中小学教师信息技术应用能力培养模式实证研究

张 艳

(乐山师范学院 法学与公共管理学院，四川 乐山 614000)

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》中提到“信息技术对于教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略”[1]，从“革命性影响”和“战略”等词我们能充分地体会到教育信息技术化的重大意义。在这个教育信息化的过程中，教师的地位与作用处于这个过程的中心地位[2]。由此，国家先后开展了两轮全国中小学教师的信息技术能力培训，而且各个省、市、甚至区县和学校还单独组织了信息技术的相关培训和研修。根据2019年《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2.0的意见》[3]和2020年四川省中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0实施方案(川教函〔2020〕266号)[4]中要求“开展教师信息技术应用能力培训(每人5年不少于50学时，其中实践应用学时不少于50%)”。在教育信息化2.0时代，中小学教师的信息技术能力如何呢？如何更加有效提升他们的信息技术应用能力呢？

为了确切掌握中小学教师的信息技术能力，笔者在2021年对地处西南地区的四川、重庆、云南、贵州等省市的1500名中小学教师进行了“中小学教师信息技术应用能力自评工具”线上测试[5](以下简称“自评工具”)，该工具来自全国中小学教师信息技术应用能力提升工程执行办公室。在抽样的过程中采用了随机抽样和分组抽样。在学校的选择上，小学为主，兼顾初中；城区为主，兼顾乡镇；在样本教师的抽样中，需要考虑样本个体的基本属性特征的覆盖面，如任教学科，年龄，教龄，性别，学历层次等[6]。在考虑到样本上述特征的基础上进行随机抽样。在利用“自评工具”测试的基础外，笔者和项目组成员对50位教师进行了访谈，主要进行开发性问题的谈论，内容是教师对信息技术培训的态度、意见和建议等。

自评工具从两方面和五个维度来评价被试的信息技术应用能力，其结果如图1所示。无论是从优化课堂教学的角度(0.43)还是从转变学习方式的角度(0.36)来看，被试技术素养方面缺乏必要的自信，也可以理解为他们缺乏必要的信息技术技能。这样的技术水平与多次的培训有些让人意外，这说明信息技术培训的效果不是很显著。当我们与教师访谈时，得知培训取得了不小的成绩，让教师的信息技术能力提升了不少；但仍存在一些问题，如有的培训内容他们不感兴趣，集中培训时理论的课时有点多，他们对学到的技能难于转化为应用，也难于内化为他们的能力素养，异地培训时可能与他们的教学工作冲突，等等。那么如何克服这些问题？

图1 信息技术应用能力自评结果

一、研究方法

(一)研究设计

在我们的访谈中，当被问及他们希望培训的内容时，被访者都罗列他们感兴趣的内容，项目组因四川省教育综合改革试点项目“现代信息技术与教育教学深度融合改革试点”，对试点区域的教师进行了自下而上的订单式培训。由参训学员讨论决定他们的培训主题，时间安排，培训地点；项目组负责选派相应的学科专家前往培训和指导。

在验证一种方法是否有效时，笔者使用了准实验的研究方法，为此笔者设计了实验组和对照组(G1/G2)，把60位参加培训的教师随机分配到两个组，每组各30位，并测试所有参训学员，测试结果作为前测(M1/M2)，通过T检验和卡方检验来检验两个组的起始状态的差异是否显著[7]。实验组采取自下而上的培训模式；对照组采用传统的自上而下培训模式。为了减少其他影响因子，为两个组指定了相同的培训模块，即专题1素材的处理与加工(T4)和专题2多媒体课件制作培训(T5)模块[8]。实验组的学员将在这两个模块内自定学习的具体内容、软件和制作案例，自行确定课时的分配；指导教师在一些共性的问题上可以进行讲解和演示操作。另一方面，对照组则严格按照《中小学教师信息技术应用能力培训课程标准(试行)》(以下简称《课程标准》)的内容和课时安排，主要采用讲、练结合的形式进行。通过两个组的前测和后测(M1′/M2′)，并对比其提升的分数来检验培训效果的差异显著性，使用单侧T检验比较两组平均分的差异性，并使用回归分析来比较各种影响因子对差异的贡献大小[9]。本研究的思路和结构如图2所示。

