中小学教师数据素养工具应用现状调查研究*

魏琪轩 龙美霖

广东德诚科教有限公司 广州 510630

0 引言

随着互联网、人工智能等信息化手段的迅猛发展，大数据逐步成为国家级战略资源，大数据技术也日益成为推动教育信息化前进的关键助力。在教育教学活动中，教师的数据素养对教育教学各方面产生的积极影响已被教育工作者逐渐认可并开展了广泛的探索研究工作。教师作为教学过程中的引导者与决策者，能够有意识地挖掘数据、分析数据、读懂数据并应用数据，继而基于数据调整教学方案和教学策略，对学生学业质量提升和教师专业发展有着双重价值。“教师数据素养的培养有助于教师适应数据驱动的文化，增强教学领导力；有助于教师科学决策教学，提升教学绩效；有助于教师适应科研的第四范式，促进科研成果产出。”[1]

1 研究背景和研究问题

通过搜索和梳理文献可以发现，我国有关教师数据素养的研究起步较晚，在2012 年开始出现相关研究，到2014 年开始研究文献数量呈现迅速上升的趋势[2]。我国研究者研究的重点主要围绕教师数据素养的能力结构模型以及数据素养能力提升策略和路径两个大主题。关于中小学教师能力提升课程建设及其实践应用项目的研究比较少，关于哪些数据素养工具适用于中小学教师学习使用的研究则更加匮乏。

数据素养工具的学习和使用，作为数据素养能力的重要一环，对于提升中小学教师数据素养整体能力具有深刻的实用价值。基于此，本研究开展了针对中小学教师数据素养工具应用情况的调查研究，深入调查数据素养工具的应用情况，了解教师常用的数据获取、统计分析、处理、可视化操作的方式方法，明确在实践运用过程中存在的问题以及数据素养能力发展的诉求，为中小学教师数据素养提升及培训课程设计提供参考。

2 调研设计

2.1 调查问卷的设计

本调查根据教师数据素养的内涵，采用自编的《2022 年广东省中小学教师数据素养工具应用现状调研问卷》进行。问卷的研制充分运用了文献研究、专家论证等方法，以数据素养工具的使用情况为核心，设计了“中小学教师基本信息”“数据素养基础认知”“数据素养工具应用情况”和“数据素养发展需求”四个维度，其中“数据素养工具应用情况”维度中包含数据的采集与获取、数据的处理与分析、数据的可视化操作三个方面。经专家讨论审定后，共设定了28 个问题用于本问卷。

2.2 调研的实施

本研究的研究对象为中小学教师，选取了广东省不同地区的中小学校教师作为调研对象，采用问卷调查的方式进行匿名调查，借助中小学教师培训的机会对相关教师发放在线问卷。共回收1 210 份问卷，其中有效问卷1 114 份，有效率约为92%。

2.3 调研对象概况

根据调研对象问卷中填写的基本信息部分，整理调研对象概况如表1 所示。

表1 调研对象基本信息情况

就调研对象的基本信息统计情况来看，本研究调研的对象以中青年教师为主，比较能够代表近十年教师队伍主要力量的想法和现状。教师所在的学校区域有一半属于县镇地区，三成属于农村地区，能够一定程度上反映经济和教育资源分布相对缺乏的地区教师数据素养的现状。

