贵州师范大学教育硕士专业学位论文开题报告(修).doc

贵 州 师 范 大 学教育硕士专业学位论文开题报告 论 文 题 目 高中生算法知识观调查研究 研 究 生 姓 名 孙 君 学 号 4201320000337 导师姓名、职称 夏小刚（教授） 培 养 单 位 贵州师范大学 专 业 学科教学（数学） 研 究 方 向 数学教育 贵州师范大学研究生院制年 月 日填表说明1. 签字处统一用黑色签字笔填写。2. 本表需双面打印，一式三份，一份（原件）报培养单位，指导教师及学生各留存一份。一、立论依据1.选题的研究意义1.1选题的背景随着计算机科学的迅猛发展和信息技术的不断普及，算法作为计算机科学的重要支撑性内容，发挥着越来越重要的作用，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。高中数学新课程改革后算法被列为高中数学课程新的双基内容，算法学习的现实意义不容忽视，它不但能够培养学生独立思考的能力，提高学生的逻辑思维能力，还能提高学生解决实际问题的能力，并为今后学习计算机程序设计打下基础。2003年我国颁布的普通高中数学课程标准（实验）（下简称课标）第一次把算法引入高中数学课程，并且把它提到了一个很高的位置。从前言的基本理念，到必修、选修的具体内容以及最后的实施建议，处处都提到了算法。在国家大环境的影响下，2010年重庆正式开始了高中数学课程改革，2011 年“算法初步”作为新课程改革的重要内容第一次进入了重庆高中课堂。研究者在关于高中算法知识这块的研究主要包括：算法教学与课标的一致性；不同教材内容对比分析；算法教学的现状调查与分析；算法教学的教学评价。由于重庆课程改革起步较晚，对于高中生算法知识观这一块，还没有系统的研究。学习观作为一种元认知知识，是学生对知识和学习的基本认识和看法。对学生学习观的研究有利于了解学生学习的认知机制，促进学生的学习和改进教师的课堂教学具有重要的理论和实践意义。对于学习观的研究分为一般学习观与学科学习观( 如数学观、科学观) 两个层次。一般学习观是指学习者对学习现象和经验所持有的直觉、潜在的认识，涉及对知识经验及其掌握的本质、形式、过程、条件、结果等一系列问题的认识。学科学习观是学生在学习各种学科的过程中形成的对学科知识的性质与学习过程的认识。另外有的学者开始研究数学观中的一个层面，如: 数学知识观，只研究学生对数学知识的认识，这也有助于我们更深入、更细致地了解学生数学观的现状。课标的理念也是要培养学生形成积极主动的数学学习态度,使他们在获得基础知识和基本技能的同时也能够学会学习和形成正确的数学观。算法知识进入重庆的高中课堂已经是第四个年头了，高中生对于算法知识观是怎么样的呢？我们还不是很清楚，调查研究高中生算法知识观有利于帮助教师更好的进行算法的教学和培养学生的数学应用意识，以为学生未来在计算数学上的发展。1.2选题的意义高中生正处于各种观念体系的建立时期，研究高中生的算法知识观现状有利于对高中生的数学观进行正确的引导和教育，所以调查高中生的算法知识观具有重要的理论意义和现实意义。第一，对高中生的算法知识观进行调查研究，有利于指导教师更好的按照课标对学生进行算法知识的教学。第二，对高中生的算法知识观进行调查研究，有利于学生更好的学习算法知识，认识自己的数学观，培养正确的学习观，树立正确的学习数学的态度。2.国内外研究现状分析2.1国外研究现状1989年NCTM出版的年鉴Teaching and Learning of Algorithms in School Mathematics是一本关于算法教学研究成果的论文集，论文共分五部分，讨论最多的一部分是关于小学算法教学的研究，而对于高中算法教与学的研究主要集中在如何以图论为背景，引导学生理解算法，利用算法来探究随机数的本质，以及如何利用算法分析散点图等问题。美国对算法研究比较多的是在小学学生方面，以整数的加、减、乘、除运算教学为主要研究内容。