信息技術(shù)在中學物理教學中應用現(xiàn)狀的調(diào)查
——以內(nèi)江市為例

郭云東，宋西泠，陳虎學鷹

(1.內(nèi)江師范學院 物理與電子信息工程學院，四川 內(nèi)江 641100；2.四川省資中縣球溪高級中學，四川 資中 641208)

0 引言

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》指出：“以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，破解制約我國教育發(fā)展的難題，促進教育的創(chuàng)新與變革，是加快從教育大國向教育強國邁進的重大戰(zhàn)略抉擇.” 《教育信息化2.0行動計劃》《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案(2018—2022年)》《中小學教師信息技術(shù)應用能力標準(試行)》等要求教師在教學中注重信息技術(shù)與教學的融合發(fā)展.開展信息技術(shù)在中學物理教學中的應用現(xiàn)狀調(diào)查研究，是落實國家教育政策要求的必然，是物理教學自身發(fā)展的需要.

信息技術(shù)在中學物理的應用研究主要分為四方面：一是對信息技術(shù)與中學物理融合認知的研究[1-3]，闡明信息技術(shù)應用于中學物理的意義，分析信息技術(shù)應用在物理教學的利弊，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ).二是對信息技術(shù)在中學物理中的應用現(xiàn)狀的研究[4-5]，主要集中在信息技術(shù)在中學物理課堂開展情況的調(diào)查，如信息技術(shù)設(shè)備的應用情況、教師對信息技術(shù)設(shè)備的處理和學生對信息技術(shù)教學的態(tài)度等.三是對信息技術(shù)應用于中學物理個案的研究[6-8].四是信息技術(shù)應用于中學物理策略的研究[9-10].為進一步落實教育信息化要求，科學推動物理課程改革、改善教育技術(shù)、深入研究基礎(chǔ)教育推進教育信息化，調(diào)查信息技術(shù)在內(nèi)江市中學物理教育的應用現(xiàn)狀具有重要意義.通過初步走訪、調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)教師的信息化水平、對信息技術(shù)的認識存在問題.為全面把握內(nèi)江市信息技術(shù)與中學物理融合的真實情況，對內(nèi)江市的中學物理教師展開問卷調(diào)查，并對調(diào)查結(jié)果進行分析，對數(shù)據(jù)結(jié)果進行剖析，挖掘更深層次原因與問題，促進內(nèi)江市物理教學與信息技術(shù)的結(jié)合應用.

1 調(diào)查研究的設(shè)計與實施

1.1 問卷編制的過程與方法

分析《教育信息化2.0行動計劃(〔2018〕6號)》《教育信息化“十三五”規(guī)劃》等文件中關(guān)于信息技術(shù)在教育教學中的應用要求，通過對現(xiàn)有文獻[6-8]和已有成熟問卷的梳理，擬定問卷維度、初始問卷和開放性訪談內(nèi)容.

1.2 問卷維度及題目的建立

綜合文獻修改初始問卷，將問卷和量表進行修訂，由專家進行審閱，再根據(jù)專家評審意見，將問卷劃分為四大維度(學?；A(chǔ)設(shè)施設(shè)備、教師的信息化技術(shù)認識、教師的信息化水平和信息技術(shù)在教學中的應用).編寫各維度測試題，建立了22個單選題，1個開放題，問卷維度和題目如表1所示.由中學物理教師進行問卷檢測，根據(jù)預測試反饋，針對調(diào)查群體特點進行修正.問卷采用likert量表，七級評分系統(tǒng)編制.將題目選項中的“完全不符合”“不符合”“比較不符合”“一般”“比較符合”“符合”和“完全符合”，分別計分為1—7，采用隨機法編排題目順序.

表1 維度、編號和題目

1.3 問卷的信度和效度分析

通過計算問卷的內(nèi)部一致性，并對問卷進行同質(zhì)性信度分析.總問卷的Cronbach'α系數(shù)值為0.920，四維度的Cronbach'α系數(shù)為0.914～0.919，表明編制的問卷穩(wěn)定性、可靠性程度高，各維度內(nèi)部題目的一致性程度很高，可用于進一步分析.

