（教育技术学专业论文）交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究.pdf

i 郑 研究， 进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包 含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和 集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名 埠 日期 圳年厂月召 日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究系本人在华东师范大学攻 读学位期间在导师指导下完成的硕王博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究 成果归华东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学 位论文，并向主管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网 送交学位论 文的印刷版和电子版；允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、 借阅；同意学校将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检 索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制 学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部或“涉密 学位论文 ，于年月日解密，解密后适用上述授权。 ( y ) 2 不保密，适用上述授权。 导师签名 本人签名奉塑鹭 本人签名栏迎 加i 年厂月僧日 “涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定 过的学位论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方 为有效) ，未经上述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默 认为公开学位论文，均适用上述授权) 。 丝逝硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 张琴珠教授华东师范大学主席 高丹丹副教授华东师范大学 陈卫东副教授江苏科技大学 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 摘要 交互式电子白板为课堂教学提供了更加灵活广阔的平台，它不仅能够消除 “人机 的隔阂，更重要的是它能够改变传统课堂的呈现方式，提供良好的互动， 提高学生的学习兴趣，从而提高教学质量和学习效率。随着交互式电子白板在课 堂上的应用越来越普遍，人们对交互式电子白板的关注逐渐转向如何进行学科整 合，如何在各学科课堂中更合理有效地利用交互式电子白板，充分发挥其优势。 论文首先从几何教学的理论入手，分析初中几何教学的目标和内容，参考几 何教学的三类基础知识的常规教学流程，结合交互式电子白板的几何教学功能、 工具及其优势，分析了基于交互式电子白板的几何概念、几何命题和几何证明三 类知识的教学流程，重点探讨了在这三类几何知识的教学中如何用好交互式电子 白板。 然后，本文以上海市东林中学为平台，对这三类几何知识的交互式电子白板 的教学流程进行了课堂教学实践，从“为什么用 、“如何用 的角度重点对三个 课例的教学设计过程进行了分析，并分析评价了其教学效果。 研究表明，利用笔者设计的交互式电子白板几何教学流程进行教学设计并实 施教学，能充分利用交互式电子白板所能提供的几何教学工具，大大丰富了教学 手段，提高了学生的学习兴趣。同时，教学流程的设计能促使学生进行课堂互动， 学生主动参与的积极性提高了，突显出了学生的主体地位。在教学效果方面，实 施交互式电子白板几何概念教学流程的结果表明，学生更容易理解抽象的几何问 题，教学效率和学习效果都有明显的提高。当然交互式电子白板教学流程实施起 来也存在着一些困难和问题，比如教学流程的灵活性有待提高，教学流程设计过 程中应考虑学生和教师在对交互式电子白板的操作上仍存在一些困难等等，有待 在进一步的深入研究中逐步解决这些问题和实际存在的困难。 关键词：交互式电子白板；j t , t g 教q ：；教学流程；课堂交互 厂 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 a b s t r a c t i w bc a l lp r o v i d eam o r ef l e x i b l ea n db r o a dp l a t f o r mf o rt e a c h i n gi nc l a s s r o o m ，i t c a nn o to n l yr e m o v et h eg a pb e t w e e np e o p l ea n dc o m p u t e r , m o s ti m p o r t a n t l y , i tc a n c h a n g et h et r a d i t i o n a lw a y so fs h o w i n gi n s t r u c t i o n a lc o n t e n t si nc l a s s r o o m ，p r o v i d ea e x c e l l e n tp l a t f o r i l lf o ri n t e r a c t i o n , i m p r o v es t u d e n t s i n t e r e s t i n ga n db o o s tt h e mt o p a r t i c i p a t et h ei n s t r u c t i o n a la c t i v i t i e s a c c o r d i n g l yt e a c h e r sc a l li m p r o v et h eq u a l i t yo f i n s t r u c t i o na n ds t u d e n t sc a l le n h a n c et h ee 伍c i e n c yo fl e a r n i n g a si w bb e i n gu s e di n c l a s s r o o mw i d e l y , p e