美国研究者Carroll的Algorithms in everyday mathematics主要就是在这方面做的研究，他通过“发明算法可选择算法焦点算法”这一系列过程，加强学生的运算能力，提高学生对算法的理解。在这三种算法过程中，焦点算法是学生学习的重点，而对于自己不能编写算法的学生，就必须保证至少能够学会一种基本的算法。荷兰的数学课程目标体系中包含了非标准的算法和学生自己发明的数学语言，所以荷兰比较尊重学生的个性发展，加强学生潜能的开发，鼓励独立思考与多样性相互结合的学习方式，注重数学学习过程的开放性，例如在小学阶段，要求学生在算法理解的基础上，能够使用计算器解决一些计算问题；在中学阶段，要求学生能够在多种算法中选出一种适合自己的算法，并能灵活地加以使用。在算法教学内容与教学要求方面，法国针对初中三年级的学生，通过教学过程提高学生对度量与绘图工具的使用能力，强化心算及笔算技巧，与此同时，掌握袖珍计算器的使用方法，并能利用电脑有效地配合这些活动；针对高中一年级的学生，要求重点探究数值问题与算法，将它渗透到数学的其他部分，这样不仅有利于培养学生数学推理与数学试验相结合的能力，还能够提高学生严谨的逻辑思维能力。2002 年，德国首次将算法作为必修内容纳入高中数学课程标准，明确指出“算法思想是学生必须掌握的基础的核心思想”。这在世界数学课程改革历史上有着里程碑的意义。德国著名的数学教育家施万克教授针对数学学习中认知结构的问题，提出了特征性与功能性的认知结构差异理论。施万克教授将学生的认知结构分为两类：第一类是特征性认知结构，这是一种基于关系的思维活动；第二类则是功能性认知结构，这是一种基于作用原理的思维活动。德国学者利用这一认知结构差异理论，展开了关于“初中阶段数学教学中的算法思维与公理性思维整合”的学校数学教学实验。实验的主要工作是将其数学教材彻底的变革，在其教材中，对同一个问题，通过三种不同的方式展示给学生，以助于学生选择适合自己认知结构的数学表述方式，促使每个学生特有的思维方式得到充分的发挥，也就是使学生的内在认知结构与外部表征产生共鸣的效应，使学生的学习达到最佳的状态。与此同时，专家们还注重对课堂教学方式的改革，在教学过程中，尊重学生表现出来的独特的行为方式。可见，德国对算法教学的研究已经比较深入，但是在德国的研究中，只是将算法作为一种载体，其侧重点在于每个个体在解决问题是所表现出来的思维差异。由此可以看出，国外的研究大都是从算法的教学方法策略方面进行研究和对各年龄阶段学生的算法知识的要求方面进行研究，从而达到培养学生算法思想的目的。而没有从学生方面入手，观察学生的算法知识观。2.2国内研究现状廖运章细致的比较了现行六套试用教科书对算法初步的设计，廖教授先从宏观比较了教材的排版和所包括的内容；又从微观的角度比较分析了算法内容的具体设计，细到概念的定义方式、例题的选用和习题的编排，最后对算法的设计进行了分析，非常的全面、细致。辛颖按照课程标准教材（教科书）评价（考试）的顺序对中日高中数学算法的内容进行了比较，进而为我国课程改革和教材的编写提出了积极的建议。鲍建生设计了一个综合难度的五边形模型来比较中英两国初中数学习题的难度。其中刻画难度的五个水平分别为：探究水平、背景水平、运算水平、推理水平和知识含量水平。利用该综合难度模型能考察在影响数学题难度的每一个因素方面的各自难度水平，由各因素的难度值所对应的点为顶点的五边形能给我们考察数学问题和数学课程在各个因素方面的难度和数学课程在某些方面的侧重提供依据。陈国芳在对高中数学新课程中算法教学的现状进行了调查研究，此研究表明，现阶段我国的算法教学有许多值得肯定的地方，受到了广大师生的一致肯定；但同时也存在着许多不足。姜华东在其硕士论文高中数学“算法初步”的教学策略研究中对“算法初步”的教学策略进行了探讨。