非洲三国八年级科学教师数字技术驱动教学准备度比较分析：基于TIMSS 2023数据的启示

《Scientific African》：A comparative Analysis of Readiness for Digital Technology-driven instructional Practice of Grade-8 Science Teachers in Morocco, South Africa & Ivory Cost

本研究针对非洲国家在国际数学与科学趋势研究（TIMSS）中科学成绩持续低迷的现状，聚焦南非、摩洛哥和科特迪瓦三国，开展八年级科学教师数字技术驱动教学准备度的比较分析。研究利用TIMSS 2023数据，通过方差分析（ANOVA）发现三国在数字教育技术（DET）可用性上无显著差异（F(2,894)=2.668, p=0.07>0.05），但在DET可及性（F(2,894)=4.536, p=0.011<0.05）和教师专业发展水平（F(2,894)=7.718, p=0.00<0.05）上存在显著差异。结果表明，单纯提供技术设备不足以提升科学教学效果，配套的专业发展培训至关重要。该研究为非洲国家提升科学教育质量、实现非洲2063议程旗舰项目12及可持续发展目标（SDGs）提供了实证依据和政策启示。

　　

在当今这个技术飞速发展的时代，数字技术已经深度融入教育的方方面面，为科学教学带来了前所未有的机遇。虚拟实验室、增强现实、人工智能辅导系统等创新工具，能够将抽象复杂的科学概念变得直观易懂，极大地提升了学生的学习兴趣和探究能力。然而，在全球范围内，数字技术与科学教育的融合程度存在着巨大的鸿沟。当许多发达国家纷纷利用先进技术提升科学教学质量时，非洲大陆的许多学校却面临着数字资源匮乏、基础设施薄弱、教师培训不足等多重挑战。这种差距直接反映在学生的学术表现上，特别是在具有全球影响力的国际数学与科学趋势研究（TIMSS）中，非洲国家的科学成绩长期处于落后位置。TIMSS 2023的结果再次敲响警钟：在八年级科学评估中，仅有四个国家的成绩低于南非，两个国家低于摩洛哥，而科特迪瓦则位列全球末位。这种严峻的现实促使研究人员思考：非洲国家的科学教师是否已经做好了拥抱数字技术、革新教学方式的准备？为了回答这个关键问题，来自南非约翰内斯堡大学的研究人员Segun Michael Ojetunde和Umesh Ramnarain开展了一项开创性的比较研究，其成果发表在《Scientific African》上。

研究人员巧妙地利用了TIMSS 2023这一国际大型评估项目所提供的宝贵数据。该研究的设计属于二次数据分析，其数据来源是国际教育成就评价协会（IEA）组织的TIMSS 2023。研究聚焦于参与该评估的三个非洲国家——南非、摩洛哥和科特迪瓦，它们分别代表了非洲的南部、北部和西部地区。研究人员从全球25,078名参与TIMSS的教师中，筛选出来自这三个国家的897名八年级科学教师作为有效样本（南非218人，摩洛哥492人，科特迪瓦187人），并对数据进行了清理，去除了不完整的个案。研究主要关注三个核心构念：数字技术的可用性（Availability of Digital Technologies）、教师对数字技术的可及性（Access to Digital Technologies）以及教师为使用数字技术而参与的专业发展（Professional Development）。这些构念通过TIMSS问卷中的特定题项进行测量，其中技术可用性通过5个二分法题项测量，技术可及性通过7个序级题项测量，专业发展通过16个名义题项测量。为确保测量工具的可靠性，研究还计算了各量表的克隆巴赫阿尔法系数（Cronbach's Alpha），结果显示技术可及性量表（0.84）和专业发展量表（0.788）的信度良好，技术可用性量表信度（0.67）略低于0.7的常规标准，但仍在可接受范围内。数据分析主要采用了描述性统计（如均值、标准差）和单因素方差分析（ANOVA），以比较三国在上述三个方面的差异显著性，并辅以多重比较检验（MCM）来 pinpoint 具体哪些国家之间存在差异。所有统计分析均在0.05的显著性水平下进行。

readiness for Digital Technology-driven instruction in term of Availability of Digital Devices

