Science teachers' conceptions of teaching and learning, ict efficacy, ict professional development and ict practices enacted in their classrooms

part in the study. The seniority level mean result of the teachers
was 14.34 years (SD
¼ 10.03). The most frequent age category re-
ported by the participants was 31
e35 years (20.8%). With regard to
educational attainment, 70.7% reported having a bachelor's degree,
26.8% a master's degree, 1% Ph.D. degree, and 1.5% who chose not to
answer. The distribution of the teachers with relation to the cultural
characteristic of their schools was: 18.7% Jewish schools, 20.1%
Muslim schools, 16.1% Christian schools, 37.5% mixed (Arab and
Jewish) schools, and 7.6% Druze schools.
2.2. Instrumentation
The Teaching and Learning Conceptions questionnaire (TLCQ).This
scale was developed by
Chan and Elliott (2004)
, based on a litera-
ture review of prevailing conceptions of teaching and learning, and
dialogues with Hong Kong students before teaching practice. The
scale measures two different conceptions of the teaching/learning
nexus: traditional and constructivist. Based on the original study's
factor loading results, indicators with factor loadings lower than
0.40 (
Byrne, 2010
) were not selected for the current study to create
a more valid and reliable assessment of the factor, thus only eight
items were included in the traditional measurement. The following
are example items that were included in this questionnaire:
“A
teacher's major task is to give students knowledge/information,
assign them drill and practice, and test their recall
”; “During the
lesson, it is important to keep students con
fined to the textbooks
and the desks
".
Following the same procedure, the constructivist questionnaire
included 11 items, such as:
“It is important that a teacher un-
derstands the feelings of the students
”; “Good teachers always
encourage students to think for answers themselves
”. The scaling of
this instrument was a 5-point Likert-style format ranging from
1
¼ strongly disagree to 5 ¼ strongly agree.
A principal component analysis followed by a Varimax rotation
was used to corroborate the stability of the TLCQ structure (eigen-
value
> 1.00; item loadings > 0.40). The analysis solution accounted
for 51.07% of the variance and yielded two categories: traditional
(eight items,
a
¼ 0.834), and constructivist (11 items,
a
¼ 0.910),
conceptions.
Teachers' Sense of Ef
ficacy scale (short form). This scale was
designed by
Tschannen-Moran and Woolfolk-Hoy (2001)
to
determine teachers' sense of ef
ficacy along three sub-scales each
includes four items: Ef
ficacy in Student Engagement (e.g., “How
much can you do to motivate students who show low interest in
schoolwork
”); Efficacy in Instructional Strategies (e.g., “To what
extent can you use a variety of assessment strategies
”); and Effi-
cacy in Classroom Management (e.g.,
"How much can you do to
control disruptive behavior in the classroom
”). All the scale items
were subjected to a principal component analysis followed by a
Varimax rotation with an eigenvalue
>1.00 as a criterion for
determining the number of factors. The analysis resulted in three
factors, which accounted together for 60.82% of the variance.
Three items loaded (
>0.40) on the efficacy in student engagement
factor (
a
¼ 0.74, one item (T11) was excluded due to a low loading
result); the ef
ficacy in instructional strategies factor included four
items (
a
¼ 0.76); and the efficacy in classroom management factor
had four related indicators (
a
¼ 0.72). The scaling of this instru-
ment was a 5-point Likert-style format ranging from 1
¼ not at all
to 5
¼ very much.
Teachers' ICT Ef
ficacy. This five-item scale was designed by
Vanderlinde and van Braak (2010)
to measure teachers' concep-
tions of their competencies and abilities to use ICT in their
classrooms. The teachers were asked to report their level of
agreement with the statements such as:
“I have sufficient technical
knowledge and skills to use ICT in my classroom
” by using a 5-point
Likert-style
format
ranging
from
1
¼ strongly disagree to
5
¼ strongly agree. One item was excluded in order to increase the
Cronbach's alpha reliability result (
a
¼ 0.82).
ICT-Supported Activities in the Classroom. This 9-item scale was
speci
fically designed for the purposes of the current study and
was based on the new curriculum of science education in Israel
(
CASTE, 2007
). The teachers were given a list of activities that
might cultivate scienti
fic skills and thus recommended by the
formal teacher's guide for science education in primary and sec-
ondary schools. The teachers were asked to report the extent to
which ICT was used in their classrooms to support the activities
delineated below:
1. Accessing verbal and visual texts with graphical organizers,
rhetorical and typographic means
2. Preparing learning product (such as reports, graphic organizers,
models and displays, simulation games, presentations, and
posters)
3. Planning research processes (identi
fication and formulation of
research goals, hypotheses, experiments, and observations)
4. Collecting and processing data, and drawing conclusions
5. Designing possible solutions
6. Assessing different solutions
7. Executing and evaluating a chosen solution
8. Managing group project work
9. Regulating the learning process
The participants were asked to report the extent to which they
used these activities in their classrooms on a
five-point Likert scale
of 1
¼ almost never to 5 ¼ almost always (
a
¼ 0.933).
ICT Teachers' Professional Development Scale. This 4-item scale
(
Vanderlinde
& van Braak, 2010
) was designed to assess teacher
engagement in professional development activities related to ICT
integration into the curriculum. The teachers were asked to
report their level of agreement with the statements:
“I attend
frequently in-service teacher training about the educational use
of ICT
”; “I try to keep informed about everything that has to do
with ICT in education
”; “I take initiative to learn about every-
thing that has to do with ICT in education
”; and “I attend
frequently technical ICT in-service teacher training courses
”. A 5-
point Likert-style format was used ranging from 1
¼ completely
disagree to 5
¼ completely agree (
a
¼ 0.84). It should be noted that
in-service science teacher training programs in Israel are pro-
vided by The Ministry of Education. These programs take place in
national centers for professional development for teachers in
science and technology. These programs' main goal is to raise the
quality and level of teaching in the
fields of science and tech-
nology and to improve the teacher's skills of teaching and
working in a digital environment. Those centers are equipped
with laboratory equipment and state-of-the-art teaching acces-
sories, computers and communications, which enable high-
quality courses (e.g., The National Center for the Professional
Development of Teachers in Science and Technology in
Northern
Israel, 2017
).
2.3. Data analysis
Data were analyzed by using Partial Least Squares - Structural
Equation Modeling (PLS-SEM;
Hair, Hult, Ringle,
& Sarstedt, 2017
),
advised to be applied if the primary objective of applying structural
equation modeling is prediction of target constructs. SmartPLS 3
software was used.
D. Alt / Teaching and Teacher Education 73 (2018) 141
e150
144

