王春麗 顧小清

【摘要】 ?? 基于PISA最新一輪的測評數(shù)據(jù)，采用多層線性模型，對我國和芬蘭學生的信息技術（ICT）使用差異以及ICT使用對學生科學素養(yǎng)的影響進行了分析。研究發(fā)現(xiàn)：（1）兩國學生的ICT使用存在較大差異，中國學生在大部分ICT變量的表現(xiàn)上要低于芬蘭學生;（2）兩國學生在ICT使用上均可區(qū)分為不同模式，表現(xiàn)在ICT數(shù)量、ICT感知和ICT活動上的不同;（3）兩國學生在ICT使用對其科學素養(yǎng)的影響上有共性也有差異。最后，研究從著力培養(yǎng)我國學生的ICT興趣與ICT自我效能、針對不同模式的學生進行ICT使用方式的指導、合力推動ICT促進學生科學素養(yǎng)的發(fā)展三方面，對研究發(fā)現(xiàn)以及可能的對策進行了探索，以期更好地發(fā)揮信息技術對學生學業(yè)的促進作用。

【關鍵詞】 ?信息技術;ICT;科學素養(yǎng);教育信息化;國際比較;PISA;中國;芬蘭

【中圖分類號】 ?G434 ? ? ?【文獻標識碼】 ?A ? ? ?【文章編號】 1009-458x（2019）5-0047-10

一、研究背景

在過去的20年，信息與通信技術（Information and Communication Technology， ICT）已經改變了學生的學習、社交和娛樂方式，在線網(wǎng)絡、社交媒體等網(wǎng)絡化工具給予學生新的成長方式，如在網(wǎng)絡化世界中生成多媒體內容、重新定義自己的學習興趣。越來越多的孩子在他們還不識字的時候就已經開始接觸各種ICT設備，學生的ICT使用成為家長、教師和政策制定者共同關心的話題，其中最為重要的兩個問題是：學生是如何使用ICT的？這些使用對于他們的學業(yè)有何影響？對于學術界來講，ICT相關的培訓和設施投入是否真正對學生發(fā)展發(fā)揮作用，同樣是一個受到持續(xù)追問的研究問題。如陳純槿等（2017）曾基于國際學生評估項目（Program for International Student Assessment， PISA）2015年的數(shù)據(jù)探索了中國學生互聯(lián)網(wǎng)使用和教育公平之間的關系，發(fā)現(xiàn)將互聯(lián)網(wǎng)用于學習會對學生的數(shù)學、閱讀和科學素養(yǎng)有顯著正向影響，而用于娛樂則會產生顯著的負向影響;若家庭處境不利的學生能夠養(yǎng)成利用互聯(lián)網(wǎng)學習的習慣，將可以縮小家庭背景差異導致的素養(yǎng)差距，進而縮小教育不公平。類似研究為我國的信息化政策發(fā)展提供了參考，為如何指導學生使用信息技術提供了科學依據(jù)。

為實現(xiàn)我國教育信息化更好的發(fā)展，我們不僅要了解本土情況，還有必要從國際比較的視角來審視我國與發(fā)達國家的差異。近年來，國際大規(guī)模測試紛紛將學習者的ICT使用納入測評中，收集來自不同國家的數(shù)據(jù)，為研究者進行國際比較提供了豐富的數(shù)據(jù)來源。由經濟合作與發(fā)展組織（OECD）開展的PISA項目是其中的重要代表，用于測評各成員國家完成初中教育階段的學生（15歲左右）具備的參與社會生活所必需的知識與技能情況（閱讀、數(shù)學及科學領域），并通過校長問卷和學生問卷獲取大量有關青少年ICT使用的數(shù)據(jù)。由于PISA問卷在各個國家進行了測試，確保數(shù)據(jù)結果在不同國家和文化情境之間具有可比性，因此可作為可靠的數(shù)據(jù)來源用于教育信息化領域的國際比較研究。

本研究主要利用PISA2015的測試結果對中國和芬蘭兩國進行比較研究，具體的研究問題包括兩國青少年在ICT使用上有何差別，以及在ICT使用與科學素養(yǎng)之間的關系上有何差別。PISA測試始于1997年，每三年舉辦一次，每次將閱讀、數(shù)學、科學的其中之一作為主測學科，PISA2015是OECD開展的最近一次調查，科學素養(yǎng)是其主測學科。PISA各個科目的得分之間具有高度相關，科學科目提供的信息可以在一定程度上代表數(shù)學和閱讀上的表現(xiàn)（Spiezia， 2010）。本研究將關注ICT使用與科學素養(yǎng)得分之間的關系，以反映ICT使用與學業(yè)表現(xiàn)之間關系的一個側面。