图2 研究思路结构

(二)实证的多视角性

在准实验研究中，若样本是被随机分配到对照组(G1)和实验组(G2)，则可以认为这两个组没有差异或差异并不显著[10]。笔者在组建对照组和实验组时，采用了随机分组的方法。另一方面，笔者也对所有的被试进行了前测，以获得他们的初始水平(S1)，通过笔者对前测数据的检验，也证明了两个组并无显著差异。所以，随机分组和前测起到了互证的作用。另外，即使G1和G2的初始水平存在显著差异，但笔者关注的是G1的变化量(D1)和G2的变化量(D2)，所以本实验研究无需满足它们的初始水平相同这一条件。两个视角的逻辑关系如图3所示。

图3 两个不同视角的逻辑关系

三、研究过程

为了便于读者了解本研究的轮廓，笔者把整个研究过程划分成了5个阶段，如图4所示。为了提高培训的效果，在整个培训过程中都安排了1位主讲教师和1位辅导教师。前测和后测的测试题目来自第三方(四川省电化教育馆)的测试题库，两次测试的题目难度相似，题目不同，两个组的题目是相同的。题目都是标准化的，由判断题、单选题和多选题组成。

图4 研究流程图

(一)培训对象

笔者采用随机分组的方法组建了对照组和实验组，各自由30位被试组成。这60位教师均为四川省某市的中小学在职教师，涉及到中小学的各个学科、各个年龄段的老师，既有来自城区的学校，也有来自乡村的学校。

(二)培训内容

本研究的培训内容取自教育部发布的《中小学教师信息技术应用能力培训课程标准(试行)》(以下简称《课程标准》)，该《课程标准》主要包括应用技术优化课堂教学、变革学习方式、支持教师发展等三个维度，分别包括15、9、3个专题内容。根据教师的需求和研究的方便，在本研究中仅选取了2个专题内容开展培训。

专题1：处理和制作数字化资源，即利用相应的软件工具处理和制作文本、图片、动画、音频和视频，10课时。

专题2：制作多媒体课件，16课时。

上述2个专题的具体培训内容在《课程标准》中也有明确具体的规定，在自上而下的培训中，严格按照《课程标准》中指定的内容和课时开展培训；在自下而上的培训中，笔者根据参训教师的具体需求进行了重组和调整，具体对照如表1所示。

表1 培训内容和课时

(三)时间安排

培训从2021年9月到12月期间，每个周五的下午前往实验学校开展培训，具体安排图如表2所示。

表2 时间安排表

(四)培训过程

在培训过程中，两个组在课时总量、培训时段、培训地点和授课教师等方面都是完全一致的，为了让相同的授课教师便于开展培训，两个组在培训时间错开进行。两个组的差异在于培训模式的不同，即表现在对于培训内容的处理，对照组是严格按照《课程标准》开展培训授课，实验组是根据参训教师的需要进行授课。

1.对照组的培训

对照组的培训内容及顺序、课时安排都与《课程》标准完全一致，在培训过程中，对于操作性强的内容采取讲、练交替进行的模式，教师讲和演示的时间约占60%，讲完一个技能将会留40%的时间给学员自行练习；对于理论性的内容，则采取讲座的形式进行；对于那些操作复杂或者综合性的技能，则采取边讲边练、小步子进行的模式，当大部分学员完成了练习教师将进入下一个内容的学习，如果有1/3及以上的学员无法完成练习，教师将会再讲解一次或换一个例子重新示范。整个培训以讲授、演示、示范为主，学员练习为辅。

