我国初中生数字素养现状与培育策略-基于东中西部6省市25032名初中生的测评

/我国初中生数字素养现状与培育策略——基于东中西部6省市25032名初中生的测评【摘要】数字素养是数字时代公民必备的基本素养，初中阶段是学生素养发展的关键时期，培养初中生数字素养是提升全民数字素养的重要一环。依托2022年全国义务教育阶段学生数字素养测评项目，课题组编制了《初中生数字素养测试题》，并选取东中西部6个省市130多所学校的25032名初中生为样本，用以分析我国初中生的数字素养现状及不同群体间的差异。研究结果表明：《初中生数字素养测试题》区分度良好，难度适中。总体上，我国初中生数字素养得分均值为72.83，近55％的学生处于中等分数段；在数字合作与交流、数字化学习与创新、数字社会责任三个维度上表现较好，得分率均在80％左右，在计算思维维度上则表现较差，得分率不足50％。另外，初中生数字素养及其维度得分在不同群体间存在显著差异，东部地区的初中生显著高于中部，中部显著高于西部；女生显著高于男生；八年级学生显著高于七年级学生。未来应更加重视学生数字素养培育的政策引导和评价支撑，加大数字设备和资源的普惠应用，加强针对薄弱地区和学校教师的培训，不断缩小学生数字素养鸿沟。同时应提升信息科技课程质量，将数字素养培育与学科教学、校本课程相融合，提升教师数字素养，多管齐下共同推进学生数字素养提升。【关键词】数字素养；数字素养测评；培育策略；初中生；实证研究

一、引言 数字技术深刻改变了人们工作、生活和思维的方式，让所有人具备批判性和创造性地使用数字技术的能力，已成为各国政府重要的教育目标(兰国帅等，2020)。随着“数字中国”“数字经济”等一系列战略的推进，我国社会正快速迈向数字时代，以数字化、网络化、智能化为主要特征的新一代信息技术正全面融入人们生活的方方面面，进而重塑人们的生产、生活与学习方式。数字素养作为实现数字化转型的关键支撑，是信息素养在数字时代的典型体现(吴砥等，2022)和升级(潘燕桃等，2022)。 初中阶段作为青少年发展的重要阶段，是学生观念形成和素养发展的关键期，也是学生数字素养培育的重要窗口期，因此了解初中生数字素养水平现状并制定针对性的培育策略是数字业转型中必须予以重视的课题内容。课题组依托教育部教育技术与资源发展中心(中央电化教育馆)和教育部教育信息化战略研究基地(华中)联合开展了2022年全国义务教育阶段学生数字素养测评项目，围绕我国初中生数字素养这一研究主题对如下研究问题展开调研：我国初中生的数字素养现状如何?不同初中生群体的数字素养存在哪些差异?最后以数字素养测评结果作为循证依据，为推动我国数字创新型人才培养和数字素养教育提出针对性的策略。 二、研究设计 1.研究对象 本研究样本来自2022年全国义务教育阶段学生数字素养测评项目。该测评项目采用计算机在线答题的方式，于2022年6月上旬至2022年7月中旬，在全国31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团的70多个地市1300余所初中学校收集了22万余名初中生的数据。本研究选取了该项目数据相对集中的东中西部6个省市(东部：北京、江苏；中部：安徽、湖北；西部：陕西、贵州)七、八年级的25032份有效样本。有效样本在地区、性别和年级上分布均较为均衡，具有较好的代表性。 2.研究方法 在系统文献调研的基础上，笔者团队编制了《初中生数字素养测试题》，先在湖北省开展了小规模预测试，并根据预测试分析结果和专家审校，对测试题进行了多轮修改，最后将修改后的测试题用于全国大规模线上测评。本研究选取了东中西部6省市数据进行数据处理与分析，采用SPSS25.0和AMOS24.0软件，首先对《初中生数字素养测试题》的正式版本进行了有效性验证，随后对初中生数字素养及各维度得分进行了描述性分析，并分别以地区、性别和年级为自变量分析了不同群体的初中生在数字素养及各维度得分上的差异。 3.研究工具 (1)数字素养测评维度的确定 科学编制初中生数字素养测评工具，首先需要界定数字素养的内涵，确定数字素养测评维度。当前国内外各主要研究机构对数字素养内涵和要素的界定尚不统一。2011年美国图书馆协会将数字素养定义为使用信息和通信技术寻找、评估、创造和传播信息的能力，它需要认知和技术相关的技能(ALA，2011)。2014年英国联合信息系统委员会发布数字素养的七要素模型，认为数字素养包含媒介素养、信息素养、ICT素养、数字学术、学习技能、沟通与协作、职业与身份管理7个要素(JISC，2014)。