問卷內(nèi)容效度采用因子分析方法，對因子負荷系數(shù)值等指標進行有效性分析，驗證數(shù)據(jù)的有效性水平.在因子分析前，首先進行KMO檢驗和Bartlett's球形度檢驗，用于判斷信息提取的適宜性，共性值用于排除不合理研究項，方差解釋率值用于解釋信息提取水平，因子載荷系數(shù)用于衡量因子(維度)和題項之間具有對應關(guān)系.

通過計算，所有研究項對應的共同度值均高于0.4，說明研究項信息可以被有效地提取；KMO值為0.878，大于0.6，接近于1，數(shù)據(jù)信息可以被有效提取，變量間相關(guān)性強，偏相關(guān)性弱.根據(jù)Bartlett's球形度檢驗的選項，Sig值小于0.05，數(shù)據(jù)呈球形分布，因子分析的效果較好.因子的方差解釋率值分別是15.897%，11.470%，9.688%，9.048%，8.910%，旋轉(zhuǎn)后累積方差的解釋率為69.698%，大于50%，研究項的信息量可以被有效提取.結(jié)合因子載荷系數(shù)，確定因子(維度)和研究項之間的對應關(guān)系，因子載荷系數(shù)絕對值大于0.4，表示選項和因子之間對應關(guān)系相符，具有較高效度，測量結(jié)果與考察內(nèi)容的吻合度較高.

1.4 調(diào)查對象及其基本信息

設(shè)計網(wǎng)絡問卷發(fā)布于問卷星平臺.以內(nèi)江市在職、在崗的中學物理教師為研究總體，采用隨機抽樣方式展開匿名調(diào)查，共收回有效問卷166份.被調(diào)查物理教師分布于內(nèi)江市各學校，其職稱、教齡及學歷都有所差異，與內(nèi)江市中學物理教師整體情況基本一致.調(diào)查消解了系統(tǒng)誤差、抽樣框誤差、重復或遺漏誤差及無回答誤差.

1.5 調(diào)查數(shù)據(jù)分析工具

利用SPSS 26.0軟件處理問卷，并對各參數(shù)指標描述統(tǒng)計分析和相關(guān)性分析.

2 調(diào)查數(shù)據(jù)與統(tǒng)計分析

2.1 描述分析

2.1.1 學校基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備(SIE)

由統(tǒng)計結(jié)果可知,僅18.1%的教師所在學校建有物理學科信息化課程資源數(shù)據(jù)庫，另有26.5%教師所在的學校有單獨的智慧教室，21.1%教師所在學校有獨立網(wǎng)站服務器，19.9%的教師所在學校有獨立的培訓室.

由此可見，內(nèi)江地區(qū)部分學校資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)數(shù)量較少，開發(fā)信息化課程資源意識較薄弱，信息化課程資源缺乏系統(tǒng)性管理.根據(jù)訪談結(jié)果得知，經(jīng)費不能及時到位、教學領(lǐng)導的重視程度都會影響學校對物理教學設(shè)備設(shè)施的投入占比.

2.1.2 教師的信息化教學認識(TCC)

中學物理教師主要通過參與教育信息化培訓的方式，了解、學習信息化課程資源與技術(shù)，教育信息化相關(guān)培訓的效果直接影響著教師開發(fā)課程資源能力的發(fā)展.隨著相關(guān)培訓的開展，教師的信息技術(shù)應用能力總體水平逐步提升，77%的教師認為信息技術(shù)應用于中學物理可以提高教學效果，78.3%的教師認為信息技術(shù)與中學物理融合有利于資源共享，81.33%的教師認為信息技術(shù)與中學物理融合符合課程標準.