o p l eh a sd i v e r t e dt h e i ra t t e n t i o nf r o mt h ee f f e c ta n da f f e c to f i w bt ot h ew a y so fi n t e g r a t i n gi w bw i t he a c hc u r r i c u l u ma n dt h ew a y so fh o wt ou s e i w bm o r er e a s o n a b l ya n de f f e c t i v e l yt of u l l yp l a yt h ea d v a n t a g e so fi t b a s e do ns o m eo fg e o m e t r yt e a c h i n gt h e o r i e s ，t h i sd i s s e r t a t i o na n a l y z e st h e o b j e c t i v e sa n dc o n t e n t so fg e o m e t r yt e a c h i n gi ni u n i o rm i d d l es c h 0 0 1 r e f e r e n c i n gt o t h ei n s t r u c t i o np r o c e s so ft h r e et y p e so fg e o m e t r yc o n t e n t sa n dt h ef e a t u r e s t o o l sa n d a d v a n t a g e so fi w bi ng e o m e t r yt e a c h i n g i ta n a l y z e st h ep r o c e s s e so fh o w t ou s ei w b t ot e a c hg e o m e t r yc o n c e p t s ，p r o p o s i t i o na n dp r o o f i tf o c u s e so nh o wt om a k eg o o d u s eo fi w bt oc a r r yo u tt h ei n s t r u c t i o no ft h e s et h r e et y p e so fg e o m e t r yc o n t e n t s 砀e n 。t h ea u t h o ra n ds o m em a t h e m a t i ct e a c h e r si nd o n gl i nm i d d l es c h o o lo f s h a n g h a ih a v ec a r r i e do u tt h e s et h r e ei n s t r u c t i o np r o g r e s si ns o m ec l a s s e si n t h i s s c h o o l ，p r o v i d e ds u g g e s t i o n sf o rt h eg e o m e t r yt e a c h i n gw i t hi w bi nt h i ss c h o o l ，f r o m t h ep o i n to fw h ya n dh o wt ou s ei w b ，t h ea u t h o ra n a l y z e dt h ep r o c e s s e so f i n s t r u c t i o n a ld e s i g nf o rt h r e eg e o m e t r yl e s s o n s a n de v a l u a t e dt h ee f f e c to ft h e s et h r e e l e s s o n sw i t ht h et e c h n o l o g yo fv i d e oa n a l y z i n ga n dn t e r v i e wf o rt e c h e r s t l l er e s u l t ss h o wt h a ti tc a nm a k ef u l l yu s eo ft h et o o l so fg e o m e t r yt e a c h i n g t h a ti w bc a np r o v i d e ，g r e a t l ye n r i c ht h ew a y so fg e o m e t r yt e a c h i n g ，i m p r o v e s t u d e n t s i n t e r e s t i n go fl e a r n i n gt ou s et h ei w bg e o m e t r yt e a c h i n gp r o c e s s e st od e s i g n i n s t r u c t i o np r o c e s sa n dc a r r yo u tt h ep r o c e s s a tt h es a l l et i m e t h ei w bt e a c h i n g p r o c e s sc a nb o o s ts t u d e n t s t o p a r t i c i p a t et h ei n s t r u c t i o n a la c t i v i t i e s ，w h i c hc a n h i g h l i g h t st h ed o m i n a n tp o s i t i o no ft h es t u d e n t s a st ot h ee f f e c to ft e a c h i n g ，t h e r e s u l t so fc a r r y i n go u tt h eg e o m e t r yt e c h i n gp r o c e s s e sw i t hi w bc a nh e l ps t u d e n t st o u n d e r s t a n dt h ea b s t r a c tg e o m e t r yc o n c e p t sa n di m p r o v et h ee 伍c i e n c yo ft e a c h i n ga n d e f f e c to fl e a r n i n g o fc o u r s e t h e r ea r es t i l ls o m ed i 