2.实验组的培训

在培训之前，教师将会通过问卷、座谈等形式让参训学员提供希望学习的内容(这些内容属于专题1和专题2)，根据这些内容，教师设计一个综合性的任务。为了提高学员学习的积极性，任务需要具有真实性和适用性的特点。从学员提出的学习需求，并根据专题1和专题2的内容，教师为学员设计了一个综合性任务：根据自己所任教的学科，设计、开发一个多媒体课件作品。考虑到任务的复杂性和难度，同一个学科的3-5人组成一个学习小组，合作完成一个作品。相同学科的学员在同一个小组便于他们确定课件的内容和高质量地完成教学设计；每一个组员将承担一定的任务，比如组员A收集处理图片，组员B设计制作动画，等。但是由于样本容量太小，部分学科无法独立成组，这样就把相似的学科放在同一个组，比如科学+信息技术组，音乐+体育+美术组，等。

接下来，教师利用1个课时为学员讲授开发多媒体课件的流程。让学员在2课时内通过讨论选定本组课件内容主题，并完成教学设计，知识的呈现方式和表达方法也需要在教学设计中完成。

在整个任务中，最复杂、耗时最多的工作就是收集制作课件所需要的各种多媒体素材。其中涉及到文本、图片、声音、视频、动画的设计与制作，至少涉及到五种不同软件，鲜有学员对上述各种软件都熟悉的，这就凸显了分组、分工的重要性和意义。组员之间、各组之间都可以相互学习、取长补短，当小组内遇到共同性的困难时，辅导教师将为该小组及时提供必要的帮助和支持。如果有两个以上的小组遇到了相同的困难时，教师将对整个班级统一进行讲解、演示、示范。这也体现了自下而上的模式，学员提出，教师讲解。

在完成上述素材收集与制作后，接下来是把这些素材有机整合，使之成为一个优秀的多媒体课件作品。整合素材的软件很多，和前面的模式一样，学员根据小组的学科特色和组员情况自行选择整合软件，比如PowerPoint、Flash、Prize、几何画板、iebook等。

作品完成后，就是作品的展示与分享。每一个组的展示者由各组组员自行推选，每一个作品要求在10分钟内完成展示。本环节的主要目的是让学员学会数字资源的分享意识和技能，数字资源的评价技能。在展示中其他学员和教师都可以提问，展示者和其他组员都可以回答，甚至是操作技术展示。这样能更好地促进各组之间的交流和相互学习。对于展示中出现的问题、技术故障、需要提高的地方，就是最后一步的学习内容——多媒体课件的调试、修改、完善，对于完善提高后的作品还需要在课堂教学中试用。

上述实验组的整个培训流程和时间安排如图5所示。

图5 实验组培训过程流程图

四、数据分析

(一)对照组和实验组的基本信息及分析

笔者采用随机分组的方法组建了对照组和实验组，各自由30位被试组成。对于可能影响培训效果的显性因子中，笔者从年龄、性别、任教学科、学校、学校地理位置和学校层次(小学/初中)等因子进行了分类和对比，具体组成情况如表3所示。

表3 两个组的基本组成情况

为了检验上表中两个组的组成成分是否存在显著差异，笔者使用卡方检验。卡方检验要求样本的容量大于5，这样的卡方检验结果才可靠。从上表可知，样本有年龄、性别、学校层次和学校位置4个属性分类满足该条件。为了检验这些属性是否存在组间显著差异，需采用双侧检验。其Pearson卡方双侧检验结果如下：Sig.(性别)=0.789，Sig.(年龄)=0.436，Sig.(学校层次)=0.573, Sig.(学校位置)=0.573，上述值均大于α值(0.05)。故两个组的性别组成、年龄构成、学校层次和学校位置四个属性均不存在显著差异。由于学科和学校两个因子中，存在大量小于5的样本类别，故不能使用卡方检验其构成的差异性。

(二)组内前后测数据对比分析

对于测试结果，笔者首先比较同一个组的前测和后测的差异。这里需要检验对照组的后测分数是否显著地大于前测分数，故采用单侧检验，检验结果如表4所示。

表4 对照组的前后测数据分析

虽然后测的平均分(M1'=73.3333)高于前测的平均分(M1=69.0667)，但是这样的差异并不具有统计上的意义，因为从表4可知其显著性值(Sig.=0.0931)大于0.05。即可以认为对照组的分数并未显著地提高，其提高的值为：