從總體的百分比、平均值和標準差來看，大多數(shù)教師的信息技術(shù)認識水平較高，能正確認識資源共享、課程標準，并認同提高教學效果的重要性.盡管，根據(jù)當前調(diào)查情況來看，學校硬件尚且存在著相關(guān)資源少、設(shè)備設(shè)施不完善的問題，但教師的觀念并不落后，這與校本培訓、信息技術(shù)2.0等培訓的開展有所聯(lián)系.其次，現(xiàn)在網(wǎng)絡及信息化技術(shù)發(fā)展迅速，信息技術(shù)的社會普及程度較高.

2.1.3 教師的信息化水平(TIL)

內(nèi)江地區(qū)的教師信息化認識程度較高，但教師的信息化水平仍需持續(xù)提高.71.0%的教師通過校本課程獲得信息技術(shù)能力，另有5.4%的教師通過其他途徑獲得.然而，有23.4%的教師沒有參加過有關(guān)信息技術(shù)在物理課程應用方面的培訓或活動，59.6%的教師能熟練操作各種教學設(shè)備和軟件，71.6%的教師能夠熟練利用網(wǎng)站資源，61.4%的教師精通課件制作，37.4%的教師能夠熟練制作教學相關(guān)微課，制作的微課能力較為薄弱，且有40.3%的教師對各種教學設(shè)備和軟件的使用熟練程度為一般或不熟練，28.3%的教師對網(wǎng)站資源的使用熟練程度為一般或不熟練.

因此，內(nèi)江地區(qū)信息技術(shù)培訓力度覆蓋面較廣，但還需要根據(jù)教師的年齡結(jié)構(gòu)、學科需要進行針對性設(shè)計，滿足更多教師的多樣化需求.教師的信息化水平對中學物理的信息化教學進程有一定的影響.目前，內(nèi)江市還缺少系統(tǒng)、科學、持續(xù)、針對性強的信息技術(shù)應用培訓體系.

2.1.4 信息化技術(shù)在教學中的應用(ITS)

從整體角度來看，有68.7%的教師認為最常使用信息技術(shù)支持的教學環(huán)節(jié)是備課，僅7.2%的教師在備課環(huán)節(jié)不使用信息技術(shù)，也有78.9%的教師認為使用多媒體教學比較高效，69.8%教師曾遇到信息技術(shù)教學資源不滿意的問題，有31.4%教師不會給學生安排上網(wǎng)查找資料解決問題的任務，56%的教師在物理實驗時會利用信息技術(shù)軟件制作教學資源，60.94%的教師認為信息化教學主要苦難是缺少硬軟件支持，67.4%的教師認為最需要的知識與技能是信息化教學設(shè)計方法和教學策略，69.8%的教師最需要的幫助是經(jīng)驗型教師的幫助與交流.

由以上結(jié)果分析，可以得到以下結(jié)論：教師的信息技術(shù)利用率高，并對信息技術(shù)表示認同，但普遍認為信息化教學的主要困難是設(shè)施設(shè)備的匱乏.而且，只有少部分教師會給學生布置網(wǎng)絡作業(yè)，多數(shù)教師需要經(jīng)驗豐富的技術(shù)型教師進行指導.因此，教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及高效運轉(zhuǎn)的組織體系作用成效有待提升，信息技術(shù)型“熟手教師”對不熟悉信息技術(shù)應用的“生手教師”傳、幫、帶的培訓機制不健全，還尚未有效激發(fā)教師的主觀能動性.

2.2 相關(guān)分析

下面根據(jù)教師的不同屬性特征和信息技術(shù)應用的不同測試項，進行組間的相關(guān)性分析.

2.2.1 教師對信息化教學認識的相關(guān)分析

對教師的5個基本屬性特征(年齡、性別、職稱、學歷、教齡)與教師對信息技術(shù)的認識進行相關(guān)分析(見表2).

表2 教師信息化水平與各屬性特征的相關(guān)性

Pearson相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果表明，教師對信息技術(shù)的認識與其年齡、性別、職稱、學歷、教齡不存在顯著的相關(guān)性.

