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教师数据素养的内涵、发展困境及提升策略 原创 王大伟 吕立杰

 清源渭水 2023-07-19 发布于山东
作者信息

王大伟/东北师范大学教育学部博士研究生,东北师范大学附属中学高级教师;

吕立杰/东北师范大学教育学部博士生导师、教授。

本文摘要

提升基础教育教师队伍的数据素养,是推进教育数字化全面转型的前提。研究从教师数据素养的内涵出发,针对当前教师数据素养提升理论与实践研究中教师数据素养实践研究缺位、教师数据素养观念滞后、数字工具支持力度较低等发展中的困境,在基础教育教师数据态度、数据意识、数据知识、数据技能、数据思维和数据伦理六个维度上有针对性地提出了教师数据素养的提升策略。

当前,区域链、人工智能、大数据等新兴数字技术正影响着人们的经济生活,各行各业数字化转型的步伐不断加快。《新时代基础教育强师计划》提出:“要进一步挖掘和发挥教师在人工智能与教育融合中的作用。”基础教育教师队伍的数字化建设是推进教育数字化转型的关键动力。新时代办好人民满意的教育的宗旨、大数据时代教育数字化飞速发展的背景与广大人民群众对优质公平教育的美好期盼,都对基础教育教师队伍的数据素养提出了新要求和新挑战。教师数据素养的发展是一个曲折的、与时俱进的和充满困难的过程,这不仅需要教师进行艰难探索,更依赖于整个教育体系的观念变革和体制转变。

一、教育数字化转型背景下教师数据素养的内涵分析

(一)教师数据素养的含义

随着数字技术与教育的融合发展,以及信息化教学的广泛应用,国内外教育领域学者对教育数字化转型进行研究,并围绕教师数据素养的概念界定、培养方式、试点项目等展开讨论。有学者将信息素养、统计素养、评估素养与数据素养进行联系与对比,探究教师数据素养的本质及其在教学实践中的意义,认为数据素养是其他几种素养的拓展,和处理其他类型的信息相比,处理数据更为复杂。教师数据素养目前存在较为权威的概念界定:教师通过收集、分析和解释各种类型的数据,从而将信息转化为可操作的教学知识及实践的能力,从而达到改善学生学习习惯的目的。有学者则是在数据素养构成要素方面展开了系统的研究,不仅分析了数据素养的构成要素,还将数据伦理和数据意识纳入数据素养的体系,提出了教师数据素养评价模型。

在梳理了国内外众多学者的研究后,结合我国基础教育教师队伍数据素养的现状以及《新时代基础教育强师计划》文件的指示精神,在新时代教育数字化转型探索阶段,教师数据素养的内涵可以作出以下几方面理解:第一,在教育数字化转型背景下,教师的数据素养是一项必备的专业技能;第二,教师的数据素养技能既包含观念层面的内容(态度、意识、思维、伦理),又包含能力层面的内容(知识、技术);第三,教师的数据素养必须服务于教学、服务于学生发展。因此,本文将教师数据素养定义为:在教学过程中,教师以积极的数据态度、敏锐的数据意识,在遵守数据安全法规的前提下,运用数据思维、借助数字技术以采集、分析处理各种类型的教育数据,做出精确的教学评价与教学决策,从而提升优化教学模式、提高学生学习成绩和学习效果的综合能力。

(二)教师数据素养的维度

有学者认为,教师的数据素养主要包括数据意识、数据能力和数据伦理等三大要素。还有学者认为教师数据素养分为意识态度、基础知识与核心技能三个层次。综合上述概念界定及现有研究成果,新时代教师数据素养提升至少应该满足以下六方面要求:态度积极、意识敏锐、基础知识扎实、核心技术熟练、有用数据解决教学问题的思考方式、有正确的数据安全法制观。因此,我们将教师数据素养分为六个维度进行探究,分别是:数据态度、数据意识、数据知识、数据技能、数据思维和数据伦理。教师数据素养各维度内嵌式教学过程的模型见图1。

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数据态度是指教师对数字技术与教育融合的看法、对教育数据应用的态度。对待数据的态度特别考验教师的主观能动性,它直接影响着数据的收集、分析处理、分享和呈现的过程以及最终结果。教师队伍是教育数字化转型的中坚力量,教师群体对数据的态度和变革决心,直接关系着学校的教育数字化转型能否顺利进行。教师需要在完成日常教学任务的同时,兼顾专业发展,合理安排时间学习如何运用数字技术,从而达到促进教学与数字技术融合发展的目的。所以,教师对数据和数据背后所揭示的教育问题持积极、严谨的态度,是进行数据驱动教学工作的前提。