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

另一方面，后测的平均分(M2'=78.2000)极其显著地高于前测的平均分(M2=69.5333)，因为其显著性值(Sig.=0.0016)远小于0.05。即可以认为实验组的后测分数得到了显著地提高，其提高的值为：D2=M2'-M2=78.2000-69.5333=8.6667。那么实验组的提升值与对照组的提升值是否存在显著性差异呢，即D2与D1之间的差异是否显著？

(三)组间前后测数据对比分析

从上面可知对照组的提升值D1=4.2666。实验组的提升值D2=8.6667，虽然从平均值上看，实验组的提升值高于对照组的提升值，但这样的差异是否存在统计学上的意义？并且上述两个值是一个平均值，仅能说明每一个被试的平均分数提高了一个值，不能说明每一个被试提升这个值的概率是多大。所以，这就需要进行统计检验。计算方法是先计算两组中每一个被试的提升值，再对比两组被试的提升值的差异性；这里需要单侧检验来验证实验组的提升值显著地大于对照组的提升值，统计结果如表5所示。

另外，为了验证两个组的初始水平是否相当，笔者对所有被试进行了前测，并采用了独立样本的T检验，设定的显著性水平为α=0.05，即95%的置信区间。在培训结束后，笔者再次对所有被试进行了后测。这里需要的检验带有方向性，即检验实验组的平均分是否显著地大于对照组的平均分，所以这里需要做单侧检验。但SPSS中的T检验只能做双侧检验，故笔者使用了另一种统计软件GraphPad Prism进行检验，并作如下的假设，两次检验结果如表5所示。

表5 组间前后测检验

H0： M1≠M2，M1'≥M2'

H1： M1=M2，M1'

注：M1为对照组的前测平均值，M2为试验组的前测平均值；M1'为对照组的后测平均值；M2'为试验组的后测平均值。

从表5可知，两次方差齐性检验的显著性值Sig.分别为0.333和0.425，均大于0.05，所以两次检验方差相等，即方差齐性。第一次检验中，双侧检验的显著性值Sig.=0.892，即p=0.892，α=0.05，所以p值是远大于α值的。这样拒绝H0假设，即可认为两个组的平均分不存在显著性差异。第一次的单侧检验的显著性值Sig.=0.0338，即p=0.0338，α=0.05，所以p<α，这样拒绝H0假设，即实验组的平均分显著地高于对照组的平均分。通过分析前测数据可知，两组之间的平均分不存在显著差异，而分析后测数据表明存在显著差异，这就证明了实验组采用的自下而上的培训方法能显著地影响培训的效果。

另外，从上表可知其p<0.01，即实验组的提升值显著地大于对照组的提升值。可以说明自下而上的培训对学员测试分数的提高值大于自上而下的培训。虽然笔者在分组中采用的是随机分组，且检验了两组中各因子的差异性，但笔者为了从多角度证明这个结论，认为仍有必要在下一节中进行方差分析，以便清楚地比较各个因子对于上述结论的贡献值，或者通过各种检验来排除其它因子对这个结论的影响。

(四)各个因子的回归分析

为了对比分组、性别、年龄、学校、学校位置、学校层次和学科等各个因子对差异值的影响力，笔者进行了因子间的效应检验——一般线性模型的单变量分析，统计结果如表6所示。从表中可知，在7个因子中，组别之间的差异最显著，*p=0.025,达到了显著的差异水平；同样还有学科之间的差异也达到了显著的程度，其他的5个因子的差异远大于0.05，这也再次证明了组别的差异是引起后测差异的主要原因之一。

表6 各因子的间效应的检验(因变量：提高值)

五、研究结论

(一)自下而上确定的培训内容满足参训教师的培训需要

在笔者前期的摸底调研中，准确了解了潜在参训学员的基本情况和信息技术应用能力预备情况，这为后期的实验培训提供了重要的参考。在两个组别的培训中，对照组的培训内容是严格按照《课程标准》确定的；实验组的培训内容是由参训学员根据培训目标自行选定。在培训过程中，笔者发现对照组学员虽然出勤情况良好，但是他们总是学习《课程标准》规定的内容，按照授课者的进度和节奏进行学习，这使得参训教师对学习内容不甚理解。实验组学员对他们自行选定的培训内容富有兴趣，专注于学习内容对他们教学工作的实践意义。经过前后测数据的对比分析，也证明了参训学员自下而上自主选定的培训内容能更好地满足学员的学习需求。

