国内教师数字素养的可视化分析

汪俊忠,陈丽敏,黄志进,袁丽芳

(1.广东机电职业技术学院电子与通信学院,广东广州,510515;2.广东财贸职业学院经济贸易学院,广东广州,510445)

数字素养对处于数字时代的教师而言至关重要,也成为近年来实践领域与学术界关注的热点之一。在推进教育数字化转型过程中,教师扮演着不可或缺的核心角色。《教育部关于实施第二批人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》强调,要积极推进人工智能、大数据、第五代移动通信技术(5G)等新技术与教师队伍建设的融合,高等学校要重点推进提升教师技术素养与应用能力、推进教师大数据建设与应用等重点工作。[1]与此同时,关于教师数字素养的研究逐步增多并逐渐深入。关于数字素养的早期实践和研究主要集中在发达国家,如美国、德国等,不少国家和地区已在教育领域内针对数字素养出台了实施指导方案或政策,并且取得了一定成效。我国对数字素养的培育仍处于起步阶段,梳理我国关于教师数字素养的研究热点与趋势,具有重要的理论意义和现实意义。本文运用CiteSpace科学知识图谱软件,深入梳理当前我国教师数字素养的研究现状和演进路径,同时揭示未来的研究动态和趋势,为同行学者提供未来研究的思路参考。

一、研究设计

(一)研究方法与数据来源

CiteSpace是一种适用于多元、动态、分时的信息可视化技术,已成为科学计量学普遍应用的新方法之一。本文借助CiteSpace 6.1.R6对教师数字素养的相关研究文献进行关键词共现、聚类、突现、时间线图等可视化分析,探析教师数字素养在国内的研究热点和研究趋势。本文基于中国知网数据库,将检索条件设置为主题含“教师”AND“数字素养”,检索截止时间设置为2022年12月31日,剔除与研究主题无关的资讯、选题指南、期刊介绍、投稿说明和无作者的文献后,最终获得280条有效文献数据。

(二)文献基本概况

1.发文时间与发文数量

数字素养最早由Eshet-Alkalai正式提出[2],随后在图书馆研究领域得到发展。发文量趋势梳理结果如图1所示。国内关于教师数字素养的研究最早出现在2006年。在2018年以前,相关研究成果较少且增长趋势不明显。但随着新一代信息技术发展并逐步与各行各业深入融合发展,尤其是近年来数字经济快速发展,以及2019年底因疫情的突发而致使授课模式由线下转到线上,均凸显了数字素养对数字时代的教师发展具有不可忽视的重要性,并迅速成为学术界的一大研究热点方向,且至今仍尚待深入探究。

图1 发文量趋势图

2．核心作者与合作网络图谱

图2 作者合作网络图谱

二、研究热点、研究内容与研究趋势

(一)研究热点

关键词的频次和中心度分析是探究该领域研究热点的重要方法。运行CiteSpace软件,将Threshold设置为6,可得如图3所示的关键词共现图谱。同时,综合考虑词频和中心度,选取排名前33位的关键词,结果显示,当前国内关于教师数字素养的研究高频关键词主要有“数字素养”“人工智能”“高等教育”“信息素养”“翻转课堂”“教师”“信息技术”“提升策略”“高校教师”“数字化”“数字技术”“智慧教育”“人才培养”“信息科技”“影响因素”“挑战”“教学设计”“数字教育”“数字时代”“数字经济”“新兴技术”“欧盟”等。其中,“数字素养”的中心度高达0.99,与其他关键词存在共现关系;其次是“翻转课堂”(中心度0.15)、“人工智能”(中心度0.09)、“高等教育”(中心度0.09)、“教师”(中心度0.07),这说明学者对上述研究热点尤为关注并且在相关领域已取得一定的研究成果。同时,“信息素养”“信息技术”“提升策略”“高校教师”的词频相对较高但中心度偏低,说明目前围绕这四个领域开展的教师数字素养研究仍然较少,尚待进行更为深入的探析。