---

3. Results
3.1. Descriptive statistics
Table 1
displays the descriptive statistics of the research con-
structs and indicators. Following the general guidelines for skew-
ness and kurtosis (suggesting that if the number is greater than
þ 1
or lower than
1, then the distribution is skewed, flat or peaked).
The construct distributions can be generally considered normal.
In order to assess the participants' traditional versus construc-
tivist conceptions (H1), a repeated measures analysis of variance
was used. Results showed that the participants tend to possess
more constructivist than traditional conceptions (mean results and
SD values are provided in
Table 1
). These differences were found
statistically signi
ficant (F
(1, 302)
¼ 153.32 p < .001,
h
p
2
¼ 0.34). H1 was
con
firmed.
In order to assess H2 and H3, Model 2 (
Fig. 2
) was constructed.
This path model includes
five constructs, represented in the model
as cycles: Constructivist Conceptions, Traditional Conceptions, and
the three sub-constructs of the Teachers' Sense of Ef
ficacy scale:
Ef
ficacy in Student Engagement, Efficacy in Instructional Strategies,
and Ef
ficacy in Classroom Management. The indicators are the
directly measured proxy variables, represented as rectangles. Re-
lationships between the constructs as well as between the con-
structs and their assigned indicators are shown as arrows. The PLS-
SEM analysis used path weighting scheme and a mean value
replacement for missing values. Based on the theoretical model,
paths were speci
fied from Constructivist Conceptions and Tradi-
tional Conceptions to the Teachers' Sense of Ef
ficacy sub-scales. One
indicator of the Traditional Conceptions latent construct was
omitted from the model due to a low loading result
<0.40 (
Hair
et al., 2017
).
Table 2
presents the analysis results of the direct effects (see
results for Model 2). The results show that Constructivist Concep-
tions exerts moderate and signi
ficant effects on the Teachers' Sense
of Ef
ficacy sub-factors; the highest result was found for the path
associated with the ef
ficacy in Instructional Strategies construct.
Merely small signi
ficant coefficient results were indicated for the
Traditional Conceptions, the highest result was found for the path
linking this construct to Ef
ficacy in Classroom Management.
The model evaluation included the following steps. First,
collinearity was examined by Variance In
flation Factor (VIF) values
of all sets of predictor constructs in the structural model. The re-
sults showed that the VIF values of all combinations of endogenous
and exogenous constructs are below the threshold of 5 (
Hair et al.,
2017
) and equal to 1.067. Therefore, collinearity among the pre-
dictor constructs is not a critical issue in this structural model.
Next, the coef
ficient of determination (R
2
) value was examined.
R
2
values for the endogenous factors ranged from 0.344 to 0.368
these values can be considered moderate, when R
2
values of 0.75,
0.50, or 0.25 for endogenous latent variables can be respectively
described as substantial, moderate, or weak (
Hair et al., 2017
). In
addition to measuring the R
2
values, the change in the R
2
value
when a speci
fied exogenous construct is omitted from the model
should be used to evaluate its impact on the endogenous con-
structs. This measure is referred to as the f
2
effect size when values
of 0.02, 0.15, and 0.35, respectively, represent small, medium, and
large effect (
Cohen, 1988
). According to the results, Traditional