二、文獻綜述

（一）青少年的ICT使用

2003年以來，PISA通過《ICT熟悉度問卷》（ICT Familiarity Questionnaire）測試學生的ICT使用（ICT指代電腦、平板等各類數(shù)字化設備），一些研究稱之為《ICT使用的自我報告量表》（Zhong， 2011）。PISA2015的《ICT熟悉度問卷》包括9個題目，學生約需10分鐘完成問卷填寫。問卷內容涉及可用的ICT設備數(shù)量、對待ICT的態(tài)度（自我效能、興趣等）以及在不同地點使用ICT的相關活動等。問卷對于每個變量都有若干個子題目來進行測試，如針對“學生ICT自我效能”這個變量，通過6個四點量表題目進行測量（如“如果我遇到數(shù)字設備的問題，我有能力解決”），再如針對“在校外將ICT用于學業(yè)活動”的變量，通過12個五點量表題目測量（“在移動設備上下載科學學習的Apps”“從學校網(wǎng)站下載或瀏覽學習資源，瀏覽網(wǎng)頁以跟進課程”等）。

由于國際大規(guī)模測試涵蓋的樣本龐大，因此很多學者利用PISA數(shù)據(jù)進行國際教育信息化比較研究。托姆特與海洛維克（T?mte & Hatlevik， 2011）參考《新千禧年的學習者成績更好了嗎》報告中提到的“ICT用戶者畫像”的說法，按照ICT作為娛樂使用和學業(yè)使用兩個維度的頻率高低，對芬蘭和挪威的PISA受測學生進行了不同模式的區(qū)分（如ICT中度娛樂使用-ICT低度學業(yè)使用是其中的一個模式），指出兩個國家最大的區(qū)別是在低頻率娛樂使用-低頻率學業(yè)使用這個模式上，挪威在這個模式上學生的ICT自我效能比芬蘭和OECD平均水平都要低。鐘（Zhong， 2011）基于PISA2003和2006的數(shù)據(jù)對青少年的ICT數(shù)字技能（digital skills）進行了縱向研究。采用多層線性模型的方法，他研究了國家、學校和個體三個層面變量對青少年數(shù)字技能的影響，結果發(fā)現(xiàn)國家的ICT投入并不能確保青少年有更多學習和使用ICT的機會，學生個體在家中所接觸的ICT數(shù)量、ICT使用經歷、社會經濟地位以及性別對學生的數(shù)字技能有積極影響?？梢钥闯觯琍ISA為探究青少年ICT使用提供了良好的數(shù)據(jù)來源，研究者從不同ICT使用人群的特點、數(shù)字技能的影響因素等多樣化視角得出了一定的研究發(fā)現(xiàn)，為指導學生的ICT使用提供了一定的科學依據(jù)。

（二）ICT使用對科學素養(yǎng)的影響

PISA2015將科學素養(yǎng)（scientific literacy）定義為：有能力投入與科學相關的話題，秉持科學觀點，成為反思性的公民（OECD， 2016a， p. 50）。使用“科學素養(yǎng)”而非“科學成績”，強調了PISA的目的不是評估學生在科學方面知道什么，而是學生可以用這些知識做什么，如何將科學知識創(chuàng)造性地用到真實的生活情境中。

在探究ICT與學業(yè)成就之間的關系時，PISA是最經常使用的數(shù)據(jù)來源之一（Skryabin， Zhang， Liu， & Zhang， 2015）。此前的研究關注了是否使用ICT、如何使用ICT以及使用ICT的地點等對學生科學素養(yǎng)的影響。庫比克與維科夫（Kubiatko & Vlckova， 2010）基于捷克的PISA2006年學生數(shù)據(jù)探究了ICT與科學學業(yè)成績之間的關系，研究發(fā)現(xiàn)接觸過ICT的學生比未接觸過的學生科學成績要好，使用ICT作為學業(yè)目的的學生，其科學成績比那些不作為學業(yè)目的的學生要好。另有學者（Papanastasiou， Zembylas， & Vrasidas， 2005）針對美國和德國的測評數(shù)據(jù)，研究了信息技術使用和科學素養(yǎng)之間的關系，結果顯示兩個國家呈現(xiàn)了一些不同的特點，比如在美國將計算機用于數(shù)字化交流的學生會有更高的科學素養(yǎng)，但這個結果在德國沒有得到驗證。斯皮茲（Spiezia， 2010）基于PISA2006年的測評數(shù)據(jù)，探究了不同地點的ICT使用對學生學業(yè)成績的影響，他發(fā)現(xiàn)在OECD的部分國家學生校內計算機使用不會對其科學素養(yǎng)有顯著影響，而在計算機使用對科學素養(yǎng)有影響的國家，校內影響都要小于家庭計算機的使用。研究指出政府要提供一定政策支持，關注學生在家庭中的ICT使用，確保學生在家庭利用ICT進行自主學習和探索的行為能夠遷移到學校，以使得ICT在家中使用的優(yōu)勢能夠在學校中同樣被利用。由于PISA數(shù)據(jù)通常在測試開展后的1～2年公布，因此上述研究至少要滯后于PISA測試2年。