图3 关键词共现图谱

(二)研究内容

聚类分析侧重探究聚类间的结构特征[3],聚类编号数字越小,代表聚类规模越大,所包含的关键词越多。运行CiteSpace软件进行关键词聚类图谱分析,通过LLR算法共得到55个聚类,模块值Q=0.6963,大于0.3;聚类结果结构显著,平均轮廓值S=0.8748,大于0.7,聚类结果信度较高。综合考虑提取聚类规模size≥5的前13大聚类,得到如图4所示的13个聚类,依次为:#0数字素养、#1影响因素、#2翻转课堂、#3人工智能、#4数字经济、#5智慧教育、#6高等教育、#7数字移民、#8学习分析、#9数字教育、#10乡村振兴、#11未来教室、#12中学教师。进一步分析教师数字素养聚类的详细热点,可得到当前国内关于教师数字素养的研究内容主要聚焦在以下五个方面。

图4 关键词聚类图谱

1.教师数字素养影响因素与实施路径探究

信息技术的快速发展以及数字经济时代的到来,促使学术界和教育实践都强调教师数字素养在未来提升教育质量工作中的重要性,尤其是在人机协同的新型教学角色、个性化教学规模化、数据驱动下的教学效能、数字伦理等方面将发挥重要价值。[4]然而,不少研究表明,当前我国教师普遍存在教师数字胜任力标准不统一、教师数字技术与学科教学的整合能力薄弱、数字环境中教师网络安全意识缺乏、教师数字技术的应用能力和创新意识不足等诸多问题[4-6],教师数字素养提升整体效果不明显。未来加快提升教师“数字+教学”实践技能是促进教育数字化转型至关重要的一个环节。[7]已有研究认为可通过教学设计[8]、教学评价体系[9]、课程建设[10]、专业建设、学科建设[11]等方面系统地提升教师数字素养,其中关于中小学教师[12-13]和高校教师[14]的数字素养评价标准和提升路径均开展了探讨,且以中小学的实践和理论探讨居多。此外,有学者提出提升教师数字素养要重视大数据,分析挖掘教师教学、工作过程中所产生的海量数据,为教师教学设计和教学决策提供数据支撑与教学评判的实证,进而促进教师数字素养的提升。[15]总的来说,教师需要提高数字胜任力,在数字化资源、教学和学习、赋能等方面为学生提供支持。[16]

2.教师数字素养与翻转课堂研究

翻转课堂在现代教学过程中扮演着至关重要的角色,尤其是混合式翻转教学模式可将翻转课堂与混合式教学进行有效结合进而实现不同教学模式间的优势互补。然而,实施翻转课堂或混合式翻转课堂的一大挑战是教师的数字素养不足。近年来,学者围绕翻转课堂展开了激烈探讨,提出在推进翻转课堂以及混合式翻转课堂的教学模式过程中要注重教师数字素养的提升。关于如何提升教师数字素养的研究,则较多围绕外语教师的数字素养提升,例如,方义桂认为可通过线上与线下学习相结合提升教师数字能力,提高课程设计和课堂活动有效性,打造优质“双师”教学团队等多维度提升教师数字素养。[17]

3.教师数字素养与国外数字教育研究

信息技术的迅速迭代发展,使得信息技术成为驱动教育变革的重要力量,也使得数字素养成为未来教师的重要核心素养之一。研究国外数字教育实践路径,进而为我国数字教育转型发展提供启示和经验借鉴,成了一大研究热点。数字素养最早的实践和研究主要集中在发达国家,例如,为解决欧盟成员国之间数字教育不均衡、教师数字素养不足、在线教育大规模紧急使用引发的诸多问题等,欧盟委员会发布《数字教育行动计划(2021—2027年)》,这是欧盟继2018年颁布首份数字教育行动计划后的第二份计划,该计划聚焦于数字教育中运用数字技术开展教与学以及培养学习者的数字能力。[18]此外,欧盟经过不断探索和实践,总结出七个教师数字素养框架的核心构成要素:数字化教学、数字化内容创造、数字化交流协作、数字化安全、数字化评估等。[19]为缩小数字化时代可能引发的教育差距,德国联邦政府和州政府达成共识,启动数字教育战略,并在德国联邦政府和州政府召开的教育委员长会上发布战略文件《数字世界中的教育》。[20]学者对国外数字教育经验的探讨,为我国教育数字化转型的实践提供了启示与借鉴。

