0.85以上，说明本量表具有较高的内部一致性，整体信度很高，具有很高的可靠性。

表5 提取因子后各维度及量表总的信度

在效度方面，征询了专家学者(天津师范大学教育技术博士生导师王志军教授；教育技术硕士生导师李凤来教授；AMA软件研发者、台湾国立交通大学陈明璋教授以及天津市教研室信息技术方面的专家等)、培训教师，以及中小学一线教师、教研员的意见，认为本量表具有较好的内容效度。通过前面因子分析的研究发现，本量表各个因子的解释率均较高，介于9%-24%之间，因子总的贡献率达到70%以上；另外，各维度所包含的题项对各个因子的负荷值普遍较高，介于0.529-0.821之间，除个别题项(q19、q20)负荷值较低以外。故可认为本量表具有良好的结构效度。

(二)验证性因子分析及模型的构建

本研究采用SEM进行验证性因素分析，以考察数据和结构的拟合程度，结果如图2所示：

图2 中小学教师信息技术应用能力结构图

从图2中可以看出，在各个观察变量(题项)与潜变量(分类因子)之间的负荷值均大于0.4，这表明项目对因子的解释力度均较好，通过Amos结构方程软件进行模型的验证，发现各拟合指标符合要求，模型拟合良好(如表6所示)。

表6 中小学教师信息技术应用能力结构模型拟合评估表

验证结果显示，绝对拟合指数(CFI=0.932)和相对拟合指数(TLI=0.911及IFI=0.932)均在0.9以上，近似误差均方根(RMSEA=0.078)在良好(0.05-0.08)范围内，各个拟合系数均达到理想标准，这表明问卷的结构清晰，模型拟合效果很好。

四、研究结论及讨论

(一)教师信息技术应用能力在技术层面的具体解释

我国已有的关于教师信息技术应用能力的《能力标准(试行)》将教师信息技术应用能力分为技术素养、计划与准备、组织与管理、评估与诊断、学习与发展5个维度，侧重的是教师如何应用信息技术优化课堂教学以及如何应用信息技术转变学习方式；美国教育传播与技术协会于2012年颁布的《AECT标准(2012版)》主要是从知识内容、教学法内容、学习环境、专业知识与技能、教学研究等5大维度来制定具体的信息技术应用能力标准[12]。国内外基于这些标准的研究都是基于信息技术的教育、教学层面，更加侧重利用信息技术进行教学的过程和教学策略及方法。本研究得出的结构模型是根据教师需掌握的信息技术具体类型进行分类划分的，更加侧重技术层面的特点。

通过对《中小学教师现代信息技术理论和技术应用状况》问卷数据结构进行因子分析，研究表明构成中小学教师信息技术应用能力的主要因子有：

因子一：常用办公软件及多媒体应用能力，主要包括：能用Word或WPS对文档进行排版编辑，图文混排；能用Excel进行数据统计分析；能用PPT整合教育资源；能利用网络查找和下载资源；能利用网络与他人交流与共享；能用相机、扫描仪等设备采集素材；能正确操作多媒体设备等。

因子二：网络课程开发与设计能力，主要包括：能用微课进行预习、复习及教学的各个环节；能设计开发网络课程开发与设计能力；能概括网络学习平台的功能与特点。

因子三：数据分析及数字化能力，主要是指一些专业性较强的定性和定量数据分析能力以及数字化能力，比如：能利用SPSS等统计软件进行数据分析；能利用NVivo等质性软件进行教学分析、质性分析；能对影像加工处理、能够实现音频数字化；能操作数字化实验设备等技能。

因子四：移动终端应用能力，主要包括：能用移动终端进行学习、教学或辅导交流；了解翻转课堂教学模式；能用电子白板进行教学。

因子五：信息技术基本理论与方法的掌握及应用能力，主要包括：了解计算机基本组成及功能,能根据需要配置电脑；能解决包括外围设备在内计算机系统基本技术问题；可以准确地描述出教育技术的概念与内涵；掌握教学媒体的评价方法。

最终，形成了由5个维度，32个题项所组成的教师信息技术应用状况量表，经过严格的设计与检验，本量表的建立适用于中、小学，城市、农村，新任教师、经验型教师等各个学科所有类型的教师。