数据意识是指教师对教育过程中产生的数据的觉察力和关注程度、对数据及其背后蕴藏价值的敏感性。数据意识包括数据主体意识、数据获取意识、数据共享意识、数据更新意识、数据安全意识以及数据人才意识等。良好的数据意识能够帮助教师在教学实践中敏锐地捕捉到有价值的数据,将看似寻常的数据挖掘出有用的数据信息。

数据知识是指运用大数据技术的理论知识,包括数字技术教学工具的使用方法、不同类型数据的转换方法、使用规范、数据技能特点等专业知识。数据知识是数据技能的基础。数据知识与学科专业知识的结合能帮助教师改变对数字技术的看法,加深对教育数字化转型的理解。

数据技能是指教师借助数字技术将教育数据转化成有效信息,并合理运用数据的能力,包括运用数字工具的能力、数据采集能力、数据分析处理能力、数据应用能力、数据决策能力。数据技能的内容比较丰富,是教师运用到教学实践中最关键的能力。数据技能的分类及具体表现见表1。

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数据思维是指教师在数据驱动的教学研究和实践中,逐渐形成的用数据解决教学问题的思考方式,具体包括问题导向思维、量化互联思维、创新变革思维、批判性思维。数据思维受数据知识、数据技能与教学实践相结合的影响,同时也影响着数据态度和数据意识。数据思维的养成是教学从经验向实证转变的重要一步。

数据伦理是指教师在使用数据的过程中,需要严格遵守相关规定,注意数据安全,时刻提高警惕,不得泄露学生数据,树立正确的数据安全法制观念。数据伦理是教师职业道德的一部分,是教师数据素养的基础准则。教师必须重视信息和数据的安全问题,否则将面临相应的法律责任和道德压力。

二、教育数字化转型背景下教师数据素养的发展困境

根据教育数字化转型实践场域的分析可以看出,教育数据价值的发挥尤其依赖于教师的数据素养水平。从学习空间构建、学习活动设计、学习指导干预和学习评估等角度来看,教师在教育数字化转型的专业实践场景中,担当活动设计者、课堂组织者、促学者等角色(见图2)。教师数据素养的水平不仅影响教育数据价值的发挥,而且关系着教育数字化转型的推进程度。然而,我国教育数字化转型尚处于起始阶段,教师队伍数据素养的发展还面临诸多困境。

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(一)教师数据素养实践研究缺位

近年来,国内关于教师数据素养的研究成果有所增加,对教师数据素养的发展具有一定的指导与借鉴意义。然而,大部分研究都停留在分析教师数据素养的现状、内涵、价值等理论研究方面,缺乏系统的实践体系构建。在现有的实践研究中,有研究者对教师数据素养评价体系进行了探究,但由于受时间、资源、学校硬件等因素的限制,导致模型在不同情况下的通用性和准确性大打折扣。还有研究者对教师数据素养的培养模式进行了探究。但是,由于数据分析不全面,建立的培养模型适用范围不够广,不能根据学校实际情况、教师个人情况进行自适应优化调整,设计的项目实践流程不够完善。除此之外,还有一些研究者开展了项目引进、数据文化等方面的研究,但项目试行缺少支持,或者存在数据样本缺乏说服力等不足。

综合来看,当前我国关于教师数据素养的实践研究范围窄、层次浅、不健全,一定程度上影响了教师数据素养的发展。在未来的研究中,应逐渐对评价体系的构建、培养模式、项目引进等方面展开全方位探索,进一步优化研究设计和布局,丰富数据采集渠道,拓展研究深度,对教师数据素养发展的理论与实践寻求坚实的理论支撑。

(二)教师数据素养观念滞后

教师队伍是教学改革最关键的力量,教师的观念是自身数据素养发展的重要影响因素。这些观念涉及数据态度、数据意识、数据思维、数据伦理等多个方面。目前,虽然大部分教师意识到了数字技术融合教育的必然性、教育数据分析的必要性,却因为缺乏相应的数据分析观念,从而无法将教育数据充分运用到课堂教学中。

有研究者指出,教师队伍中存在着畏难心理与失败情绪,一部分教师怯于尝试新技术,认为自学数字工具过于浪费时间,使用时寄希望于技术人员,忽视自身专业能力的发展。也有学者针对教师在技术工具使用过程中遇到的困难开展了访谈研究,发现部分教师虽然学会了技术工具的使用,但思维模式跟不上教学模式的变化,数据意识相对薄弱。更有部分教师担心过于依赖数据,将对传统的教学价值观造成不利影响。还有研究者在研究中发现,部分教师数据使用的积极性不高,在教学活动中并没有转变角色。例如,不能挑选线上课程资源和辅助知识资源分享给学生,不能做到线上线下融合教学,同时缺少对教学数据使用的反思与总结。此外,面对工作和发展数据素养的双重压力,教师心理负担重、任务难,缺乏时间和精力进行数据素养方面的实践。因此,部分教师对数字技术持消极态度,成了教师数据素养发展的阻碍之一。