Conceptions had small effect sizes (0.010
e0.026) on Teachers'
sense of Ef
ficacy sub-constructs. The Constructivist Conceptions
construct had high effect sizes of 0.413
e0.489 on the endogenous
latent variables. Lastly, the blindfolding procedure was used to
assess the predictive relevance (Q
2
) of the path model. Values larger
than 0 suggest that the model has predictive relevance for a certain
endogenous construct (
Hair et al., 2017
). The Q
2
value of the
Teachers' Sense of Ef
ficacy constructs ranges from 0.175 to 0.214.
According to the results, H2 was not con
firmed, as inverse con-
nections were not shown between teachers' conceptions of tradi-
tional teaching and learning and their sense of ef
ficacy in science
classrooms, whereas H3 was fully supported.
Model 3 (
Fig. 3
) was constructed to check H4 and H5. This model
also addressed the results provided in Model 2. Therefore, paths
were speci
fied from the Constructivist Conceptions to the Teachers'
Sense of Ef
ficacy latent construct. In order to create a more parsi-
monious model, the three sub-factors of the Teachers' Sense of
Ef
ficacy scale were entered into the model as indicators. It should
also be noted that given the small effect sizes (0.010
e0.026) on
Teachers' sense of Ef
ficacy sub-constructs, Traditional Conceptions
was not included in this model (Model 3) and the following one
(Model 4). Moreover, in line with H4 and H5, another path was
speci
fied between Teachers' Sense of Efficacy and Teachers' ICT
Ef
ficacy and between the latter and ICT Supported Activities in the
Classroom.
A bootstrap routine was used to detect direct and indirect sig-
ni
ficant path coefficient results.
Table 2
displays the analysis results
of the direct and indirect effects for Model 3. The results showed a
signi
ficant high coefficient result between Constructivist Concep-
tions and Teachers' Sense of Ef
ficacy, a moderate result between
Teachers' Sense of Ef
ficacy and Teachers' ICT Efficacy, and a low
indirect effect between Constructivist Conceptions and Teachers'
ICT Ef
ficacy via Teachers' Sense of Efficacy. Other path coefficient
results were found very low, and a non-signi
ficant direct effect was
found between Constructivist Conceptions and ICT Supported
Activities.
The structural model evaluation included the above-mentioned
steps. First, collinearity was examined by VIF values and was found
suf
ficient (VIF ¼ 1.00, 1.072). Second, the coefficient of determina-
tion (R
2
) value of Teachers' ICT Ef
ficacy (0.146) was found rather
weak, a low result was also found for ICT Supported Activities
(0.023). The R
2
value of Teachers' Sense of Ef
ficacy was moderate
(0.433). According to the f
2
results, Constructivist Conceptions had
a high effect (0.765) on Teachers' Sense of Ef
ficacy whereas the
Table 1
Descriptive statistics of the research constructs and indicators.
Construct
Indicators
Mean
SD
Skewness
Kurtosis
Constructivist Conceptions
4.141
0.610
0.567
0.095
Traditional Conceptions
3.532
0.703
0.848
1.149
Teachers' Sense of Ef
ficacy
4.062
0.522
0.534
.3990
Ef
ficacy in student engagement
4.093
0.595
0.524
.510
Ef
ficacy in instructional strategies
4.113
0.595
0.691
.989
Ef
ficacy in classroom management
4.025
0.595
0.642
.487
Teachers' ICT Ef
ficacy
3.672
0.787
0.572
.626
Teachers' ICT Professional Development
3.458
0.861
0.174
0.379
ICT Supported Activities in the Classroom
3.076
0.895
0.207
0.249
D. Alt / Teaching and Teacher Education 73 (2018) 141
e150
145