(二)对《能力标准(试行)》的微观解读

我国于2014年颁布的《能力标准(试行)》在“应用信息技术优化课堂教学”和“应用信息技术转变学习方式”这两个方面以及技术素养、计划与准备、组织与管理、评估与诊断、学习与发展这5个维度分别提纲挈领的指出了中小学教师需具备的技术素养与能力，但该标准并未规定应掌握的具体技术、技能或软件、设备、仪器等，不便于实践中教师教学应用，也不便于对教师信息技术应用能力的考核评价与教师培训的实施。本研究的结构模型及其因子、指标更利于教师有针对性地在课堂教学中有的放矢地应用相应技能，同时也便于进行信息技术技能训练以及教师培训和评价。比如，在常用办公软件及多媒体应用能力这一因子中，明确指出了应掌握的办公软件是Word、WPS、Excel、PPT等，相应要掌握的技能是对文档进行排版编辑，图文混排、能用相机、扫描仪等设备采集素材、能正确操作多媒体、整合教育资源等；再比如在数据分析及数字化这一因子中，指出了建议掌握的软件是SPSS和NVivo，相应的技能分别是定量的数据分析以及质性分析。本研究的因子及其指标指明了仪器设备或软件及相应技能，更加具体微观。

五、结语

本研究所得的中小学教师信息技术应用能力五因子结构模型，与《能力标准(试行)》的总则和基本理念趋于一致，是《能力标准(试行)》在技术层面的微观解释与解读。能力标准(试行)》是根据教师教育教学工作与专业发展为主线，将信息技术应用能力划分为技术素养、计划与准备、组织与管理、评估与诊断、学习与发展五个维度。本研究所得模型是根据教师在具体实施和操作过程中，所需掌握的信息技术具体类型，是针对技术层面的特点而划分维度的。本研究所得出的因子模型，为《能力标准(试行)》在实践中顺利实施，提供了现实依据和补充参考。本量表对于中小学教师信息技术应用能力的提升、教师专业发展以及教师培训都有一定的辅助和借鉴作用。

[1]教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)[DB/OL].http://www.moe.edu.cn,2015-09-17.

[2]教育部.教育信息化十年发展规划(2011-2020)[DB/OL].http://www.moe.edu.cn,2012-03-29.

[3]教育部.中小学教师信息技术应用能力标准(试行)[DB/OL].http://www.moe.edu.cn,2014-05-27.

[4]教育部.关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)[DB/OL].http://www.cac.gov.cn/2015-09/10/c_1116521091.htm,2015-09-17.

[5]谢安邦.教师教育信息化与教师信息素养的提升[J].教师教育研究,2004,(5):8-12.

[6]董艳,桑国元,蔡敬新.师范生TPACK知识的实证研究[J].教师教育研究,2014,(3):36-43.

[7]张屹,刘美娟,周平红等.中小学教师信息技术应用能力的现状评估——基于《中小学教师信息技术应用能力标准(试行)》的分析[J].中国电化教育,2014,(8):2-7.

[8]张屹,马静思,周平红等.中小学教师信息技术应用能力现状及培训建议[J].中国电化教育,2015,(1):104-110.

[9]赵可云，亓建芸，陈武成. 基于B-PDS的中小学教师信息化教学能力培养模式研究[J].电化教育研究,2015,(5):114-120.

[10]天津市教育委员会.2014-2015学年初天津市教育事业统计信息快报[DB/OL].http://www.tjmec.gov.cn/show.jsp?informationid=20150 3190938016136&classid=200907221125456475,2015-03-19.

[11]吴明隆.问卷统计分析实务——SPSS操作与应用[M].重庆:重庆大学出版社,2010.

[12]袁磊,侯晓丹.美国《AECT标准(2012版)》与我国《中小学教师信息技术应用能力标准(试行)》的比较研究[J].中国电化教育,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，讲师，研究方向为课程与教学论(kyymail@163.com)。

吴立宝：副教授，硕士生导师，研究方向为课程与教学论(wlb0723@163.com)。

王光明：教授，博士生导师，研究方向为课程与教学论、教师教育等(bd690310@163.com)。

2016年1月20日

责任编辑：宋灵青

1006—9860(2016)05—0126 —06

* 本文系天津市 2013年度哲学社会科学规划课题“卓越教师专业成长影响因素研究”(课题编号：TJJX13-009)阶段性成果。