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使用机器学习研究职前教师对其数字能力的认知

期刊:e3s web of conferencesDOI:10.1051/e3sconf/202129701001

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作者与机构
本研究的作者为Ahmed Benaoui和My Abdellah Kassimi,均来自摩洛哥阿加迪尔ENSA Agadir的LIMA-UIZ实验室。该研究发表于2021年的E3S Web of Conferences期刊,具体卷号为297,文章编号为01001。

学术背景
本研究的主要科学领域为教育技术,特别是职前教师(pre-service teachers)的数字能力(digital competence)评估。随着技术在教育中的广泛应用,教师的数字能力成为提升教学效果的关键因素。然而,摩洛哥关于职前教师数字能力的研究较为匮乏,且现有研究往往忽略了性别、年龄和学位类型等变量对数字能力的影响。因此,本研究旨在探讨职前教师对其数字能力的自我认知,并分析性别、年龄和学位类型是否会影响这些认知。研究目标是通过聚类分析(clustering analysis)方法,评估职前教师的数字能力水平,并为其培训课程提供改进建议。

研究流程
研究分为以下几个主要步骤:
1. 研究样本
研究样本包括291名来自摩洛哥东南部Draa-Tafilalte地区教师培训中心的职前教师,其中女性占49%,男性占51%。参与者的平均年龄为31.63岁,学位类型涵盖文科(如社会学、法语、阿拉伯语)和理科(如物理、数学、伊斯兰教育)。通过社交媒体平台发放数字能力问卷,最终有效问卷为241份。

  1. 数据收集工具
    研究采用基于DigComp框架的数字能力问卷,涵盖五个维度:信息与数据素养(information and data literacy, IDL)、沟通与协作(communication and collaboration, CC)、数字内容创作(digital content creation, DCC)、安全(safety, SAF)和问题解决(problem-solving, PS)。问卷采用6点Likert量表,从1(“需要更多相关知识”)到6(“对该主题有深入了解”)。

  2. 聚类分析
    研究使用k-means聚类算法(k-means clustering)对数据进行分析,将参与者分为三个聚类(cluster),以评估其数字能力的差异。聚类分析的目标是发现数据中的隐藏模式,并通过组内相似性和组间差异来评估聚类质量。

  3. 数据分析
    研究通过描述性统计和单因素方差分析(one-way ANOVA)对聚类结果进行进一步分析,探讨性别、年龄和学位类型对数字能力的影响。

主要结果
1. 数字能力整体水平
研究结果显示,职前教师的数字能力整体较低,尤其是在数字内容创作(DCC)和问题解决(PS)方面表现较弱。信息与数据素养(IDL)和沟通与协作(CC)的得分相对较高,但仍未达到理想水平。

  1. 聚类分析结果

    • Cluster 1(n=93):该组在数字能力各方面表现均较弱,尤其是在问题解决(PS)方面得分最低。
    • Cluster 2(n=89):该组在安全(SAF)和问题解决(PS)方面表现最佳,表明其数字能力较强。
    • Cluster 3(n=59):该组在数字能力各方面表现最弱,尤其是在信息与数据素养(IDL)和沟通与协作(CC)方面。
  2. 变量影响

    • 性别:男性职前教师在信息与数据素养(IDL)、数字内容创作(DCC)、安全(SAF)和问题解决(PS)方面的表现均优于女性。
    • 学位类型:理科背景的职前教师在数字能力各方面均优于文科背景的教师,尤其是在数字内容创作(DCC)和问题解决(PS)方面。
    • 年龄:年龄较大的职前教师(如41岁以上)在数字能力方面表现较弱,而年轻教师(如21-25岁)表现较好。

结论
本研究揭示了摩洛哥职前教师数字能力的现状及其影响因素。研究结果表明,职前教师的数字能力整体较低,尤其是在数字内容创作和问题解决方面。性别、年龄和学位类型对数字能力有显著影响,男性、年轻教师和理科背景的教师表现更佳。基于这些发现,研究建议在教师培训课程中加强数字能力的培养,特别是在数字内容创作和问题解决方面。此外,研究还强调了针对不同性别、年龄和学位类型的教师制定个性化培训方案的重要性。

研究亮点
1. 研究主题的创新性:本研究填补了摩洛哥关于职前教师数字能力研究的空白,特别是在性别、年龄和学位类型等变量方面的探讨。
2. 方法的科学性:研究采用k-means聚类算法和描述性统计相结合的方法,全面评估了职前教师的数字能力水平。
3. 实践价值:研究结果为摩洛哥教师培训课程的改进提供了重要依据,有助于提升职前教师的数字能力,进而提高教学质量。

其他有价值的内容
研究还指出了未来研究的方向,例如扩大样本规模、结合定性数据(qualitative data)进行更深入的分析,以及探索其他可能影响数字能力的变量。此外,研究建议将数字能力培训纳入教师培训课程的必修内容,以确保职前教师能够适应现代教育的需求。


以上是对该研究的全面报告,旨在为其他研究者提供详细的参考信息。

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