(三)数字工具支持力度较低

数字工具是发展教师数据素养的前提,数字工具的支持可对营造数据文化、构建数字共享体系产生积极影响。然而,目前数字工具的普及和使用情况都不够理想,大部分教师反映教育教学工具所提供的数据不能满足日常教学需求,阻碍了中小学教师数据素养的形成与发展。

相关调查显示,接近半数学校缺少足够的资金引进成熟的数据工具(基础建设)与数字化管理系统。而且,数字技术的应用与普及存在发展不平衡的现象,表现在地区之间、学校之间和学科之间的差异。其中,农村和偏远地区的数字技术普及程度低和迭代速度慢,严重影响了教师的数字化教学实践。市面上数字工具种类多、样式繁杂,这为学校挑选数字工具增加了难度。值得注意的是,一些软件存在开发设计不合理、操作难度大,维修成本高、可靠性低等弊端,这些弊端间接增加了教师的抵触心理和负面情绪。此外,有的学校尝试自行开发数字工具,但忽视了与企业联合开发,最终收效甚微。“工欲善其事,必先利其器”,数字工具推广力度低,使用难度大,数字化管理系统缺少统一的标准和机构框架,这些不利因素直接影响着教育数字化水平的提升,并严重制约了教师数据素养的发展。

综上所述,我国教师数据素养的发展处于起步阶段,仍然面临诸如理论研究缺乏深度与广度、教师态度问题、数字工具贫乏等困境。导致相当一部分教师数据处理分析的知识和能力匮乏,数据观念水平偏低且两极分化等。基于此,为了摆脱教师数据素养的发展困境,构建发展新格局,本文将从教师数据素养的六个维度切入,分别提出针对性的提升策略。

三、教师数据素养的提升策略

(一)转变数据态度,提升教师数据运用的主动性

目前,一部分教师对教育部门和学校开展的新兴数字技术与教学融合的项目持观望或者质疑态度。其一,部分教龄长的老教师、乡村教师,已经形成了固定的教学思维方式,数据观念相对保守,不愿接触新技术,从而对新技术和教学的融合发展产生抵触心理。其二,教学过程中会出现数字工具性能退化、操作烦琐、突发故障不会处理,或者因为操作失误引起数据处理不当、误删除等现象,这些都会引起教师的失败情绪。从而导致教师数据态度消极,对数字技术持否定看法。

一方面,面对教师队伍中存在的抵触情绪与失败情绪,教育部门和学校可以由浅入深、由易到难地分析和讲解数字技术的基本内涵与使用价值,做好教师队伍的数据态度转变工作。其一,学校应重视教师的反馈,得到反馈后尽快开展实质性的行动,排解教师在使用数字工具过程中遇到的困难。其二,学校领导要理性看待教育与数字技术融合过程中教师的困境,理论与实践之间的矛盾,给予教师尝试的空间和时间,耐心引导教师转变数据态度。其三,制定相关政策,为教师减负。另一方面,教师应主动将自身数据素养的提升融合于数字化教学实践的整体过程中,不断尝试和探索,在实践中积累自信,加快自身对数据态度的转变。在自身提升数据素养的过程中改善心智模式,是克服抵触心理和失败情绪的关键。

(二)增强数据意识,提升教师数据运用的敏锐性

从根本上讲,数据使用意识的提升需要教师从观念层面解决三个基本问题:第一,教师需要意识到有数据可用;第二,教师需要意识到数据有用;第三,教师需要意识到自己能用。从这三个角度出发,可以从以下三个方面提升教师的数据使用意识。