---

latter had a moderate effect (0.171) on Teachers' ICT Ef
ficacy, other
results were close to zero. Finally, the predictive relevance (Q
2
) of
the path model was assessed: ICT Supported Activities (0.011),
Teachers' ICT Ef
ficacy (0.085), and Teachers' Sense of Efficacy
(0.313).
These results con
firm H4. Given the very low results regarding
the impact of Teachers' ICT ef
ficacy on ICT activities in the class-
rooms, it may be concluded that H5 was partially con
firmed.
H6 assessment was similar to the above procedure; however, in
this case, as shown in Model 4 (
Fig. 4
), the Teachers' ICT Profes-
sional Development construct was entered into the model as a
mediator, between Teachers' ICT Ef
ficacy and ICT Supported Ac-
tivities. An additional direct path between the latter constructs was
speci
fied to allow measuring the full/partial/none mediating role of
the Teachers' ICT Professional Development construct. The analysis
was in accordance with the above-described procedures. Addi-
tional information to previous model results provided by this
analysis as seen in
Table 2
(results for Model 4) is the positive link
between Teachers' ICT Ef
ficacy and Teachers' ICT Professional
Development, and the low and positive coef
ficient result found
between the latter and ICT Supported Activities. Moreover, Teach-
ers' ICT Professional Development has mediated the link between
Teachers' ICT Ef
ficacy and ICT Supported Activities, with a very low
indirect effect found between them. Teachers' Sense of Ef
ficacy has
indirectly contributed to Teachers' ICT Professional Development
through Teachers' ICT Ef
ficacy, a similar trajectory was found be-
tween Constructivist Conceptions and Teachers' ICT Professional
Development, pointing to the mediating role of both teachers' ef-
ficacy constructs.
The model evaluation yielded suf
ficient collinearity assess-
ment results (1
 VIF  1.611). The R
2
value of the ICT Supported
Constructivist Activities (0.090) was found weak. A relatively
higher result was indicated for Teachers' ICT Ef
ficacy (0.138).
Moderate results were found for Teachers' Sense of Ef
ficacy
(0.434) and Teachers' ICT Professional Development (0.366). The
f
2
results showed that, similar to the previous models, Construc-
tivist Conceptions had a high effect (0.766) on Teachers' Sense of
Ef
ficacy, Teachers' Sense of Efficacy had a low effect (0.161) on
Teachers' ICT Ef
ficacy, and Constructivist Conceptions had a very
low effect (0.002) on ICT Supported Activities. In addition,
Teachers' ICT Ef
ficacy had a high effect (0.578) on Teachers' ICT
Professional Development, whereas the latter had a very low ef-
fect (0.075) on ICT Supported Activities. The predictive relevance
(Q
2
) of the path model was assessed and was found very low for
ICT supported Activities (0.053) and for Teachers' ICT Ef
ficacy
(0.084). Higher results were indicated for Teachers' ICT Profes-
sional Development (0.228), and for Teachers' Sense of Ef
ficacy
(0.313). Taken together with the non-signi
ficant direct effect
Fig. 2. Model 2. Analysis results of the examination of H2 and H3 by PLS-SEM. Note: P1-P9 are observed items related to the Constructivist Conceptions latent variable; S1-S4 and
S6-S8 are observed items related to the Traditional Conceptions latent variable; T2-T4 are observed items related to the Ef
ficacy in Student Engagement latent variable; T5, T9, T10,
and T12 are observed items related to the Ef
ficacy in Instructional Strategy latent variable; T6, T7, T8, and T1 are observed items related to the Efficacy in Classroom Management
latent variable.
D. Alt / Teaching and Teacher Education 73 (2018) 141
e150
146