由于學生的學習發(fā)生在一定的學校及社會情境之中，因此在探究ICT對科學素養(yǎng)的影響時，還需要納入學生所在學校的屬性變量（如學校的計算機數(shù)量、學校的規(guī)模等），確保數(shù)據(jù)分析的科學性與嚴謹性。傳統(tǒng)的線性模型只涉及對同一層級的數(shù)據(jù)進行分析，無法綜合考慮兩層或多層數(shù)據(jù)，因此多層線性模型（Multilevel Linear Modeling， MLM）的統(tǒng)計分析技術被提出（Raudenbush & Bryk， 2002， pp. 30- 35）。MLM通常將學生數(shù)據(jù)視為第一層數(shù)據(jù)，將班級或學校等數(shù)據(jù)視為第二層數(shù)據(jù)，如果有更高層次的數(shù)據(jù)就視為第三層數(shù)據(jù)。如盧與福瑞曼（Luu & Freeman， 2011）基于PISA2006的數(shù)據(jù)比較了加拿大和澳大利亞兩國學生ICT使用與科學素養(yǎng)之間的關系，涉及學生層面變量（社會經濟文化地位、在家庭或在學校接觸ICT的頻率等）以及學校層面變量（學校的社會經濟文化地位、學校所在區(qū)域、計算機聯(lián)網(wǎng)比例等）。研究結果發(fā)現(xiàn)，當學生有ICT使用方面的經歷時會有更高的科學素養(yǎng)分數(shù)，學生在學校使用計算機作為學業(yè)使用而非簡單的接觸會對科學素養(yǎng)有較強的影響。另有張（Zhang， 2016）利用PISA2000到PISA2012的五輪數(shù)據(jù)，分析了ICT對學生數(shù)學和科學成就的影響趨勢。研究采用MLM的方法，整合了學生個體層面（性別、家庭社會經濟文化地位、可使用ICT數(shù)量、計算機自我效能等）、學校層面（學校經濟文化地位、學校類型、計算機聯(lián)網(wǎng)比等）及國家層面（GDP）的變量，探究ICT對學業(yè)的影響程度。結果顯示，學校類型、學校平均社會經濟文化地位、學生家庭的社會經濟文化地位對學業(yè)均有持續(xù)影響。作者還研究了將ICT用作娛樂或學業(yè)使用對學習的影響，大多數(shù)的PISA測試顯示學生將ICT作為娛樂使用對學業(yè)成就有顯著的負面影響，而這個結果在2012年的時候是正面的;PISA2009的數(shù)據(jù)分析顯示將計算機用于學業(yè)對學業(yè)成就有顯著負面影響，而這個影響在2012年時呈現(xiàn)為顯著正面?？傊芯縄CT對學生學業(yè)的影響時，需要將個體及所屬群體的各層變量均納入回歸方程中進行檢驗，才能得到有效的結論。

（三）對比國家的選擇依據(jù)

在國別選擇上，本研究將芬蘭作為比較對象。芬蘭在歷次PISA測試中的領先地位已引起全球注意，是歐洲最為典型的教育模式，許多國家將其視為學習對象（Ammermueller， 2007）。作為有效和公平教育的代表，芬蘭學生在所有科目上表現(xiàn)出的綜合素質是最強的，高分和低分之間的差距并不是很大。該國堅持平等與質量的基本教育理念，注重教育資源均衡分配，提供個性化、多樣化的教育（邵志豪， 等， 2012）。芬蘭教育家薩爾博格（Sahlberg， 2011， p. 14）在《芬蘭經驗：世界能向芬蘭學習什么》一書中指出，芬蘭社會擁有為每個人提供優(yōu)質公平教育的共識，在追求教育公平的基礎上不斷實現(xiàn)高教育質量，在多樣化教學中營造創(chuàng)造性學習、分享、信任的教育元素。

中芬兩國在ICT教育應用方面都有著各自的發(fā)展規(guī)劃。我國近年來在教育信息化方面有了較大發(fā)展，支撐教育信息化發(fā)展的技術環(huán)境、社會環(huán)境、經濟環(huán)境日趨成熟，平板教學、在線教育、翻轉課堂等模式逐漸被學校認可。芬蘭方面，依據(jù)歐盟2013年的調查，芬蘭學校的整體ICT設施是全歐洲最完善的，與歐盟平均水平相比，芬蘭學生校內的ICT使用相對較少，校外ICT使用相對較多，但芬蘭學生的ICT自信程度是歐盟國家中最高的（European Commission， 2013， p. 104）。學校不單獨設立信息技術課程，而是將信息技術融入日常教學，在使用過程中幫助學生掌握ICT技能，促進學生學會運用各類網(wǎng)絡資源作為信息來源。芬蘭《信息技術教育應用國家計劃》指出：近十年來芬蘭在各類國際比較研究中位列前茅，取得這些成功的原因有很多，學校需利用ICT所提供的多樣學習機會，為維持領先地位提供保障（Lindén & Lankinen， 2010， p. 11）。

芬蘭教育的優(yōu)秀特質使其經常被作為國際比較的對象，比如吳桂翎等（2012）、黃正正等（2014）、邵志豪等（2012）的研究就利用PISA數(shù)據(jù)，從教育資源、學校因素、教育公平等視角進行了中芬比較。在PISA2015測試中，芬蘭的科學素養(yǎng)成績（531分）高于中國（518分），同時兩國的科學素養(yǎng)成績都顯著高于PISA全球測試的平均水平（493分）（OECD， 2016a， p. 67）。與此前只包括上海地區(qū)的測試相比，PISA2015涵蓋了北京、上海、江蘇、廣州四個地區(qū)，樣本覆蓋更為全面?；谝陨显颍狙芯繉χ蟹覂蓢M行比較研究。