他首先应用教育目标分类学理论对算法初步的内容从知识维度和认知维度两方面对教学目标进行定位；而后详细的设计了教学过程：根据教学目标中包含的所有知识点，制定要实现总目标的过程中必须完成的子教学目标，然后根据算法中的知识特点和课程标准要求达到的目标水平选择教学方法，最后完成教学过程设计以及教学顺序安排。我国学者姚梅林编译了含有四个维度的学习观问卷，通过对具有不同的学科经验和实践经验的被试进行学习观的测查，发现不同经验群体在学习观的各个维度上表现出不同程度的差异。吴红顺从四个方面( 知识价值观、知识学习态度观、知识性质观、知识学习过程观)探讨了中学生学习观的现状和特点。潘洪建等人对中学生的知识观与学习观、教师的知识观与教学观进行了对比研究。刘儒德从大学生学习观的发展、形成因素、对学习的影响三个方面对国外的研究做了概括总结，指出大学生的学习观经历了从客观主义到建构主义倾向的发展，并提出大学教学改革应把促进学生学习观的转变作为一个重要目标。赵长林的研究指出: 人们对知识的认识由客观性、价值中立性、普遍性向文化性、相对性、多样性、建构性、境域性的转变，引领了课程领域的思想革命，催生了由封闭、单一、科学本位的课程观向开放、多元、人文生态课程观的转变。按照我国数学课程标准的设想，培养学生的数学观念应有以下各项: 数学的来源，数学的地位,数学与现实生活的联系，数学思维的特点，数学的趣味性和挑战性，数学美和数学的力量等。在数学观的结构方面，刘儒德通过文献综述推导出: 中小学生的数学观由数学知识观、数学学习过程观和数学自我概念三部分构成。李琼的研究则表明: 小学生数学观的四个因素，即数学学习兴趣、课堂参与性、数学学科观与数学交流的素养，能够较好地解释数学观的心理结构。在数学观的现状研究方面，刘儒德从三个维度( 数学学习态度、数学知识性质观、数学学习过程观) 调查了小学生数学观的现状。由此可以看出，国内对算法教学的研究大致分为两种：对算法教材的研究和教学的研究。对教材的研究分为不同版本教材间的研究；国内外算法课程的比较（包括：课程容量、课程广度、课程时间、课程深度和课程难度）。对教学的研究分为对算法教学的理论研究、现状的调查研究和教学实验研究。国内在对学习观的研究上大致也分为两种对于学习观的研究分为一般学习观与学科学习观( 如数学观、科学观) 两个层次，对于专门研究某一知识观的还比较少。更加没有从学生入手，进行高中生算法知识观的研究。二、研究方案1研究目标、研究内容和拟解决的关键问题 1.1研究目标：通过调查研究高中生的算法知识观，掌握高中生对算法知识的认识、态度、兴趣。在这个基础上，分析高中生对算法知识的学习是不是符合课标要求，是不是能适应未来这个信息时代对公民的算法知识的要求。从而给出一些教师在算法知识教学上的建议和学生在学习算法知识上的建议，使高中生在算法知识的学习上，能尽量符合课标要求，适应社会需要；也让高中生对数学观有一个正确的认识，为以后的学习打下好的基础。1.2研究内容：高中生的算法知识观。包括四个纬度：一是算法知识性质观，旨在考察对算法知识的确定性和简单性的认识，即认为算法知识是不断发展变化的还是固定不变的、确定的；算法知识在高中数学是孤立的片断还是和高中其它知识紧密联系的，算法知识是不是与现实生活有这密切关系。二是算法学习过程观，旨在考察对算法学习过程的认识，即认为算法学习是快速的还是渐进的，各个算理之间是孤立的个体还是相互联系的，算法学习是否可以通过建构获得。三是学习能力观，旨在考察对算法学习能力的看法，即认为算法学习能力是先天注定的还是后天学习可以改善的。四是算法学习体验观，旨在考察对算法学习的自我体验，即是否喜欢学习算法，是否乐于钻研算法学习里不懂的知识，是否能将高中算法知识与其它数学知识联系起来，学习是否是有意义的事，还是单纯的为了应付考试。1.3拟解决的关键问题：(1) 根据实际情况确定调查问卷和个人访谈的对象。(2) 根据前人对学习观、数学观的问卷调查和选择对象的具体情况编制高中生算法知识观的调查问卷。