2.2.2 教師的信息技術(shù)能力的相關(guān)分析

接下來分析教師的年齡、性別、職別、學歷、從事工作年限與能利用信息技術(shù)軟件制作微課(TIL4)的相關(guān)性，由數(shù)據(jù)結(jié)果可知，教師利用信息技術(shù)軟件制作微課的能力與性別、學歷之間無顯著的相關(guān)性(見表3).

表3 教師制作微課能力與各屬性特征的相關(guān)性

然而，教師利用信息技術(shù)軟件制作微課的能力與教師的年齡和教齡之間存在顯著的負相關(guān)(見表4)，相關(guān)系數(shù)為-0.216和-0.240.教師認為自己具備信息技術(shù)應用的技術(shù)和手段的能力與性別、學歷之間無顯著的相關(guān)性，但與年齡之間存在顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.154，表明年齡越大的教師越認為自己并不具備信息技術(shù)應用的技術(shù)和手段.

表4 教師具備信息技術(shù)應用的技術(shù)和手段與各屬性特征的相關(guān)性

進一步地，通過問卷調(diào)查和訪談得知，年齡越大、教齡越長的教師利用信息技術(shù)軟件制作微課的能力越弱，主要原因是他們對新技術(shù)有所排斥，覺得沒必要去學，對職稱評定沒有需求，中、老年教師需要更多時間去接受和認識新技術(shù).從側(cè)面也反映出，相關(guān)培訓應加強對中、老年教師的關(guān)注，針對他們的特點設(shè)計相應的技能培訓.

2.2.3 教師信息化水平與信息技術(shù)應用的相關(guān)性分析

將問卷的教師信息化水平(TIL)與信息技術(shù)在教學中的應用(ITS)維度問題之間的部分問題進行相關(guān)性檢測.教師在備課過程中經(jīng)常使用網(wǎng)站資源與能獨立編寫教學課件、能熟練使用教育信息化資源、經(jīng)常利用信息技術(shù)軟件制作微課、具備信息技術(shù)應用物理教學的能力、物理實驗有利用信息技術(shù)制作可視化教學資源和網(wǎng)絡、應用信息技術(shù)的主要困難是缺少硬軟件支持、需要信息化教學設(shè)計方法和策略，和信息化教學上需要經(jīng)驗教師幫助的各個問題之間都存在著顯著的正相關(guān)(見表5).值得注意的是，經(jīng)常使用網(wǎng)站資源與熟練使用教育信息資源相關(guān)性最高(r=0.430),其次是與獨立編寫教學課件的相關(guān)程度也較高(r=0.439)，這一結(jié)果說明教師平常的備課習慣與使用信息化資源熟練的熟練程度有顯著關(guān)系.

表5 TIL與ITS維度問題之間的相關(guān)性

同樣地，教師能獨立編寫教學課件與其余測試項都存在顯著正相關(guān)，能獨立編寫教學課件與熟練使用教育信息資源相關(guān)性最高(r=0.716),其次是和認為自己具備信息技術(shù)應用于中學物理的技術(shù)和手段的相關(guān)程度也較高(r=0.605)，與制作微課的相關(guān)程度也較高(r=0.553)，以上結(jié)果說明教師獨立編寫教學課件、制作微課的能力較強，大部分物理教師已經(jīng)具備信息技術(shù)教學技術(shù)和手段.