研究人员首先比较了三国学校中数字技术设备的可用性。描述性统计显示，科特迪瓦的均值最高（20.80±4.60），其次是摩洛哥（19.76±4.91）和南非（19.72±7.24）。然而，方差分析的结果表明，三国之间的这种均值差异并未达到统计学上的显著水平（F(2,894)=2.668, p=0.07>0.05）。后续的多重比较分析也证实，任何两国之间的差异都不显著。这意味着，尽管从数值上看科特迪瓦略有优势，但从整体而言，南非、摩洛哥和科特迪瓦的科学教师在获取数字技术设备方面面临着相似程度的挑战，反映出非洲地区数字教育技术基础设施普遍薄弱的现状。

Comparing Readiness for Technology-driven Science Instruction in Term of Teachers’ Access to Digital Technologies

接下来，研究考察了教师对已有数字技术的实际可及性。结果发现，科特迪瓦的教师在这方面表现最佳（均值=52.93±10.72），高于摩洛哥（均值=50.39±9.49）和南非（均值=49.94±13.86）。方差分析揭示出三国之间存在显著的统计学差异（F(2,894)=4.536, p=0.011<0.05）。多重比较分析进一步细化了下差异来源：科特迪瓦教师在数字技术可及性上显著高于南非和摩洛哥的教师。这表明，即使设备可用性相似，科特迪瓦的教师可能在实际接触和使用这些技术方面条件更为便利，或者相关政策和支持更为到位。

Comparing Readiness for Digital Science Instruction in Term of Professional Development

最后，研究分析了教师参与数字技术相关专业发展活动的情况。数据显示，摩洛哥教师的参与度最高（均值=27.43±18.82），其次是南非（均值=26.31±18.20），科特迪瓦教师的参与度相对最低（均值=21.75±7.16）。方差分析结果表明，三国教师在专业发展水平上存在极其显著的差异（F(2,894)=7.718, p=0.00<0.05）。多重比较分析指出，南非和摩洛哥教师之间的专业发展水平无显著差异，但这两国教师的专业发展水平均显著高于科特迪瓦的教师。这一发现与TIMSS 2023的学生科学成绩排名（南非和摩洛哥高于科特迪瓦）存在潜在关联，提示教师专业发展对于提升学生成绩可能具有重要作用。

研究的讨论部分对上述发现进行了深入剖析。关于数字技术可用性无显著差异的结论，与普遍认为非洲教育技术文化欠发达的观感相符，反映了教育利益相关方在装备技术基础设施方面的共同迟疑。科特迪瓦在技术可及性上的优势，可能得益于该国教育部门近年的积极努力，但也提示非洲各国在资源有限的情况下，确保技术设备的公平获取仍面临挑战。最关键的发现在于专业发展水平的显著差异。研究表明，摩洛哥和南非教师相对较高的专业发展水平，可能在一定程度上解释了其学生为何在TIMSS中表现优于科特迪瓦。这强有力地说明，仅仅提供技术设备是远远不够的；如果没有配套的、有效的教师专业发展培训，数字技术难以真正转化为提升科学教学质量的动力。科特迪瓦的例子尤其典型：尽管其教师对技术的可及性最高，但由于专业发展不足，技术优势并未能有效转化为学生学业成就的提升。

综上所述，这项研究得出了明确而重要的结论：非洲三国八年级科学教师在数字技术驱动教学准备度上，其挑战主要不在于技术设备的绝对匮乏（三国可用性无显著差异），而在于如何确保教师能够公平地获取这些技术（可及性存在差异），以及更关键的是，如何通过持续有效的专业发展（水平存在显著差异）赋能教师，使其具备高效整合数字技术于科学教学的能力。技术的可用性和可及性是基础，但教师的专业能力才是将技术潜力转化为教学成效的核心。非洲国家若想改善其学生在TIMSS等国际评估中的科学成绩，并实现非洲2063议程及可持续发展目标中关于优质教育的承诺，就必须双管齐下：一方面需要继续加强数字教育技术（DET）的基础设施建设，另一方面，也必须高度重视并投资于教师的专业发展，确保他们能够熟练、自信地运用新兴技术进行教学。本研究基于TIMSS这一国际权威数据源，为非洲教育政策的制定提供了宝贵的实证依据，指明了未来努力的关键方向。同时，研究也指出了自身的局限性，如二次数据分析对原始设计和变量控制的依赖，以及三国样本量不均等，建议未来研究可采用原始数据收集以进行更深入的探讨。