3 调研结果与分析

3.1 中小学教师普遍认可数据素养的重要性，但缺乏系统的工具和方法指导，提升的积极性不高

中小学教师对数据素养的基础认知是数据素养意识层面的问题，“教师数据素养是教师得以在教学中用数据说话、用数据发现、用数据决策、用数据评估、用数据管理、用数据反思、用数据创新的根本前提。”[3]正确积极的基础认知能够调动教师的主观能动性来积极提升自己的数据素养。调研显示，有43.06%的教师认可数据素养是教师专业发展的重要支撑；有53.64%的教师感受到数据素养对课堂教学质量提升有一定的帮助，说明大多数教师都能够体会到数据素养为教育教学活动带来的助力。对于教育教学中产生的数据，九成的教师已经意识到这些数据的重要性，但是，有36.31%的教师不知如何收集和分析处理数据，对数据初步的处理流程不清晰；有41.9%的教师处于对数据收集和处理方法和工具把握不当的阶段，对工具的选择和正确应用不了解；仅有13.97%的教师能够灵活收集和处理分析数据。就参加数据素养能力提升培训的主观态度上看，有51.82%的教师愿意积极寻求多渠道来提升自身的数据素养，48.18%的教师不太愿意参加相关培训，或是被动地按照上级的要求来参加相关培训。总的来说，虽然中小学教师都具备基本的数据素养意识，但大部分教师在数据收集及处理分析方面存在困难，缺乏系统的方法指导，而且对于参加数据素养的培训积极性相对缺乏。

围绕教师的数据素养意识，本研究还分别以所在城市（不同经济发展地区）、学校所在区域（农村、县镇、城市）、教龄（不同教师专业发展阶段）为自变量进行了交叉对比，P值均大于0.05，显示不同地区、不同经济发展水平、不同专业能力发展阶段的教师数据素养的基本认知情况没有显著差异。一方面说明，教育资源分布均衡的趋势越来越明显，另一方面也说明对教师整体信息化能力、数据素养能力的前期培养和培训工作是富有成效的。这与2022 年9 月教育部召开的“教育这十年”系列发布会的报告一致，报告提到“教师工作与信息化不断融合创新，促使教师信息化教学能力大大提升，推进了教师数字化学习和教学工作，全国教师队伍实现了量质齐升”[4]。

3.2 中小学教师对于教学活动全流程产生的数据普遍重视，但大部分依旧采用较为传统的方式方法进行采集

信息化的数据采集工具能够帮助教师快速获取数据，大大提高课堂效率[5]。调研数据显示，中小学教师对教学全流程的各种数据，如学情数据、学习过程数据、教学质量数据等关注度相当，均达到了50%以上。本研究结合卡方拟合优度检验分析了各种采集方法的差异性，发现经济相对发达地区城市的中小学教师对于传统和现代化的教育数据采集方式方法没有显著差异，P=0.219 ＞0.05。但经济欠发达地区城市的调研数据显示，P=0.042 ＜0.05，表明该市的教师对于观察与记录类等相对传统的数据收集方式使用得更为普及。出现以上结果的原因，一方面可能与经济发展水平相关，经济欠发达地区的城市对于教育基础设施以及智慧教育平台的建设投入不足，另一方面反映出这些地区的教师对于智慧平台的使用和接受度相对欠缺，可能也缺乏系统科学的培训和实践指导。单俊豪等人[6]的调查研究也显示，目前我国基础设施配置优质率较低，经济欠发达地区的教育基础设施仅能够保障网络的覆盖、常规硬件设施的配备，而相对高阶的智慧教学平台或智慧校园设备设施和数字学习资源的个性化支持力度较差。可见，经济欠发达地区的教师受限于硬件条件，不得不较多采用相对传统的数据采集方法。翟雪松等人[7]在我国教育信息化现状的研究中也发现，我国大部分经济欠发达地区中小学教师信息化理念不强，教学依旧习惯于传统的方式，不善于借助智慧化的工具和设备简化并科学化教学活动。

3.3 中小学教师数据分析工具使用能力普遍较差，缺乏更为客观和科学的数据分析

借助数据分析工具来处理和分析教学活动中的数据，“通过对信息的整合、预测及内在对理性价值追求，能够实现教学设计的数据引导与科学预测、教学互动的即时决策与个性引导”[8]。本研究统计了中小学教师对于数据分析工具的使用，选取其中较为突出的三个问题进行了数据分析，以各选项的普及率与响应率作比较，数据如图1 所示。从图中可以看出，教师普遍使用较为基础的数据统计功能和最为简单直观的数据分析方法来处理和分析教学数据。在问到教师“使用数据处理和分析工具时您遇到过哪些困难”时，教师们普遍反映的困难是不会选择合适的工具，还有部分教师反映仅仅会使用EXCEL 的一些基础数据处理功能。综合来说，教师们对于数据分析工具基本只用到了其中一些基础统计功能，对于数据的解读和分析大多还是依靠主观经验判断，缺乏科学性和客观性。