---

between Teachers' ICT Ef
ficacy and ICT Supported Activities, these
findings point to a full, yet rather weak, mediating role of
Teachers'
ICT
Professional
Development
in
linking
those
constructs.
4. Discussion
The overarching aim of this study was to explore science
teachers' conception of traditional versus constructivist teaching
Table 2
Signi
ficance analysis of the direct and indirect effects.
Direct Effect
t value
p value
Indirect Effect
t value
p value
Model 2
Constructivist Conceptions -Ef
ficacy in Student Engagement
.541
12.991
.000
Constructivist Conceptions - Ef
ficacy in Instructional Strategies
.575
13.864
.000
Constructivist Conceptions - Ef
ficacy in Classroom Management
.538
11.422
.000
Traditional Conceptions -Ef
ficacy in Student Engagement
.134
3.011
.003
Traditional Conceptions - Ef
ficacy in Instructional Strategies
.084
1.896
.059
Traditional Conceptions - Ef
ficacy in Classroom Management
.135
3.251
.001
Model 3
Constructivist Conceptions - ICT Supported Activities
.004
0.049
.941
Constructivist Conceptions - Teachers' Sense of Ef
ficacy
.658
17.187
.000
Teachers' Sense of Ef
ficacy - Teachers' ICT Efficacy
.382
8.308
.000
Teachers' ICT Ef
ficacy - ICT Supported Activities
.150
2.093
.037
Constructivist Conceptions - ICT Supported Activities
.038
2.040
.042
Constructivist Conceptions - Teachers' ICT Ef
ficacy
.252
7.380
.000
Teachers' Sense of Ef
ficacy - ICT Supported Activities
.057
2.084
.038
Model 4
Constructivist Conceptions - ICT Supported Activities
-.039
0.713
.476
.039
2.426
.016
Constructivist Conceptions - Teachers' Sense of Ef
ficacy
.658
16.822
.000
Teachers' Sense of Ef
ficacy - Teachers' ICT Efficacy
.372
7.861
.000
Teachers' ICT Ef
ficacy - Teachers' ICT Professional Development
.605
16.763
.000
Teachers' ICT Professional Development - ICT Supported Activities
.330
4.479
.000
Teachers' ICT Ef
ficacy - ICT Supported Activities
-.041
0.527
.599
.199
4.142
.000
Constructivist Conceptions - Teachers' ICT Ef
ficacy
.245
6.999
.000
Constructivist Conceptions - Teachers' ICT Professional Development
.148
6.456
.000
Teachers' Sense of Ef
ficacy - ICT Supported Activities
.059
2.420
.016
Teachers' Sense of Ef
ficacy - Teachers' ICT Professional Development
.225
7.173
.000
Fig. 3. Model 3. Analysis results of the examination of H4 and H5 by PLS-SEM. Note: P1-P9 are observed items related to the Constructivist Conceptions latent variable; A11-A19 are
observed items related to the ICT Supported Activities latent variable; The Teachers' Sense of Ef
ficacy latent variable is accompanied by three observed variables; H5-H8 are
observed items related to the Teachers' ICT Ef
ficacy latent variable.
D. Alt / Teaching and Teacher Education 73 (2018) 141
e150
147