4.教师数字素养与人工智能研究

人工智能成为推动新一轮科技革命与产业变革的核心驱动力,彰显出变革教育的巨大潜能,例如,人工智能扩展学习支持服务功能,为开放教育发展增添动力。[21]但这也使得教师面临着职能和角色、数字素养和教学能力等多方面的挑战。因此,如何提升教师数字素养成为应对人工智能带来的诸多风险的重要一环。张大伟认为教师应从重新定位角色、提升数字素养以及人机协同发展等方面来积极应对人工智能的挑战。[22]在提升数字素养基础上,许亚锋等人提出了以融合数据素养和AI素养为基本属性的教师数智素养是教师应对挑战的必然选择,未来应该围绕一组“数智核心实践”培养教师数智素养,不断促进教师数智知识、技能和信念的发展[23]。

5.教师数字素养与乡村振兴研究

乡村教师是乡村教育与乡村振兴的重要力量,是我国实现教育现代化的重要组成部分。教育数字化转型对乡村教师发展是机遇也是挑战。乡村教育依旧是我国教育发展的短板,其中尤为突出的问题是乡村教师数字化教学创新水平显著低于城市教师,乡村教师数字化教学胜任力不强,乡村教师数字素养不足。[24]乡村教师数字素养欠缺成为制约乡村教育振兴的首要问题,如何提升乡村教师数字素养成为学术界研究的一大热点。黄小倩等人认为应从数字政策提意识、数字资源促公平、协同主体降成本、数字素养优行动四个层面探寻教育数字化转型背景下乡村教师专业发展的路径,为乡村教师专业发展创造新的红利,实现乡村教育振兴。[25]其中,教学资源在支持乡村学校数字化转型成功方面发挥基础性作用。因此,王静贤等人认为让乡村教师广泛充分地应用数字资源开展教学,是实现乡村学校教育的高质量发展的重要一环。[26]在未来乡村振兴背景下的乡村教师数字素养提升仍是一个值得深入探讨的重要话题。

(三)研究热点和趋势分析

图5为2006—2022年教师数字素养相关研究的关键词突现图谱,共14个突现关键词。

图5 关键词突现图谱

由图5可知,2018年是教师数字素养研究热点的转折点。2018年以前,研究热点聚焦在“翻转课堂”“幼师生”“学前教育”“数字课堂”“学习者”“高等教育”“新兴技术”等领域,这时期的研究热点以教师数字素养的现状、核心要素、趋势等基础研究为主,其中,关于“翻转课堂”的研究持续时间最长。2018—2022年这一阶段则着重关注教师数字素养提升的影响因素、应对策略以及提升措施,这一时期的研究热点主要聚集在“应对策略”“教学模式”“影响因素”“数字能力”“智慧教育”“信息素养”“提升策略”,其中“数字能力”“信息素养”“提升策略”仍是接下来一段时间教师数字素养研究的重要热点方向。

时间线视图可以展示聚类的历史跨度和各聚类之间的关系。在关键词聚类图谱的基础上,对教师数字素养的相关研究成果进行时间线视图分析,得到如图6所示的结果。结果分析显示,2018年以前已出现了以下聚类:#0数字素养、#1影响因素、#2翻转课堂、#3人工智能、#4数字经济、#5智慧教育、#6高等教育、#7数字移民、#8学习分析、#12中学教师,而#9数字教育、#10乡村振兴、#11未来教室三大聚类则出现在2018年及以后。其中,聚类#0数字素养在关于教师数字素养的研究演进路径中发挥着最重要的影响,基本上与大多数聚类共同出现,并且该聚类出现在2007年,是最早出现的一个聚类,从2007年起学者对教师数字素养的研究也逐渐增多。截至目前,#0数字素养、#1影响因素、#3人工智能、#4数字经济、#5智慧教育、#9数字教育六大聚类仍是当前以及未来研究的重要方向,尤其是#1影响因素聚类中的“信息科技”和“现状调查”,#3人工智能中的“职业教育”和“智能教育”,#5智慧教育中的“新课标”和“义务教育”,这几大关键研究热点从2021年起得到了学者的高度关注,将是未来需要深入探索的领域。同时,虽然#10乡村振兴这一聚类的影响力较低、与其他聚类的关系不强,但这一聚类出现于2022年,并得到了学者较多的关注,说明未来关于乡村教师数字素养与乡村振兴的相关研究将是一大研究热点。此外,#2翻转课堂、#6高等教育、#7数字移民、#8学习分析、#11未来教室、#12中学教师这些聚类的研究热度从2022年开始逐步趋冷,说明过往研究较多且基本上已取得了趋于稳定的研究成果,未来可探索的空间较为局限。