2017年欧盟发布数字素养框架2.1版本，将数字素养概括为信息与数据素养、交流与合作、数字内容创造、安全、问题解决5个领域能力(CarreteroGomezetal.，2017)。联合国教科文组织在欧盟数字素养框架的基础上，增加了设备与软件操作、与职业相关的技能两个领域能力，进而形成了完善的《全球数字素养框架》(UNESCOInstituteforStatistics，2021)。2021年中央网信办在《提升全民数字素养与技能行动纲要》中将数字素养界定为数字社会公民学习工作生活应具备的数字获取、制作、使用、评价、交互、分享、创新、安全保障、伦理道德等一系列素质与能力的集合(中央网信办，2021)。《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》(以下简称《信息科技课标》)将信息科技课程核心素养总结为信息意识、计算思维、数字化学习与创新和信息社会责任四个方面。本研究主要参考《信息科技课标》与数字素养相关的核心要素，并结合国内外其他数字素养概念和框架，提出学生数字素养的6个维度，分别是数字意识、数字知识与技能、计算思维、数字合作与交流、数字化学习与创新和数字社会责任。其中，数字意识是个体对信息的敏感度和对信息价值的判断，主要包含信息感知、信息辨别与评价、信息安全、信息应用等；数字知识与技能是指个体习得的数字知识和掌握的关于数字设备、软件与工具的操作技能；计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在问题解决过程中设计的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动；数字合作与交流是指个体根据自身需要和目的，选取合适的数字工具或手段，安全、合理地与其他人或物进行分享、沟通、合作等活动的能力；数字化学习与创新是指个体在日常学习和生活中通过选用合适的数字设备、平台和资源，有效地管理学习过程和学习资源，开展探究性学习，创造性地解决问题；数字社会责任是指个体在智能社会中的文化修养、道德规范和行为自律等方面应承担的责任。 (2)《初中生数字素养测试题》的编制 当前国内外数字素养相关测评主要采用标准化测验、量表题和情境任务测试题等形式，其中标准化测试题和量表题因操作简便、设备要求低、测评效率高、可信度好等优势，常被用于大规模测评(董爱国，1993；李晓静等，2020)。本研究基于数字素养测评的6个维度，开展《初中生数字素养测试题》的编制工作，通过三轮小范围预测试分析结果修改测试题，最终形成了包含36个题项的正式版本。其中，数字意识、数字知识与技能、计算思维和数字社会责任四个维度为单项选择题，数字合作与交流、数字化学习与创新为李克特五级量表题，总分100分。为科学度量各维度的重要性，采用层次分析法计算数字意识、数字知识与技能、计算思维、数字合作与交流、数字化学习与创新和数字社会责任6个维度的主观权重，其值分别为0.14、0.08、0.17、0.15、0.21、0.25；采用CRITIC方法计算各维度的客观权重，其值分别为0.19、0.16、0.20、0.13、0.15、0.17；并通过线性组合赋权法得到各维度的组合权重，其值依次为0.16、0.12、0.19、0.14、0.18、0.21。 (3)《初中生数字素养测试题》的有效性检验 针对数字合作与交流和数字化学习与创新两个维度，使用SPSS25.0进行可靠性分析，两个维度的克隆巴赫α值分别为0.89、0.92，均大于0.80；同时利用AMOS24.0进行验证性因子分析，两个维度对应题项的因子载荷值介于0.58～0.83，均大于0.50，且验证性因子分析的模型拟合度良好，/df=92.14，RMSEA=0.06，RMR=0.00，GFI=0.96，AGFI=0.95，TLI=0.97，CFI=0.97，这说明数字合作与交流和数字化学习与创新两个维度的内部一致性信度和结构效度均良好。针对数字意识、数字知识与技能、计算思维、数字社会责任四个维度，采用通过率(P)和鉴别指数(D)来衡量题项的难度和区分度(漆书青，2002)。结果显示，所有题项的通过率介于0.25～0.89，超过60％的题项属于中等难度(P介于0.30～0.80)，难度适宜，且鉴别指数介于0.22～0.60，95％以上题项的鉴别指数大于0.30，区分度良好，这说明数字意识、数字知识与技能、计算思维、数字社会责任四个维度的测试题整体难度中等。综上可知，本研究编制的《初中生数字素养测试题》符合教育测量学要求，适用于科学研究。 三、研究结果与分析 1.