三、研究方法

（一）研究問題

本研究主要探究三個問題：其一是中芬兩國學生的ICT使用是否存在差異;其二是中芬兩國學生的ICT使用模式是怎樣的，即兩國學生在ICT使用上分別有何特點;其三是兩國學生的科學素養(yǎng)分別在多大程度上被學生個人ICT使用及學校ICT接入所解釋。

（二）數(shù)據(jù)來源

本研究對PISA2015測試的數(shù)據(jù)進行分析，涉及學生ICT使用與背景信息、學校ICT與背景、學生科學素養(yǎng)分數(shù)。這些變量的選擇參考了盧與福瑞曼（Luu & Freeman， 2011）等的研究。

在學生ICT使用及背景信息測量方面，PISA2015通過學生的《ICT熟悉度問卷》和主問卷兩份問卷來獲取數(shù)據(jù)，有關的變量如表1所示。《ICT熟悉度問卷》主要包括9個與ICT相關的變量：家庭ICT數(shù)量、學校ICT數(shù)量、學生的ICT自治、學生ICT社交感知、學生ICT自我效能、學生ICT興趣、校內ICT學業(yè)活動、校外ICT學業(yè)活動、校外ICT娛樂活動。由于與ICT相關的變量較多，本研究將這9個變量分為3類，分別是與ICT數(shù)量相關的變量、與ICT感知相關的變量和與ICT活動相關的變量，以便于后續(xù)分析中芬兩國學生的ICT使用特點。學生主問卷包括學生的性別和社會經濟文化狀態(tài)兩個背景變量。

在學校變量方面，PISA2015通過讓校長填寫學校問卷獲取相關信息，如表2所示。ICT相關的變量有兩個，分別為生機比、電腦聯(lián)網(wǎng)比。學校背景變量包括學校規(guī)模、學校所處地理位置以及學校的社會經濟文化地位。

在科學素養(yǎng)的測量上，PISA2015首次采用計算機測試的方式，每個學生需要在1小時內完成隨機分配的30個題目。每個題目可以從4個維度進行界定：測試的科學素養(yǎng)維度（科學地解釋現(xiàn)象、評估并設計科學探究、科學地理解數(shù)據(jù)和證據(jù)），知識類型（內容知識、過程性知識、元認知知識），內容領域（物理類科學問題、生物類科學問題、地球和空間類科學問題），認知要求（低難度、中等難度、高難度）。由于計算機測試方式的優(yōu)勢，每個題目一般是以一個“單元”的形式出現(xiàn)，包括相關的刺激材料以及多個子題目，一些題目還設置了交互操作，學生可以自行設計或模擬實驗，理解實驗結果與數(shù)據(jù)。在應答方式上，包括單選題、多選題和問答題，學生可以通過拖拽的方式進行多選題的操作，或通過簡單的繪圖軟件回答主觀題。學生科學素養(yǎng)的得分呈現(xiàn)在學生數(shù)據(jù)表中，變量名為PVSCIE（OECD， 2016a， p. 66）。

（三）數(shù)據(jù)分析

在正式分析數(shù)據(jù)前，本研究進行了數(shù)據(jù)的篩選：首先，通過查找國家編號，在OECD官方數(shù)據(jù)表中選取出所有參與PISA測試的中芬學校和學生數(shù)據(jù);其次，由于MLM不允許有缺失值，因此要剔除在所關注變量上有缺失值的學生與學校個案，并保證學生和學校數(shù)據(jù)表之間的一致性，即不允許只有學校數(shù)據(jù)而沒有對應的學生數(shù)據(jù)，或有學生數(shù)據(jù)而無對應學校的數(shù)據(jù)。最終確定的樣本為：中國，來自248所學校的6，728名學生（男女生所占比例為52.9%和47.1%）;芬蘭，來自146所學校的3，464名學生（男女生所占比例為49.4%和50.6%）。

對于研究問題一，使用SPSS進行獨立樣本t檢驗，以發(fā)現(xiàn)中芬學生在ICT使用上的差別。為了比較不同單位的變量以及后續(xù)開展多層線性模型分析，本研究將所有關注的變量進行了標準化處理，即各變量對應數(shù)據(jù)的平均值為0，標準差為1。對于研究問題二，選取SPSS快速聚類K-means方法，該方法可快速處理大樣本數(shù)據(jù)，適合本研究樣本量大的特點，以區(qū)分兩個國家學生在ICT使用上的不同模式。對于研究問題三，使用HLM6.0軟件執(zhí)行多層線性模型分析。HLM全稱為Hierarchical Linear Modeling（中文名稱為“層次線性模型”），是進行MLM的一個主流軟件（溫福星， 2009， p. 27）。