(3) 对调查问卷的预测和改编。(4) 对调查问卷的信度和效度检测。(5) 问卷和访谈调查的数据运用SPSS软件进行整理及分析。2拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析2.1拟采取的研究方法：文献研究法：文献分析法是高中生算法知识观调查研究的基础。收集国内关于高中算法教学研究方面的文献资料，通过查阅书籍、期刊、论文等，全面了解高中算法和学生学习观方面的研究成果，希望在拥有夯实的理论基础上分析国内外同类课题的研究现状和发展趋势，为本研究提供理论和实证依据，以期能达到预期的结果、揭示研究新的意义和价值。本研究的资料主要来源于贵州师范大学图书馆、贵州师范大学数学与计算机科学学院图书室和学校网络资源。问卷调查法：问卷调查法就是发放问卷了解现状。在前期大量收集资料的工作基础之上制作调查问卷，对重庆市某中学的数学教师和学生发放调查问卷。深入了解教师和学生对算法知识教学观和学习观的认识和理解的现状。通过问卷结果来指导论文及相关结论。访谈法：访谈通常是两个人（有时包括更多人）之间有目的的谈话，由其中一个人（研究者）引导，搜集对方（研究对象）的语言资料，以此了解研究对象如何解释他们的世界。访谈分为两大类，分别是：个别访谈和小组或集体访谈。个别访谈可以对被访问对象进行深层思想的探讨，同时也可以得到一些被访问对象不愿公开表达的看法和意见，对于本研究来说是一个非常有效的方法。本研究通过对重庆市某中学的数学教师对算法的认识、看法及其教学对学生算法知识观的影响。观察法：观察教师对“算法知识”的授课情况，分析其教学是否和课标一致，是否影响学生算法知识观。 比较研究法：通过对高一和高三的学生分别发放问卷调查，进行比较分析高一和高三学生的算法知识观的相同和不同之处，从而进行教学策略的改进。2.2技术路线：问题提出实施访谈撰写访谈提纲查阅文献分析研究进行课堂观察设计问卷及预调查分析访谈、问卷、课堂观察所得结果实施问卷调查结论与建议论文写作2.3实验方案：（1）收集资料。在网络资源中收集大量关于算法知识教学和学生学习观的资料并对其进行整理分析。（2）制作调查问卷。确定调查问卷问题，对重庆市某中学的高一、高三学生发放问卷，收集并整理。（3）观察。在实习期间观察实习学校的教师对算法知识的教法以及学生对算法的学习态度。（4）撰写论文。2.4可行性分析：（1）本研究是对高中生算法知识观调查研究，重庆市2010年进入新课改实验，纵观国内外虽然算法教学的研究有很多，但是对算法知识观的研究还几乎没有，而且不同学生的学习观也因环境地域等因素而不同。（2）论文具有一定的研究价值，在开题前也进行了大量的相关文献资料搜集，对相关的论文也有了较为详细的理解，并形成了自己的一些看法。（3）实力雄厚的导师团队。本学院导师夏小刚教授及其他几位导师团队的老师拥有渊博的教育知识和良好的科研基础及学术水平，有几位导师还是贵阳市高中的校长及一线高级教师，他们有着丰富的教学经验，能及时的纠正本研究发生的偏差。在导师的精心指导下，笔者有信心能较好的完成本研究。三、研究的特色与创新之处所研究的内容，拟采用的研究方法，技术路线等有哪些创新之处随着信息技术的发展，算法思想是我们每个公民应该具备的基本思想。算法初步也已经进入高中11年。期间研究者对算法知识的教学研究层出不穷，这也充分证明了其重要性。对高中生算法知识观进行调查研究，从学生的角度出发，关注学生对算法知识的认识、态度、兴趣，了解学生对算法知识性质关、算法学习过程观、算法学习能力观和算法学习体验观。从而根据调查结果提出教学意见和学习意见。本研究主要通过查阅文献、课堂观察、个人访谈、问卷调查和比较研究法来了解学生的算法知识观。通过高一和高三两个数学知识储备量不同的被试来比较研究数学知识的广度对学生算法知识观的影响。问卷采用likert五点积分法，从“非常不同意”至“非常同意”五等级记分。