3 結(jié)論

學?；A(chǔ)設(shè)施設(shè)備物理教學設(shè)備設(shè)施的投入占比低.較少部分學校建立了物理信息化課程資源數(shù)據(jù)庫、智慧教室、獨立網(wǎng)站服務器和培訓室.內(nèi)江市中學物理教師的信息技術(shù)應用認識水平較高，主要體現(xiàn)在能正確認識資源共享、課程標準，并認同提高教學效果的重要性.硬件設(shè)施的落后并沒有對教師認識信息技術(shù)產(chǎn)生較大影響，教師在制作網(wǎng)絡資源等技能方面表現(xiàn)良好.教師的網(wǎng)絡課程開發(fā)能力表現(xiàn)一般.僅37.35%的教師能夠熟練制作微課，現(xiàn)今仍有40.3%的教師對各種軟件的使用熟練程度為一般或不熟練，有31.40%教師不會給學生安排上網(wǎng)查找資料解決問題的任務，也有78.9%的教師認為使用多媒體教學比較高效，69.80%教師曾遇到信息技術(shù)教學資源不滿意的問題.

對信息技術(shù)的認識與其年齡、性別、職稱、學歷、教齡不存在顯著的相關(guān)性，但教師制作微課的能力、信息技術(shù)的掌握水平與教師的年齡、教齡之間存在顯著的負相關(guān).經(jīng)常使用網(wǎng)站資源的教師也能越熟練使用各類教育信息資源，并且獨立編寫教學課件能力也較強.同樣地，能獨立編寫教學課件的教師，制作微課的能力也越強，并且也越認可自己具備信息技術(shù)應用于中學物理的技術(shù)和手段.

4 建議

(1)學校應對標國家要求，健全多元信息化資源數(shù)據(jù)庫.學校應加強硬件資源的建設(shè)，加大教育信息化投入，整合多元數(shù)據(jù)資源，建立多級物理學科課程與教學資源共享庫.初、高級學校應著手優(yōu)化信息化教學資源庫的建設(shè)，整合教學資源，豐富信息化教學資源類型，推動在中學物理教學中應用信息技術(shù).

由于各學校信息化教學設(shè)備呈現(xiàn)差異化態(tài)勢，適應不同物理教師的教學需求，學校應首先摸清該校的教育信息化基本現(xiàn)狀，否則教師在教學資源方面得不到充分支持，就無法保證“雙減”背景下多樣化教學的現(xiàn)實需求，因此學校還應摸清教師應用能力基本現(xiàn)狀，明確規(guī)劃.

(2)教師應注重提升信息化應用水平.教師信息技術(shù)素養(yǎng)決定課堂教學的應用效果.教師的信息技術(shù)水平也會直接影響物理教學效果.現(xiàn)今，學生的物理學習需求更加多元化，教師需要考慮如何在有限的課堂時間內(nèi)來提高教學的效率，滿足學生個性化學習需求.針對教師制作微課不熟練的現(xiàn)狀，教師應加強提升錄制微課、處理影音等方面的能力，方能在信息技術(shù)支持下，創(chuàng)建信息化、數(shù)字化課堂，對推動中學物理教學改革和數(shù)字化校園建設(shè)都有著積極作用.

(3)在傳統(tǒng)演示實驗中，存在演示效果不理想、微觀現(xiàn)象無法觀察等問題.調(diào)查結(jié)果也顯示，教師對相關(guān)實驗的信息化資源不滿意，教師較少布置利用網(wǎng)絡查找資料預習作業(yè).針對以上問題，教師可以利用多媒體模擬技術(shù)功能，讓學生觀察完整實驗過程，更好地掌握其中細節(jié)，從而助力學生計算更復雜的實驗數(shù)據(jù)，提高實驗結(jié)果的準確性.此外，通過轉(zhuǎn)移大數(shù)據(jù)平臺資源、演示問題解決方案等措施，提高習題教學的流暢性.并且，適當設(shè)計網(wǎng)絡作業(yè)，激發(fā)學生的興趣與主觀性.

(4)針對中、老年教師信息技術(shù)應用能力較弱的問題，學校層面可以組織開設(shè)經(jīng)驗總結(jié)會、信息技術(shù)研討會，派設(shè)信息技術(shù)教學經(jīng)驗豐富的老師，傳、幫、帶部分應用能力較弱的教師.中、老年教師也應主動接觸學習信息技術(shù)，并利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)信息化課堂教學.