在本研究中，學生數(shù)據(jù)為第一層數(shù)據(jù)，學校數(shù)據(jù)為第二層數(shù)據(jù)，學生數(shù)據(jù)嵌套于學校數(shù)據(jù)之中。具體分析過程為：第一步通過零模型得出組內相關系數(shù)（Intra Class Correlation， ICC），以判斷數(shù)據(jù)是否符合統(tǒng)計分析方法的假設，如果ICC的值大于或等于0.100時，代表影響因變量的組間變異（即所在學校的差異）不可以忽略，必須使用多層線性模型的方法進行分析。第二步是檢驗隨機回歸系數(shù)模型，即將第一層學生相關的變量全部納入本層方程，檢驗學生層面哪些變量需要保留，哪些變量需要刪除。如果這一層方程中某個變量的系數(shù)不顯著，那么該變量需要從方程中刪除掉，也就是說該變量不能解釋因變量。第三步同樣是檢驗隨機回歸系數(shù)模型，但是是對第二層方程要保留哪些變量進行檢驗，系數(shù)不顯著的變量同樣要被刪除。第四步是對全模型的檢驗，即將所有保留的變量添加到相應層次的方程中，構建ICT影響科學素養(yǎng)的完整模型。

四、研究結果

（一）中芬兩國學生ICT使用情況的差異

表3顯示了中芬兩國學生在9個ICT變量上的對比，由于數(shù)據(jù)進行了標準化處理，因此表中存在數(shù)值為負的現(xiàn)象。從表3可以看出，兩國學生在ICT自治和ICT社交感知兩變量上無差異，而在其他7個變量上均存在顯著差異（顯著性檢驗的p值均小于0.001）。中國學生在家庭與學校的ICT數(shù)量、ICT自我效能、ICT興趣、校內ICT學業(yè)活動、校外ICT娛樂活動上均低于芬蘭學生，而在校外ICT學業(yè)活動上要高于芬蘭學生，因此從整體來看兩個國家學生的ICT使用有著較大區(qū)別。

（二）中芬兩國學生的ICT使用特點分析

表4顯示了中國學生ICT使用特點的聚類結果，包括每個模式的學生數(shù)、在各個變量上的平均值和標準差。由于變量較多，表4再次標注了ICT相關變量所屬的類別，變量1～2屬于與ICT數(shù)量相關的變量，變量3～6屬于與ICT感知相關的變量，變量7～9屬于與ICT活動相關的變量。聚類分析的目的在于識別出可區(qū)別的類型并對其賦予相應的標識，因此本研究針對每個變量標明了其最高值（加粗表示）和最低值（加粗并斜體表示），例如針對變量1（家庭ICT數(shù)量）來講，模式一的平均數(shù)最高（M=7.98），模式三的平均數(shù)最低（M=4.00），模式二的平均數(shù)居中（M=7.67）。通過對不同模式在各變量上的比較，歸納各模式的特點。

總體而言，中國學生上述三類ICT使用模式的特點為：模式一（2，080名學生）是高家庭ICT數(shù)量、高ICT感知、高校外娛樂使用;模式二（2，514名學生）是高學校ICT數(shù)量、高ICT社交感知、高校內外ICT用于學業(yè);模式三（2，134名學生）是低家庭和學校ICT數(shù)量、低ICT感知、低ICT活動。具體來說，模式一的學生（表4模式一對應列），家庭ICT數(shù)量最高（但和模式二相差不大）、學校ICT數(shù)量居中、ICT自治最高、ICT社交感知最高（和模式二均為最高）、ICT自我效能最高、ICT興趣最高、校外ICT娛樂活動最多、校外ICT學業(yè)活動居中、校內ICT學業(yè)活動居中但和模式三相差不大。對于模式二來講，學?？捎肐CT最多（家中也較高）、ICT自治居中、ICT自我效能居中、ICT興趣居中、ICT社交感最高、校外娛樂活動居中、校外和校內學業(yè)活動均最多。對于模式三來講，在所有變量上均最低。

表5顯示了芬蘭學生ICT使用的聚類結果。模式一的學生在家庭ICT數(shù)量上相較其他幾類最低，在與ICT感知相關的變量3、4、5上最低，在與ICT活動相關的變量上居中，因此模式一的特征可以概括為低家庭ICT數(shù)量、低ICT感知、中等ICT活動。模式二的學生其家庭和學校ICT數(shù)量均比其他三類學生要高，但他們在與ICT感知相關的3個變量（變量“ICT興趣”除外）、與ICT活動相關的3個變量上均處于中間位置。因此，模式二的特征可以概括為高ICT數(shù)量、中等ICT感知、中等ICT相關活動。模式三的學生在學校ICT數(shù)量上最低，在與ICT感知相關的所有變量上中等，在與ICT活動相關的變量上都最低。因此，模式三的特征可以概括為低學校ICT數(shù)量、中等ICT感知、低ICT相關活動。模式四的學生在與ICT數(shù)量相關的變量上均中等，在與ICT感知和ICT活動相關的變量上均最高，因此模式四的特征可以概括為中等的ICT數(shù)量、高的ICT感知與ICT活動。