得分越高，表明被试对算法知识的性质和学习过程的看法越正确，越倾向于建构性的算法知识观。李克特量表(Likert scale)是属评分加总式量表最常用的一种，属同一构念的这些项目是用加总方式来计分，单独或个别项目是无意义的。它是由美国社会心理学家利克特于1932年在原有的总加量表基础上改进而成的。该量表由一组陈述组成，每一陈述有非常同意、同意、不一定、不同意、非常不同意五种回答，分别记为5、4、3、2、1，每个被调查者的态度总分就是他对各道题的回答所的分数的加总，这一总分可说明他的态度强弱或她在这一量表上的不同状态。本研究闹闹抓住学生是学习的主体这一重要思想，通过课堂观察、个人访谈、问卷调查的方式掌握学生的学习观，关注学生对算法的认识、态度、兴趣。发现学生对算法的认识与课标要求的差异，从而提出教学意见。它与以往的研究从教学设计、策略入手，对学生进行实验，从而找到一种好的教学方式有这本质的区别。本研究更加注重学生的个人情感及以后的发展。4、 论文框架第一章 绪论1.1研究的背景1.2研究的目的1.3研究的内容1.4研究的思路与方法 第二章 文献综述 2.1对算法概念研究的概述 2.2对高中算法教学研究现状的概述 2.2.1国外对算法教学的研究 2.2.2国内对算法教学的研究 2.3对高中生算法知识观的概述 2.3.1算法的概述 2.3.2学习观的概述 2.3.3高中生算法知识观的概述第三章 高中对算法的要求3.1课标要求 3.1.1课标对学生的要求3.2教材要求 3.2.1知识和技能目标 3.2.2过程和方法目标 3.2.3情感态度和价值观目标3.3社会要求第四章 高中生算法知识观的调查分析4.1调查目的、对象和方法4.2调查结果分析 4.2.1对学生的问卷调查统计和分析4.2.2对课堂观察结果的统计和分析 4.3调查的初步结论第五章 算法知识教学建议5.1对教师教学的建议5.2对学生学习的建议参考文献附录：调查问卷五、预期的论文进展2014年3月5月：文献的查阅、整理和分类；2014年5月6月：撰写开题报告；开题论证准备工作；2014年6月：进行开题论证，根据考核小组建议修改开题报告直至定稿；2014年7月8月：调查研究、访谈和详细计划，调查研究和访谈的前期准备工作； 2014年9月10月：课堂观察记录；2014年10月12月：教师访谈、学生问卷调查及数学分析处理；2014年12月2015年2月：撰写学位论文初稿；2015年2月2015年4月：在导师的指导下进行论文修改，直至定稿；2015年5月：毕业论文评审；答辩前的准备；进行毕业答辩。六、主要参考文献1马先南.高职院校学生数学观的调查与思考J.经济与社会发展，2005.05.2马忠林.数学学习论M .南宁: 广西教育出版社，1998.3刘儒德.学生的学习观及其对学习的影响J.教育理论与实践，2005.4中华人民共和国教育部普通高中数学课程标准（实验稿）M北京：人民教育出版社，2003.5辛颖.中日高中数学算法内容的比较研究D.长春：东北师范大学，2008.6苏娟.中学生学习观的初步研究D.天津：天津师范大学，2008.7高凌庵.教师的教学观对学生学习的影响J.学科教育,2002(l0):1一19.8吴红顺.中学生知识学习观研究D.福建师范大学,2004.9钟启全等.为了中华民族的复兴，为了每位学生的发展基础教育课程改革纲要（试行）解读M.上海：华东师范大学出版社，2001:56.10 程璞高中数学新课程算法教学的研究D南京：南京师范大学教师教育学院，200811徐斌艳学生算法概念建构中的认知结构研究M上海：华东师范大学出版社，2003：3312数学课程标准研制组.数学课程标准解读M.北京：北京师范大学出版社,2002.13廖运章.高中课程标准教科书内容设计的比较J.数学教育学报，2007（8）：83-87.14鲍建生，周超.数学学习的心理基础与过程M.上海