(二)自下而上的任务驱动式培训提高参训教师的参与性

通过对培训过程的观察，笔者了解到，在自下而上的整个培训过程中，参训学员始终积极主动地参与培训；在培训伊始，将培训需求相似、相近的学员放在同一个学习小组[10]，各小组根据《课程标准》的模块要求，可以自行选择具体的内容、软件、资源等进行研习；在培训过程中，培训者设计的真实的且富有挑战性的任务，能紧紧地吸引住学员，在面对一个复杂困难的任务时，他们将以小组合作学习的形式来共同解决问题，他们也充分地相互学习；在整个小组也无法解决的问题时，培训者将及时地给予辅导和帮助；另外，这些真实的学习任务，多数都是由参训学员培训之前提出来的，培训者则是把这些问题整合到相应的《课程标准》中，这些问题也是他们在自己的日常教学中经常遇到的；最后，这种基于校本的培训为他们学以致用提供了环境保障，他们学会的技能随即应用于他们自己的真实的课堂教学中，这样的运用将驱动他们主动学习，转变为学习的内驱力[11]，变“要我学”为“我要学”。形成对比的是，自上而下的培训对学员的需求缺乏准确的把握，有的培训内容他们并没有多少兴趣，且一刀切的模式也无法满足每一个学员的需求，导致到了培训的后期出现了部分学员缺勤的现象。

(三)自下而上的订单式培训提高培训目标达成度

在相同的培训内容基础上，实验组参训教师自行选择学习内容的载体——综合项目设计与实现；在课前，实验组参训教师列出他们感兴趣的课程软件工具、他们对各种教学工具的关注点、自己任教学科与所学信息技能之间的关联性等。在实验组开展这样订单式培训，在培训过程中学员表现出了更高的积极性和主动性；在培训结束后，通过比较实验组和对照组的培训效果显著性可知，实验组的技能提升更加显著。

笔者在对主要影响因子(组别)分析的基础上，检验了所有自变量对因变量(提升值)的影响效应。通过对比前后测可知，两个组的平均测试分数都有一定的提升，其中实验组的提升幅度达到了显著水平。两个组是通过随机分组形成的，且经过检验得知两个组的初始水平相似，各因子也基本被平均分配到两个组，即使有差异也均未达到显著水平。则两个组最大的差异在于分别采用了不同的培训方式，所以可以认为正是由于培训方式的差异造成了两个组间培训效果的显著差异，即自下而上的培训效果显著地优于自上而下的培训。从线性检验的结果可知，自变量组别之间的差异最为显著，即可认为组别培训效果差异的贡献系数最大，这也再次验证了自下而上培训模式能更显著地提升参训学员的信息技术技能。

六、研究局限

限于篇幅，笔者不能对每一个二分变量(非组别)、组别和测试之间的关系一一做对比分析或检验，因为对于一个二分变量而言，如性别有“男”“女”两个值，组别有对照组和实验组两个组，测试有前测和后测两次测验，这样每一个二分变量同组别一起则需要8次差异性检验和对比分析，即2×2×2=8。并且对于学科和学校这两个名称变量而言，则需要做方差分析，但有的类别中样本数量太小，也失去了做方差分析的前提和意义[11]。

本研究是在S省LS市的几所中小学校中进行的，样本容量也仅有60人，笔者并未进行大面积的实证研究，所以本研究的结论未必适用于其他地区和学校。

另外，从表6可知，学科这个因子(*p<0.05)之间也存在显著差异，即不同学科在同一个培训中，他们的提升值存在显著差异。笔者认为这里存在两种可能：其一是由于本研究中，有不少学科的样本数量太少(少于5这个下限)[12]，甚至出现了零样本的情况，如3位音乐教师全都在实验组，导致对照组没有音乐教师。其二可能是不同学科的中小学教师在信息技术学习方面存在显著差异，这需要专门的研究进行论证。