（三）中芬兩國學生ICT使用與科學素養(yǎng)的關系

表6顯示了多層線性模型分析的結果。兩國數(shù)據(jù)的組內相關系數(shù)ICC分別為0.15和0.17，表示科學素養(yǎng)受到學生層面變量和學校層面變量的共同影響，學校層面變量不能忽略。表6列出了針對各變量的回歸系數(shù)及t檢驗值，只有t值顯著的變量才被保留，代表該變量對科學素養(yǎng)有解釋效應。學生層面共有9個變量對科學素養(yǎng)有解釋作用，原有的變量4“ICT社交感知”和變量6“ICT興趣”被移出回歸方程，學校層面只有一個變量（變量5“學校社會經濟文化地位”）對科學素養(yǎng)有解釋作用，其他4個學校層面變量被移出回歸方程。

從表6可以看出，中芬兩國在科學素養(yǎng)上有四個共性的解釋變量，即四個在兩國均有正向解釋作用的變量：學生變量3“ICT自治”（中： β=0.15， p<0.001; 芬： β=0.14， p<0.001），學生變量7“校內ICT用于學業(yè)的活動”（中： β=0.09， p<0.001; 芬： β=0.14， p<0.001），學生變量11“學生社會經濟文化地位”（中： β=0.12， p<0.001; 芬： β=0.41， p<0.001），學校變量5“學校社會經濟文化地位”（中： β=0.73， p<0.001; 芬： β=0.70， p<0.001）。這四個變量不論是在中國還是在芬蘭，均對學生科學素養(yǎng)有正向影響。

表6還顯示了中芬兩國在科學素養(yǎng)上有四個僅對其中一個國家有預測作用的變量，包括兩個僅在芬蘭有正向解釋作用的變量，以及兩個僅在中國有負向解釋作用的變量。對于芬蘭，兩個正向變量分別是學生變量2“學校ICT數(shù)量”（β=0.02， p<0.05）和學生變量8“校外ICT用于學業(yè)的活動”（β=0.09， p<0.001），而這兩個變量在中國學生數(shù)據(jù)上尚未有解釋效應，即芬蘭學生在學校接觸的ICT數(shù)量、在校外將ICT用于學業(yè)活動均對科學素養(yǎng)有正向預測，而中國學生在此方面的指標還不能對科學素養(yǎng)產生影響。對于中國，兩個負向變量分別是學生變量5“ICT自我效能”（β=-0.08， p<0.05）和學生變量9“校外ICT用于娛樂的活動”（β=-0.21， p<0.001），即中國學生的ICT自我效能越高、校外ICT用于娛樂活動越多，科學素養(yǎng)就會越低，而這兩個變量在芬蘭沒有出現(xiàn)解釋效應。

表6中剩余的兩個學生變量在中芬兩國有不同的解釋效應。學生變量1“家庭ICT數(shù)量”在中國有負向解釋效應，在芬蘭有正向解釋效應;學生變量10“性別”在中國有正向解釋效應，在芬蘭有負向解釋效應。也就是說，中國學生家庭可用ICT越多，學生的科學素養(yǎng)越低，而這個情況在芬蘭正好相反;中國學生男生的科學素養(yǎng)要高于女生，但是芬蘭完全相反。

五、總結與討論

教育信息化的國際比較是我國當前研究的熱點之一，本研究主要基于PISA國際測評數(shù)據(jù)，比較了中芬兩國學生的ICT使用特點，探索了兩國學生ICT使用與科學素養(yǎng)之間的關系，相應的研究發(fā)現(xiàn)對于如何引導我國學生的ICT使用以及如何發(fā)揮ICT對培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的作用有一定啟示。以下將針對本研究的發(fā)現(xiàn)，提供有關教育信息化政策制定以及學校實踐等方面的策略與建議。

（一）著力培養(yǎng)我國學生的ICT興趣與ICT自我效能

ICT興趣與ICT自我效能是PISA2015新增的問卷題目，本研究的第一個發(fā)現(xiàn)是中國學生在這兩個重要個體變量上的感知低于芬蘭學生。國內外研究均表明ICT興趣以及ICT自我效能是考查學生ICT使用的兩個核心變量，它們與信息技術素養(yǎng)水平均呈顯著正相關（Vekiri， 2010; 散國偉， 等， 2018），因此今后如何培養(yǎng)學生的ICT興趣與自我效能是一個值得探索的課題。

與學生使用信息化工具的外顯行為不同，學生的ICT興趣與ICT自我效能是對學習者內在態(tài)度和動機的表征，需要經過一定時間的引導與干預才能改善。教育心理學理論認為，興趣分為情境興趣和個體興趣，前者代表在一定情境刺激下的短暫興趣，后者意味著與個體價值觀相一致的長久興趣（Hidi & Renninger， 2010）。據(jù)此本研究建議，不論是學校教學還是家庭教育，都可以從ICT的情境興趣和個體興趣入手，通過激發(fā)和維持ICT情境興趣、發(fā)展和穩(wěn)定ICT個體興趣兩個方面來發(fā)展學生的ICT興趣。一方面，需要從新奇性和生動性入手來激發(fā)ICT情境興趣，如提供有趣的含有游戲機制的ICT小工具，激發(fā)學生的初始ICT好奇心，并通過給予學生自主選擇的機會、設計適當?shù)膯栴}情境等策略，幫助學生在隨后的一段時間內仍然保持對ICT的注意力，即維持學生的ICT情境興趣。另一方面，在很多情況下學生的情境興趣是容易被激活的，更為關鍵的是要促進ICT情境興趣向個體興趣深化，任務的價值是促進這一發(fā)展的關鍵。相關的教學策略包括持續(xù)提供學生參與ICT活動的機會，讓學生在參與的過程中逐步理解ICT對于完成特定任務的價值與意義。一旦學生的ICT個體興趣建立起來，學生在面臨復雜ICT問題時感知到的壓力會減小。