图1 调研对象统计数据的使用情况

3.4 中小学教师具备基础的数据可视化工具使用能力，但数据多样化的呈现能力有待提高

“图形化、可视化数据，可以帮助人们快速地耦合异构数据、理解内容、发现规律、交流信息”[9]。借助可视化工具呈现数据，可以将教学活动数据原本的抽象化变具象化，能够帮助教师快速且准确地定位问题并明晰问题背后的成因。调研结果显示，94%的教师通常都是选择EXCEL 软件来实现数据的可视化。最常用的可视化图形是直方图、饼图和折线图，选择使用组合图形的教师不足9%。教师们对于可视化图形工具的使用存在的问题点也各不相同：有42%的教师认为自己缺乏使数据可视化的思维和意识，有33%的教师不知道用什么工具制作图表；有36%的教师不会选择最合适的图表类型；有24%的教师不会制作组合图形。由此可见，中小学教师关于数据可视化，以及多样化的呈现能力还有待进一步提升。

3.5 中小学教师对自身数据素养能力认识较为清晰，理论和实操方面均需提升

数据素养能力的培养和提升能够帮助教师科学客观地进行教学决策，为教育教学质量的提高带来正向作用[10]。调查研究的过程也是帮助教师自我审视的过程，发现不足，才能有针对性地提高。调研数据显示，有65%的教师认为自己最缺乏的是数据的基础理论知识，包括教育数据的类型、属性、统计学的基础知识等。同时，分别有49%、40%和34%的教师认为自己的数据收集和管理能力（常用的方式和工具类型，使用方法等）、数据处理与分析能力（解读教学数据指标与含义，撰写分析报告及解决对策等）和教育数据可视化能力（常用的类型和应用方法，工具的使用等）较为薄弱。

具体数据工具的学习需求分析方面，本研究借助了主观权重分析的方法，根据教师们的选择，统计了所列选项在教师们心中所占的主观权重，如表2 所示。可见，中小学教师最迫切想要学习的数据工具还是EXCEL、SPSS 等数据分析处理工具，其次是智慧课堂平台和数据的可视化工具。

表2 调研对象培训需求点权重比例

培训形式方面，调研数据显示，中小学教师认为最有效的培训方式分别是专题讲座、案例分析和实操演练的方式，可见教师倾向理论与实践相结合的培训方式。

4 研究结论与建议

4.1 研究结论

通过对调研结果分析可以看出，目前中小学教师的数据素养意识相对薄弱，数据素养工具使用能力尤为欠缺，一方面是对数据素养工具的选择存在困难，无法把握最佳的数据素养工具，另一方面是数据分析的方法不够科学和客观。许多教师对数据素养工具的运用尚停留在较为初级的阶段，亟需系统化的数据素养工具使用方法的指导。

调研结果同时也显示，中小学教师对自身数据素养的认知较为清晰，不但需要提升数据的理论知识，同时还需要提升数据收集和管理、数据处理和分析、数据可视化等方面的技能。

4.2 对策与建议

教师数据素养提升是一项系统工程。本研究聚焦数据素养工具的应用，结合调研数据反映的问题，为中小学教师数据素养能力的提升提供参考建议。

4.2.1 培训形式注重理论与实践的结合，达到学以致用的目的

调研结果显示，大部分教师已经具备一定的数据意识，掌握了一定的基础数据理论知识，但是理论知识与应用脱节，这也使得教师更倾向理论与实践相结合的培训方式。教师们需要能够解决实际教学问题的技能，实现理论知识到问题解决办法的转化才是关键。

因此，培训形式需要注重理论与实践的结合，将教师的理论知识学习与知识内化应用相结合，通过任务驱动的方式达到学习目标[11]。在培训中，通过设置问题任务，采取自主探究、小组合作、交流研讨等多种方法，最终达到解决问题的目的。在解决问题的过程中，也会探究发现解决问题的多种途径，帮助教师发散思维，拓展数据素养的应用能力，达到学以致用的目的。