图6 相关研究成果的时间线图

三、研究结论与研究建议

(一)研究结论

首先,从发文数量趋势和核心作者合作网络分析可知,从2006年出现第一篇相关研究至今,目前有关研究已取得了基本的研究成果,并在近年来得到了学者的高度关注。但已有研究中的大部分作者并未建立起合作关系,尚未形成核心作者合作网络,未来关于教师数字素养的相关研究仍有待丰富和完善。

其次,从时间维度来看,国内的教师数字素养研究可划分为两个阶段。第一个阶段是2006—2017年的萌芽阶段:互联网时代到来,教育信息化改革促使学术界和实践界关注教师数字素养,众多学者从教师数字素养的现状、核心要素、趋势、重要性等角度出发展开探讨。第二个阶段是2018—2022年的起步阶段:大数据、物联网、5G、人工智能等新一代信息技术迅速迭代发展,推动了教育数字化转型,教师数字素养已被公认为是教师未来的核心素养之一,从这一阶段开始,学者开始关注教师数字素养的影响因素、应对策略和提升策略,这些关注点在当前及未来一段时间内仍会是热议话题。总体而言,当前国内关于教师数字素养的研究尚未到达巅峰阶段。

最后,基于关键词进行共线和聚类图谱分析结果可知,教师数字素养的研究视角主要聚焦在影响因素与实施路径、国外数字教育启示、翻转课堂和人工智能,但基于中国情境下的“信息素养”“信息技术”“提升策略”“高校教师”“现状调查”“职业教育”“智能教育”“新课标”“义务教育”“乡村教育”“乡村教师”的相关研究仍相对不足。

(二)研究建议

教师数字素养已成为学术界和实践界关注的焦点,研究成果尚待丰富和完善。综合上述文献分析,未来可从以下几个角度深入研究教师数字素养。

1.基于中国情境的教师数字素养的现状和实践路径研究

虽然教师数字素养的话题提出已有一段时间,国内学者对国外数字教育实践经验研究进行了诸多探讨,为国内实践提供启示和借鉴,但缺乏基于中国情境的现状探究和实践路径研究。关于我国教师数字素养的现状研究和实践路径研究仍是一个值得持续探讨的重要话题。

2.教师数字素养的影响因素与提升策略研究

多数已有的研究成果强调了数字素养对教师未来发展的重要性,但已有研究仍处于“现状+启示”阶段。当前我国教师普遍存在着数字技能实操能力低、不同地区教师的数字素养水平参差不齐、乡村教师数字素养和数字资源不足等问题。教师数字素养培育整体上收效甚微,教育数字化转型及数字技能人才培养对教师提出高水平数字素养的“需求”与当前教师数字素养严重缺失的“供给”之间形成矛盾关系,且缺乏可推广复用的实践路径。因此,如何提升教师的数字素养仍是一个亟待解决的重要课题。同时,当前研究中的实证研究相对缺乏,采用实证研究验证和考究已有研究成果将是未来开展研究的重要切入点。

3.教师数字素养与人工智能研究。

数字素养提升是一项系统的复杂的长期工程。随着人工智能等新技术的出现,人工智能时代的到来在教育领域掀起了一场新的技术革命,教师数字素养与人工智能之间也存在诸多尚待解决的命题,例如,教师如何为人工智能驱动教育做好准备[27],从而助推我国发展和推进“人工智能+教育”的工作。