ICT自我效能代表了學生在執(zhí)行ICT相關任務時對自身能力的感知，也代表了學生在學習ICT過程中的自信程度。本研究認為，建立ICT自我效能，需要讓學生有機會接觸技術、培養(yǎng)良好的技術基礎以及增加對技術使用的積極期待。低家庭經濟地位在一定程度上阻礙學生接觸信息技術，對于這類學生群體來說彌補數(shù)字鴻溝是形成ICT自我效能的基礎。ICT自我效能分為面向低難度ICT任務的基礎效能和面向高難度ICT任務的高級效能，有趣的是，學生ICT的基礎效能在解釋ICT使用與ICT素養(yǎng)時有更大的效應（Hatlevik， et al.， 2018）。這啟示我們要幫助學生建立良好的技術使用基礎能力，學校方面可以在特定的學科任務中引入ICT手段，如通過ICT完成有價值的學習活動，增加學生的ICT體驗;家長則可以提供創(chuàng)造性的學習機會，如設置基于ICT的家庭事務規(guī)劃或社會參與小任務，在日常生活環(huán)境中提升學生使用ICT的愿望，提升學生在用ICT解決實際問題時的效能感。本研究發(fā)現(xiàn)我國學生的ICT自我效能對科學素養(yǎng)有負面解釋效應，依據(jù)海洛維克（Hatlevik， et al.， 2018）的解釋，可能的原因是問卷設置本身針對的是高級自我效能，而學生在此維度上的表現(xiàn)并不好，因此才造成了異于常理的結果。

（二）針對不同模式的學生進行ICT使用方式的指導

鑒于近年來學校和家庭的ICT覆蓋范圍大幅提高，本研究對學生ICT使用模式的識別（見表7）可以幫助教師和家長有針對性地進行ICT使用方式的指導。整體來看，兩個國家的模式有著相似性，擁有ICT設備多的學生（中國的模式一和模式二、芬蘭的模式二和模式四），他們的ICT感知較高，相關活動也較多;接觸ICT設備非常少的學生（中國的模式三、芬蘭的模式一和模式三），他們的ICT感知較低，ICT相關活動也較少。這說明，與來自高社會經濟地位的家庭或學校的學生相比，可用ICT少的學生群體，他們發(fā)展ICT活動及態(tài)度的機會較少，相應的校內外活動及ICT感知都有所欠缺。

為了更好地利用ICT對學習的支持作用，使得ICT的使用真正促進學生核心能力的發(fā)展，有必要建立起學生良好的ICT使用習慣與行為。中學階段是學生的自我認同、態(tài)度、行為等發(fā)展的關鍵時期，需要根據(jù)各類學生的特點有針對性地引導學生對于ICT的態(tài)度以及使用行為。對于中國學生而言，第一類模式的學生群體在家中將ICT作為娛樂工具的情況較多，對這部分學生有必要進行有關ICT使用的自我監(jiān)督、自我管理的指導。PISA的統(tǒng)計結果顯示，2015年學生在校外的ICT使用時間比2012年平均每天延長了40分鐘，很多學生都存在過度使用互聯(lián)網(wǎng)的風險（OECD， 2016b， p. 53）。ICT使用與學業(yè)之間存在負面關系的原因可能是：時間管理能力弱、互聯(lián)網(wǎng)成癮以及多任務（Salomon & Kolikant， 2016）。針對這樣的現(xiàn)狀，需要家校聯(lián)動制定全面的指導和監(jiān)督計劃，幫助學生獲得ICT自我管理技能，教會學生安全和負責任地使用互聯(lián)網(wǎng)，避免作為學習工具的互聯(lián)網(wǎng)變成干擾學習的源頭。第二類模式的學生群體，他們校內ICT可用設備多，并且校內外將ICT用于學業(yè)也較多。對于這類學生而言，計算機是重要的學習工具，學校與教師需要進一步提升ICT教學設計的層次，比如組織學生在線交流、設計不同的學習模式、提供個性化的學習資源等，豐富ICT支持的學業(yè)過程。對于可用ICT數(shù)量很少的模式三學生群體來講，需要從政策層面予以投入，增加他們在校內外接觸ICT的機會。鐘（Zhong， 2011）的研究表明，單純的投入不能保證學生ICT技能的提升，因此我們還需要指導學生享有高質量的計算機與互聯(lián)網(wǎng)體驗，縮小不平等和差異，從而提升ICT使用的信念和動機，逐步培養(yǎng)學生利用ICT強化學習的能力。