4.2.2 培训内容的设置需要瞄准教师的具体需求，体现应用性、操作性

调研反映出教师自身数据素养能力的不足点和对发展的需求，基本聚焦在数据工具的应用上。例如，从“运用哪种数据分析方法更能科学地反映学生的学习和偏科情况？”“哪种可视化工具是最合适的数据呈现方式？”等问题的数据可以看出，教师大多缺乏系统化的数据素养工具和研究方法的指导。因此，在培训内容的设置上，一方面，需要系统地介绍有哪些常用的数据素养工具和分析方法，数据分析结果如何运用；另一方面，可以在培训前预先收集教师们在教学活动中的常见问题，在培训中通过实际案例的分析，结合系统化的方法指导，为教师提供解决实际问题的思路和方法，实现培训内容的应用性和操作性，弥补教师数据素养能力的不足点。

4.2.3 关注和开展中小学教师数据素养微能力微认证的相关研究，推动教师数据素养的个性化学习

“微认证（Micro-credentials）是教师个性化专业发展的一种新形式，在基于能力、个性化和小规模的前提下，为教师提供了一个更加个性化的学习系统。”[12]目前我国学者关于教师微认证的研究已日益深化，并应用到了教师专业发展的多个领域。微认证以教师的实践成果作为能力达成的“证据”，“重视学习者的个体兴趣与自主意识，同时又兼容了教师在多种情境下发展能力的可能性，为教师能力认证提供多元化选择，既体现能力为本的教育理念，也彰显支持教师发展的开放思路”[13]。教师的数据素养是一个复杂而庞大的能力体系，依据一定的标准将其拆解成若干精准的、可测量评估的微能力点，并研究制定每个能力点的考核评估标准体系。

这样的教师能力认证体系一方面能够有效满足教师需求、实现个性化发展；另一方面也方便分享和传播，适合应用于教师数据素养能力的培养。依据构建的教师数据素养微能力认证体系来设置开发相应的培训内容，通过在线开放学习平台，教师可以根据自我评价的结果和实际需求，选择对应的能力点课程进行自主学习，从而推动教师数据素养实现个性化、精准化的提升。

4.2.4 营造数据素养氛围，调动教师积极性，内外因共同发力促进数据素养能力的整体提升

调研数据显示，虽然中小学教师已经具备一定的数据素养意识，但是有接近五成的教师对于提升数据素养的积极性相对缺乏。同时，调研也显示教师能够清晰认识到自身数据素养能力的不足。

面对这种情况，学校和区域层面可以协同构建整体的信息化环境，通过营造良好的校园文化、数字化设施配备，或是举办数据素养技能竞赛，让教师能够认识到自己正处于信息技术飞速发展的时代，感受到掌握数据技术的紧迫感，认识到提升数据素养的重要意义，从外部环境上推动教师数据素养发展。从培训活动和教师个人层面，需要加强与专家、其他教师的经验交流和教学反思，可以将自己运用数据素养开展教学的经验与遇到的问题向专家和其他教师进行求教和分享。

当一个个能力的不足点被弥补，学习诉求被满足，能推动教师获得自我满足感，激发教师学习和提升的内生动力。通过这样的数据素养氛围的营造，让内外因共同发力，调动教师提升教学数据素养能力的积极性，使教师愿意并乐于提升数据素养，通过数据驱动教学创新。

5 结束语

大数据技术对未来教育教学活动的助力将日益提升，中小学教师学习和掌握大数据知识，提升自身数据素养是大势所趋，尤其是对数据素养工具的了解和使用是广大中小学教师最迫切、最契合实际的需求。结合教师们的实际需求完善培训课程的设计才能够更好地帮助教师提升自身专业发展能力，适应未来教育的发展，真正成为未来教育科技浪潮的中流砥柱。

本研究聚焦教师数据素养工具应用的现状调查，以期对中小学教师数据素养的提升及培训课程设计提供参考意见。但本研究由于实际调研情况的局限性，调研对象80%为小学和幼儿园教师，调研结果不足以代表初中和高中教师的实际数据素养需求。在未来的研究中，课题组也将力争丰富样本数据，并配合调研访谈的形式进一步完善补充本研究。