---

and learning, their sense of ef
ficacy, ICT efficacy, and ICT profes-
sional development, as precursors to their use of ICT activities in
their classrooms. The results showed that, as expected, the teachers
tended towards constructivist than traditional conceptions about
teaching and learning. Moreover, Constructivist Conceptions exer-
ted moderate and signi
ficant effects on the Teachers' Sense of Ef-
ficacy sub-factors, the highest result was found for the path
associated with the Ef
ficacy in Instructional Strategies construct.
This construct pertains to teachers
’ willingness to implement new
instructional techniques and respond to the needs of students, their
tendency to use a variety of instructional and assessment strategies
to promote student thinking, adjust the lesson to individual student
needs, deal with learning dif
ficulties, repair student mis-
conceptions, and implement alternative strategies (
Tschannen-
Moran
& Woolfolk-Hoy, 2001
). Merely small signi
ficant coeffi-
cient results were indicated for the Traditional Conceptions with
relation to Teachers' Sense of Ef
ficacy. The Efficacy in Classroom
Management construct was mainly associated with the teachers'
traditional conceptions. Classroom management is perceived as the
process of organizing and conducting the classroom, and involves
the maintenance of the classroom environment so that educational
goals can be accomplished (
Garrett, 2014
;
Savage
& Savage, 2010
).
In this study, this construct referred to the teachers' ability to
control disruptive behavior or to get the children follow classroom
rules. The link between these constructs may re
flect the power
relations that exist in traditional classrooms in which teachers do
not share authority with students. The teacher is largely, if not
exclusively, responsible for setting goals, designing learning tasks,
and assessing what is learned. These relations are conceived as an
exhibition of authority and employment of power (
Beck, 2009
;
Oral, 2013
).
Allen (2010)
maintains that the way teachers manage
their students' behavior is impacted by the models they adopt, and
the strategies that are commensurate with these models: demo-
cratic models that see misbehavior as an opportunity to learn or
behavioristic models that make use of punishment, coercion, and
rewards.
Another result showed that Teachers' Sense of Ef
ficacy,
informed by their constructivist conceptions, was positively con-
nected to their ICT ef
ficacy. These results may be corroborated by
previous studies that link teachers' high levels of academic self-
ef
ficacy to computer self-efficacy (e.g.,
Yesilyurt et al., 2016
).
However, our analysis did not corroborate the postulated positive
direct connection between ICT ef
ficacy and actual use of ICT sup-
ported constructivist activities in the classrooms, yet, additional
results pointed to the positive mediation role of teachers' ICT pro-
fessional development activities in linking those constructs. Such
activities mainly pertain to formal training programs teachers
engaged with to learn about new tools and strategies that involve
ICT effective implementations in the classroom.
Taken together, this study's results point to the contribution, to
some extent, of science teachers' conception of constructivist
teaching and learning, sense of ef
ficacy, ICT efficacy, and ICT
professional development, in explaining teachers' tendency to
enact ICT practices in their classrooms. However, it is noteworthy
that the measured variables showed a limited ability in explaining
the use of ICT in the classroom for constructivist activities. A
plausible explanation might be related to methodology. In
contrast to previous work, in this study, a wide variety of science
Fig. 4. Model 4. Analysis results of the examination of H6 by PLS-SEM. Note: P1-P9 are observed items related to the Constructivist Conceptions latent variable; A11-A19 are
observed items related to the ICT Supported Activities latent variable; The Teachers' Sense of Ef
ficacy latent variable is accompanied by three observed variables; H5-H8 are
observed items related to the Teachers' ICT Ef
ficacy latent variable; H1-H4 are observed items related to the Teachers' ICT Professional Development latent variable.
D. Alt / Teaching and Teacher Education 73 (2018) 141
e150
148

---

inquiry-based activities was measured, whereas previous studies'
measurements were restricted to assessing ICT as a learning tool,
not related to constructivist learning objectives (
Vanderlinde
&
van Braak, 2010
).
4.1. Limitations and directions for future research
The present work features several limitations and directions for
future research that warrant mentioning. First, the coef
ficients of
determination (R
2
) for the ICT Supported Activities in the Class-
room construct were weak; therefore future research should
consider expanding the model tested here with additional variables
that might explain it. For example, organizational features or local
conditions that might impact the process of integrating ICT into the
teaching and learning process (
Hayes, 2007
); or appropriate
physical
learning
environment
conducive
to
inquiry-based
learning. The latter condition might be positively connected the
implementation of constructivist activities in general and ICT-
supported activities in particular. This premise is shared by other
researchers (e.g.,
Silva, 2007
) who claim that the process of
adapting the learning environment to the 21st century is just at the
beginning and that much more effort needs to be taken for this
learning to truly thrive.
Second, the self-report measures used in this study raise the
necessity to employ diverse methods to lend more con
fidence to
the conclusions about the connections between the research fac-
tors, such as qualitative techniques. Moreover, future studies may
further bene
fit from an alternative measure that focuses more
speci
fically on observed teacher behaviors and should involve in-
terventions that might contribute to the knowledge gathered thus
far on their actual behavior in learning environments. For this
purpose, approaches such as Design-Based Research (DBR) or