（三）合力推動信息技術使用，促進學生科學素養(yǎng)的發(fā)展

在信息技術對科學素養(yǎng)的影響方面，本研究有三個主要發(fā)現(xiàn)：家庭及學校的社會經濟文化地位對學生科學素養(yǎng)的發(fā)展有顯著正向影響，這一結果與張（Zhang， 2016）此前的研究結論一致;中國學生在校內將ICT用于學業(yè)的程度低于芬蘭學生，但兩個國家校內ICT用于學業(yè)活動均對科學素養(yǎng)有積極影響，這一結果也與盧與福瑞曼（Luu & Freeman， 2011）、陳純槿等（2017）所得出的“將ICT用于學業(yè)活動對科學素養(yǎng)有正向影響”相互一致;中國學生在校外將ICT用于學業(yè)活動高于芬蘭學生，說明中國學生在校外利用ICT完成學業(yè)任務更為普遍?；谶@些發(fā)現(xiàn)，本研究認為應當統(tǒng)籌政策制定、學術研究和學校實踐，從頂端規(guī)劃、嚴謹論斷和實際推動三個層面形成本土化的信息技術推動科學素養(yǎng)教育方案。

在政策層面，仍需增加低收入家庭和低經濟文化水平學校的信息技術投入。在本研究所選取的中國和芬蘭兩個國家中，學生家庭及其學校的社會經濟文化地位均對學生科學素養(yǎng)的發(fā)展有顯著正向影響。促進教育公平是我國“十三五”期間的重要舉措，在這樣的國家政策推動下，利用信息技術的優(yōu)勢來彌補欠發(fā)達地區(qū)教育資源薄弱的問題是教育扶貧的重要著力點。在科學教育方面，需要引入優(yōu)秀的數(shù)字化科學資源，賦予學生使用信息技術進行科學探究的能力，來緩解貧困地區(qū)學校及師資匱乏的問題，縮小數(shù)字教育鴻溝。

在學術層面，要將探索開發(fā)針對我國科學課程特點的學科技術工具作為重要的研究方向。國外已有多項研究將ICT技術工具引入科學探究中，并證實了ICT對培養(yǎng)學生探究能力的作用。譬如美國加州大學伯克利分校的Linn教授及其團隊（Linn & Eylon， 2011， p. 82）在美國自然科學基金資助下，從20世紀90年代開始探索技術增強的科學學習項目，先后設計了知識整合環(huán)境、基于網(wǎng)絡的探究科學環(huán)境等一系列技術增強的網(wǎng)絡化科學探究環(huán)境，研究表明這些網(wǎng)絡環(huán)境對于學生的科學學習是有效的。再如悉尼大學開發(fā)的基于計算機的3D科學探究環(huán)境，支持學生在虛擬世界中模擬各類科學問題的探究與解決，幫助學生從初級科學家向真正的科學家之間發(fā)展提升（Jacobson， Taylor， & Richards， 2016）。研究者可以針對我國的科學教學情境探索針對學生科學課程學習的ICT技術工具。

在學校層面，中國學生在校內將ICT用于學業(yè)的程度低于芬蘭學生，而在校外將ICT用于學業(yè)活動則更為普遍。鑒于此，學校層面應當探索ICT對科學教育的增能作用，如根據(jù)地區(qū)、學校的多樣化與差異性探索相應的本地化發(fā)展模式，對于教師給予一定幫助與指導，發(fā)展教師的實踐能力。校外的ICT使用目前在中國還未對學生的科學素養(yǎng)產生影響，需要家校合作來設計、指導學生的校外ICT學業(yè)活動。與張（Zhang， 2016）和陳純槿等（2017）基于PISA數(shù)據(jù)的分析結果一致，本研究也顯示將ICT作為娛樂使用對學業(yè)成就有顯著的負面影響。有研究者（Lee， Brescia， & Kissinger， 2009）指出，每天一個小時的計算機使用是學業(yè)成績的預測因子，因此本研究建議父母針對孩子在娛樂方面使用ICT制定相應規(guī)則，幫助孩子學會有效利用使用ICT的時間。當然這也需要研究者深入研究，為學校和家長提供有關科學規(guī)劃的指導。

同大多數(shù)使用二手數(shù)據(jù)的研究相同，本研究的局限在于：一方面，盡管數(shù)據(jù)量龐大，卻無法控制問題的類型與內容，一些問卷中不包括的變量也有可能對學業(yè)成績有預測作用;另一方面，通過已有問題，我們無法獲知學生使用計算機的更多細節(jié)問題（Lee， et al.， 2009）。ICT所針對的學習模式、工具和策略是多樣化的，技術的影響可能隨著教學方法、教師的有效性、學科主題、年齡水平、技術實施的流暢性等而產生差別，后續(xù)還需要結合相關案例予以深入分析，闡釋ICT對學生學業(yè)產生影響的具體方式。

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收稿日期：2018-07-14

定稿日期：2018-11-17

作者簡介：王春麗，博士研究生，華東師范大學教育信息技術學系（200062）。

顧小清，博士，教授，博士生導師，華東師范大學上海數(shù)字化教育裝備工程技術研究中心（200062）。

責任編輯 單 玲