首先,与传统的教育数据不同,教育数据化转型背景下的教育数据搜集和分析更加专业化、精细化和智能化。因此,教育管理部门和学校应着力搭建数据驱动教学环境,完善数字教育平台,为教师的教育数据搜集和应用奠定基础,从而解决有数据可用的问题。其次,在有数据可用的基础上,学校应定期组织数字技术赋能教育的培训,开展多种形式的教育与新技术融合试验课,为教师演示数据在教学中的具体应用,让教师近距离感受数据的作用。通过使用数据和未使用数据的课堂教学效果对比所形成的反差冲击教师固化的观念,激发教师使用数据的内生动力,从而从观念层面解决数据是否有用的问题。最后,当教师意识到数据在教育教学中的重要作用以后,就会进行自我效能评估,如果评估结果是自己有能力应对,才会在教学中产生数据运用行为。因此,应该为教师的数据运用实践进行系统的难度梯度设置,让教师先从简单的数据运用开始,形成成功经验,再不断接触更加复杂的数据运用实践,从而形成数据运用的高自我效能。此外,数据使用意识是在实践中通过不断学习总结而增强的,但大部分地区中小学教师实践机会较少,无法在实践中增强数据使用意识。因此,教育行政部门和学校应该大力推进教师数据运用的境脉化学习方式,为教师创建和创设连续、动态、真实的数据运用实践环境。

(三)丰富数据知识,提升教师数据运用的普及性

数据知识是数据技能的理论基础,是培养数据思维的前提。目前,数据知识的传授和考核方式不够成熟,这对教师使用数据的信心和行动都产生了负面影响。从数据知识的传授和考核方式入手,通过师范生的课程调整、在职教师分层培训、数据知识学习共同体建设和考核标准改革四个方面加强教师数据知识的学习。

首先,要抓住教师教育这个培养新时代教师的源头,解决根本问题。为培养适应未来数字化教学需要的新型教师,高校与教育主管部门可以改进师范生的培养模式,调整师范生的课程安排,把教育大数据处理能力纳入师范生基本功培养方案。在职前培训与实习中安排数字化教学实践内容,让师范生感受大数据带给教育的影响,提升师范生教育信息化应用能力。其次,要加强在职教师的分层培训,解决存量问题。教育行政部门和学校可以有效利用教师们对数字技术使用的反馈意见,有针对性地进行答疑,采用进修、线上听课等方式进行短期培训,丰富教师的数据知识,并在培训结束后建立分层分类测评体系,评估教师的培训情况,为强化后续的培训工作和教师教学实践工作做好铺垫。再次,要构建数据知识学习与研究共同体,拓宽数据知识丰富的空间和途径,解决方法问题。学校应积极开展数据知识学习与研究的团队共建,建立由校领导、班主任、青年骨干教师、技术人员组成的共同体,分工协作,探讨数字技术与教育融合的有效路径。青年教师作为数字环境下成长起来的一代,对数字媒体和数字产品的使用更具优势,在团队中可适当发挥这种优势,“以新带老”。最后,制定考核标准,形成数据知识学习和运用的有力导向,解决动力问题。学校可以尝试建立教师数据素养的考核评价标准,定期考核检验数据素养项目、试验课及教师在实际教学中数据运用的效果,通过考核和评价引导教师主动学习数据知识。

(四)加强数据技能,提升教师数据运用的有效性

数据技能是教师解释数据并将其转化为教学价值的最核心能力,也是目前教师数据素养最薄弱的环节。教师数据技能的提升除了师范生的课程调整、在职教师分层培训、数据知识学习共同体建设和考核标准改革四项措施外,还存在降低数据运用难度、提升数据运用效率两个特殊思路。

第一,优化数字技术工具性能,降低教师数据运用难度。教师的数据素养不高,不能片面地归因于教师能力和动机。有研究者指出,“目前阻碍教师有效应用数字技术的首要因素是缺乏成熟的软硬件设施和技术产品;其次是技术产品的资源服务及使用动机。”因此,设计开发教育大数据技术产品、优化软硬件设施性能是提升教师队伍数据素养的有效途径。其一,教育主管部门和校方可以通过自主研发设计,与信息企业联合研发、购入等方式,升级和更新教学大数据软硬件设备,让教师体验到“容易上手、用得顺手”,教师才不会产生抵触情绪,才能更高效地挖掘与利用教育大数据,实现对学生学习过程、学习情境的监测与诊断,做到对学生学习能力、学习结果的预测。促进精准教学评价,让教学活动更加智能高效。其二,教育主管部门在联合开发或购买技术产品时,尽量选择带有成熟数据分析功能的软件平台,这样教师可以直接导入数据进行统计分析,不需要进行二次数据处理,然后通过多种自适应加权模型对学生学习结果进行预测,并参考可视化的图表作出教学决策。这样既可以降低教师在数据分析方面的工作难度,也间接调动了教师研究与实践的能动性。