学生数字素养整体状况 通过频数分布直方图及拟合高斯曲线可知，25032个初中生样本的数字素养得分整体呈负偏态分布，平均值为72.83，标准差为16.59，近55％的初中生的得分介于40分～80分，整体表现一般。 2.学生数字素养各维度表现 对初中生在数字素养各个维度上的得分情况进行分析可知：初中生在数字合作与交流、数字化学习与创新、数字社会责任三个维度上表现最佳，得分均值(得分率)分别为11.20分(80.00％)、14.21分(78.90％)、17.98分(85.60％)，得分率均在80％左右；数字意识、数字知识与技能两个维度表现次之，得分均值(得分率)分别为11.92分(74.50％)、8.26分(68.80％)，得分率均在70％左右；计算思维维度表现最差，得分均值(得分率)仅为9.27分(48.80％)，得分率不足50％。 3.不同群体的数字素养得分差异比较 分别以地区、性别和年级作为自变量，以数字素养及各维度得分作为因变量，使用单因素方差分析和独立样本t检验等方法探查不同群体初中生在数字素养及各维度得分上的差异。 (1)不同地区学生的数字素养差异 以地区为自变量，以数字素养及各维度得分为因变量，进行单因素方差分析，方差齐性检验结果显示，东中西部地区初中生在数字素养及其各维度得分上均存在方差不齐的情况，因此本研究采用渐进F分布检验方法(即Welch检验)，该方法优于F检验方法，可避免因方差不齐导致的统计误差。Welch检验结果如下，三个地区的学生在数字素养及其各维度得分上均存在显著差异(p＜0.001)。继续采用Games-Howell方法进行事后检验，结果显示，东部地区初中生的数字素养及各维度得分均显著高于中部地区学生，而中部地区学生的数字素养及各维度得分又显著高于西部地区学生。 (2)不同性别的学生数字素养差异 以性别为自变量，以数字素养及各维度得分为因变量，进行独立样本t检验，Levene检验结果显示，不同性别的初中生在计算思维维度得分上方差齐性，故采用假定方差齐性的t检验结果；在数字素养及其他维度得分上方差不齐，故采用假定方差不齐的t检验结果。可以看出，不同性别的学生在数字素养及各维度得分上均存在显著差异(p＜0.05)，女生在数字素养及各维度得分上均显著高于男生。 (3)不同年级的学生数字素养差异 以年级为自变量，以数字素养及各维度得分为因变量，进行独立样本t检验，Levene检验结果显示，不同年级的初中生在数字素养总维度及数字意识、数字化学习与创新、数字社会责任三个维度得分上方差齐性，故采用假定方差齐性的t检验结果；而在数字知识与技能、计算思维、数字合作与交流三个维度得分上方差不齐，故采用假定方差不齐的t检验结果。可以看出，不同年级的初中生在数字素养总维度及数字意识、数字社会责任两个维度得分上存在显著差异(p＜0.05)，八年级学生显著高于七年级学生；而在数字知识与技能、计算思维、数字合作与交流、数字化学习与创新四个维度得分上并不存在显著的年级差异(p＞0.05)。 四、研究结论与培育策略 1.研究结论与讨论 (1)我国初中生数字素养水平整体表现一般 项目分析结果显示，本研究编制的《初中生数字素养测试题》区分度良好，难度适中。然而分析结果显示，我国初中生数字素养得分均值为72.83分，40分～80分数段的学生占比约55％，整体处于一般水平。随着国家数字化转型工程的快速推进，初中生较低的数字素养水平与日益数字化、网络化、智能化的生活和学习场景之间的矛盾将更加凸显。大量研究表明，学生的数字素养水平与其学习成就等呈显著正相关。如有研究发现信息素养对互联网学习环境下学习者的深度思维具有显著影响(位星等，2019)，学习者信息素养对其在线学习投入、深度学习动机和策略均具有直接正向影响(胡小勇等，2020)。由此可知，在我国数字化转型的关键推进阶段，亟待提升初中生的数字素养，以应对日益数字化的生活与学习场景带来的挑战。 (2)初中生数字素养各维度表现存在结构差异 本研究结果显示，我国初中生在数字合作与交流、数字化学习与创新、数字社会责任三方面的表现较好，得分率均在80％左右；在数字意识、数字知识与技能两方面的表现一般，得分率在70％左右；而在计算思维方面的表现较差，得分率在50％左右，这表明我国初中生利用信息技术解决实际问题的思维能力明显不足。本研究团队前期针对我国小学中高学段学生的信息素养测评结果亦发现，其在信息意识与态度、信息社会责任维度上表现最好，在信息知识与技能维度上表现次之，而在信息思维与行为维度上表现最差(余丽芹等，2021)，这说明我国中小学生的数字素养在各维度上都存在结构性差异。此外，2018年计算机与信息素养国际测评结果也指出，多个国家及地区中学生的计算思维发展状况均不理想(覃丽君，2020)，这再次说明计算思维培育确实是世界各国数字素养培育普遍存在的一大难题。 (3)不同地区、性别、年级初中生的数字素养及其维度得分存在显著差异 就地区而言，东中西部地区初中生在数字素养及其各维度得分上均存在显著差异，三个地区初中生数字素养水平从高到低均依次为：东部＞中部＞西部。近年来我国中小学校的有线和无线网络以及多媒体教室等基础设施覆盖率快速增长，东中西部学校均达到了80％以上[教育部教育信息化战略研究基地(华中)，2019]，且小初高中学生大部分拥有自己的电子设备，互联网普及率高达94.90％，明显高于全国互联网普及率。然而此次调研表明，我国初中生的数字素养在地区上表现出来的差异明显较大，一定程度上印证了初中生的数字鸿沟从“有无”信息技术与工具的“第一道数字鸿沟”向数字素养层面的“第二道数字鸿沟”转变的观点(朱莎等，2017)。这一新的数字鸿沟问题值得关注。 就性别而言，不同性别初中生在数字素养及各维度得分上均存在显著差异，且女生显著高于男生。来自多个学科学习绩效方面的研究也得到相似结论，如基于义务教育阶段学生学业成绩上的性别差异元分析发现，初中八年级学生在数学、语文和英语三科成绩上女生均显著高于男生(李美娟等，2019)；基于语数英三科高考数据的分析亦发现女生成绩整体高于男生(王伟宜等，2022)。导致女生在学习领域更加“优秀”的原因可能是女生更愿意在学业上付出努力(Tsui，2005)，也有可能是学生自身学习态度(李炳煌，2012)和父母教育期望存在差异(Tsuietal.，2002)。 就年级而言，七、八年级学生在数字素养总维度及数字意识和数字社会责任两个维度得分上存在显著差异，且八年级学生显著高于七年级。这与在信息意识与态度、信息社会责任方面的先前研究结论相同(朱莎等，2018；余丽芹等，2021)。导致这一结果的原因可能是学生受教育年限的增加和个体认知发展的差异。但是本研究在知识与技能、计算思维、数字合作与交流、数字化学习与创新四个维度得分上并未发现存在年级上的显著差异。这一结果与朱莎等人的研究结论不同(朱莎等，2018)。导致这一差异的原因可能与初中阶段信息科技课程的实施状况有关，已有研究指出，近75.00％的学生认为自身获得信息科技相关知识与技能主要是通过学校开设的信息科技课程而习得(赵健等，2019)，但过去多年我国义务教育阶段信息科技课长期处于被忽视和挤压的状态，且由于数字素养水平与学生升学关系不大，信息技术课程在师生心目中的地位偏低，以及教师积极性不高等原因，共同导致了学生数字素养培育长期处于缺位状态。 2.培育策略 (1)重视学生数字素养培育的政策引导和评价支撑 一是在政策规划层面高度重视数字素养培育。各级政府部门应在教育改革战略层面加以重视，明确义务教育阶段学生数字素养培育的重要性，积极制定相关政策和规划，加大对义务教育学生数字素养培育的支持力度，加强中小学教师信息技术应用相关培训，形成良好的数字素养培育氛围，促进义务教育阶段学生数字素养水平提升。二是坚持开展学生数字素养的常态化测评。各地应结合普适性指标和区域特色指标，研制学生数字素养评价标准化测评工具，积极鼓励有条件的地方充分利用所在区域及学校部署和常态化应用的网络学习空间等平台，开展数据驱动的学生成长过程数据追踪与采集，构建学生数字素养过程性测评模型，实现学生数字素养的常态化测评，及时了解初中生在数字素养方面的优势和不足，并追踪其数字素养发展变化情况。在此基础上，为不同地区、不同性别、不同年级的初中生提供可视化的测评报告和个性化的提升建议，并开展相关的教育教学实践，促进初中生数字素养的精准提升。 (2)采取有效措施应对区域学生数字素养鸿沟 一方面，要加强数字化设备和资源的普惠应用。各地区应统筹区域教育资源，优先解决薄弱地区和学校数字化设备不足、网络带宽低等问题，保障薄弱地区和学校师生人人能够使用信息技术设备。同时要完善地方教育资源共享机制，接入国家和各级平台的数字教育资源，整合地方和校本资源，扩大优质教育资源供给，缩小区域教育发展差异，促进区域教育公平。此外尤其要在薄弱地区和学校配备专门的信息技术人员，为数字化设备的及时维护提供支持，并指导师生高效使用数字化设备和资源开展教学，营造良好的学生数字素养培育环境，弥合地区间的义务教育阶段学生的数字素养鸿沟。另一方面，要加强针对薄弱地区和学校教师的培训。薄弱地区和学校教师队伍水平不高是制约其学生数字素养提升的短板之一。各地方应积极开展面向薄弱地区和学校教师的数字素养调研，了解教师数字素养现状，采用联合教研、专家讲座、线上论坛、一对一帮扶等方式开展针对性指导和培训。同时，积极梳理和总结培训工作经验，形