第二,搭建高效的数据管理系统,提升教师数据运用的效率。以往教学数据的管理权和使用权过于分散,不同组织之间缺乏合理的关联,存在数据孤岛的现象。同一个学生的各种考试数据,由诸多不同的组织机构管理,这些机构在数据采集、储存的方式,分析技术方面各不相同,导致教学数据共享与关联相当烦琐,给教学数据的管理应用带来了很大的困难。为了方便数据管理,让教师更高效地确定学生在不同学习阶段的学习状态,教育主管部门可尝试搭建多层级的教学云数据库系统,包括教育主管部门层级,辅助教育主管部门制定教育决策;教师层级,为教师精准教学提供支持;学生层级,学生可通过数据库信息掌握自己的学习成绩起伏,找准自己的短板,针对性地调整学习计划。此外,我国数字化教学资源和师资力量存在地区之间、城乡之间、学校之间、学科之间的不平衡。这种不平衡也会极大地限制数据使用效率。因此,大力推进偏远地区、乡村基础教育数字化转型,数字基础设施建设、教师队伍建设十分必要。随着数据管理系统性能的提升,教师数据运用效率必将不断提高,也必然会在一定程度上提升教师的数据技能。

(五)养成数据思维,提升教师数据运用的创新性

数据思维类似于一种思维惯性,是在教学实践中利用数据解决问题,通过不断总结和体会而形成的一种思维模式。随着数据意识的提升,数据知识的积累,数据技能的提高,数据思维也将逐渐养成。为此,学校需要营造良好的数据文化氛围,在这种文化氛围中,教师之间互相协作交流,教师对数据文化耳濡目染,则更容易养成自身数据思维。

第一,学校要引导教师用辩证的眼光批判性地看待教育数据,纠正教师队伍中数据盲从的错误思想,否则极易引发教师对数据的不信任。第二,学校要引导教师养成教学导向思维,将数据切实服务于解决教学问题,纠正教师队伍中存在的形式主义问题。“用数据说话”是数据量化思维的一个具体表现,前提是教师必须熟练掌握数据采集与分析流程,如利用智慧文具、智慧穿戴、智慧课堂情景采集学生课堂学习行为数据和考场行为数据,然后借助数据工具,全面记录学生知识掌握程度、学习兴趣、学习能力等成长轨迹数据,并进行多元建模的科学处理,生成成长轨迹变化图像,实现对学生的动态评价。与学生家长的沟通贯穿教学工作的始终,是教学工作极为重要的一环,也是数据量化思维的另一个具体表现。在与家长沟通的过程中,可以通过可视化数据与数据处理后的信息,向家长展示学生的学习效果,并根据学生个体实际提出规划建议,避免因泛泛之论而引起家长对教师工作能力的质疑。

(六)重视数据伦理,提升教师数据运用的规范性

2021年6月10日,我国颁布了《中华人民共和国数据安全法》,建立数据分类分级保护制度,规定教育主管部门承担教育数据安全监管职责,体现了我国政府对数据安全的重视程度。新兴数字技术在很大程度上超越了以往的分析技术,使用不当会侵犯学生个人的合法权益,导致严重的教学事故。教育行政部门应首先推动相关法律法规的制定,提高对教育数据使用的监督力度[27]。加强对数字工具市场的调控,防止出现技术垄断、恶意竞争等现象。值得一提的是,经常会有用户反映数字工具询问用户信息的现象,其中有一些恶意窥伺用户隐私的行径,教育行政部门应对这种现象严密监视及时制止并依法重惩。教育行政部门可以安排技术团队,尽量在产品早期设计与试验时做到严格把控,排除潜在的数据泄露隐患;制定产品使用规范,定期考核教师的业务能力,时刻注重保护被管理对象的隐私。

在数据使用过程中,教师应严格遵守使用规范,懂得数据伦理性和安全性原则,注意保护用户隐私。此外,使用数据但不能盲信数据,破除“数据万能论”“工具取代人工”等想法,充分相信学生的发展,不宜因学生历史数据而固化标签。

新兴数字技术为基础教育的许多方面带来了新变化,也为教师的数据素养提出了新的挑战。教师数据素养是新时代教师队伍建设的新要求,也是教师在教育数字化转型背景下必须拥有的一项综合能力。

我国教师数据素养的发展处于起步阶段,探索的初期难免遇到阻力和挫折,面对教师数据素养发展的困境,教师首先应树立正确的数据观念,勇于尝试新技术,并不断付诸教学实践,在实践中养成数据思维,强化数据意识,锻炼数据技能。教育部门和学校应组织分层分类培训,精准地提升教师数据能力和数据知识;同时要制定相关标准保证数据安全,做好教师的心理建设,及时解决教师队伍所反馈的问题,最终使数据素养高效服务于教学实践。

(本文编辑:蒲丽芳)

本文刊登于《中国教育学刊》2023年第七期,

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