伍c u r i e sa n dp r o b l e m sw h i l e c a r r y i n go u tt h e s et h r e ei w bg e o m e t r yt e a c h i n gp r o c e s s e s ，s u c ha st h ef l e x i b i l i t yo f t h ep r o c e s s e sa n dt h ed i m c u l t i e sf o rb o t ht e a c h e r sa n ds t u d e n t st oo p c r a t ei w b a l l a b o v en e e d st ob es o l v e di nf u r t h e rr e s e a r c h k e yw o r d s ：i n t e r a c t i v ew h i t e b o a r d ( i w b ) ，g e o m e t r yt e a c h i n gi nj u n i o rm i d d l e s c h o o l ，i n s t r u c t i o n a lp r o c e s s , c l a s s r o o mi n t e r a c t i o n i i 3 2 1i w b 与几何概念教学的整合，7 3 2 2 教学流程j 9 3 3 几何命题教学。2 5 3 3 1 i w b 与几何命题教学的整合乃 3 3 2 教学流程2 7 3 4 几何证明教学。3 5 3 4 1i w b 与几何证明教学的整合 3 4 2 教学流程3 7 第4 章案例研究：上海市东林中学初中几何课程4 7 4 1 案例介绍4 7 4 2 课例分析4 8 4 2 1 几何概念：长方体的元素裆 附录1 ：教师访谈提纲 附录2 。长方体的元素 授课教师访谈记录 参考文献 致谢 i v 8 0 8 l 船 8 7 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 图4 6 利用i w b 的放大镜工具放大直尺的读数5 2 图4 7 利用i w b 填表5 3 图4 8 学生进行小组实践探究5 4 图4 9 利用i w b 几何工具添加不同的辅助线5 5 图4 1 0 利用i w b 颜色工具填充图形5 6 图4 1 l 利用i w b 的工具作图5 9 图4 1 2 利用i w b 工具作辅助线6 0 图4 1 3 利用i w b 探索一题多解6 2 图4 1 4 i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y - b a s e d i n t e r a c t i o n a n a l y s i s s y s t e m , i t i a s 6 5 图4 - 1 5 利用q r sn v l v o 对课堂录像进行文字转录6 6 图4 1 6 教师言语比率( 1 哪与学生言语比率统计口d 6 8 图4 1 7 教师间接言语和直接言语比率( i x dr a t i o ) 。6 9 图4 1 8 学生主动比率( p t r ) 7 0 图4 1 9 学生与同伴讨论比例7 l 图4 - 2 0 技术行为比例7 3 表3 - 1 五年级学生传统学习环境中和i w b 学习环境中小组合作学习状况比较( 平均值) 1 6 表3 - 2 基于交互式电子白板的几何概念教学流程细化2 4 表3 - 3 基于交互式电子白板的几何命题教学流程细化3 4 表3 - 4 基于交互式电子白板的几何证明教学流程细化4 5 表4 - 1 实验班与对照班人数比较6 3 表4 - 2 实验班与对照班上学期数学考试成绩比较6 3 表4 3 实验班与对照班交互行为编码统计6 6 、，i 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 第1 章绪论 信息技术的日新月异改变着人们的学习、工作和生活方式。随着信息技术的 发展和课程改革的深入，学校教育的方式也越来越趋向数字化、网络化和个性化。 在目前阶段，信息通信技术在中小学的教学应用最终需要落实到各类学科课程的 日常教学，即大量常规面授教学。如何使信息技术支持的课堂教学更互动化、个 性化和自然化成了一线教师和研究者关注的重点。交互式电子白板( i n t e r a c t i v e w h i t eb o a r d ，以下简称i w b ) 以“最贴近黑板教学的信息技术支持”的特点在众 多新教学媒体中脱颖而出，成为了课堂教学信息化的重要选择。 1 1研究背景及意义 本节主要从交互式电子白板教学应用的大环境下研究的基本情况及其与各 科目，特别是数学课程整合的现状来阐述了本研究的背景和意义。 ( 一)研究的背景 紧随着大量专家、学者及教育工作者对交互式电子白板的有效性和影响力的 肯定，交互式电子白板开始广泛应用于课堂教学之中。研究指出，交互式电子白 板是中小学最常用的计算机辅助教学的设备之一，其所占的比例仅次于投影仪和 计算机。交互式电子白板与各学科进行整合，是目前中小学应用信息技术进行 教学研究和实践的重点。在各学科的应用中，其数学教学应用一直备受青睐，交 互式电子白板以其丰富的图形资源和数学教学工具受到了大批一线数学教师的 追捧。有研究表明，在各学科当中，交互式电子白板最具教学优势的是数学学科， 其次是英语和科学。圆 在义务教育的各个学段中，数学课程中关于空间与图形内容的学习都有相当 重要的地位，它强调从数学学习活动中让学生认识现实世界中的物体、几何体和 平面图形的形状、大小、位置关系及其变换，充分发展学生的空间观念、应用 意识与推理能力。国家数学课程标准指出：现代信息技术的发展对数学教育的价 值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大的影响。数学课程的设计与实施应 刘江岩电子白板在小学语文教学过程中的交互研究【d 】上海：上海师范大学，2 0 0 9 ：2 2 番r , a t ew a l l ，s t e v eh i g g i n sa n dh e a t h e rs m i t h t h ev i s u a lh e l p sm eu n d e r s t a n dt h ec o m p l i c a t e dt h i n g s ：p u p i lv i e w s o f t e a c h i n ga n dl e a r n i n gw i t hi n t e r a c t i v ew h i t e b o a t d s 唧b r i t i s hj o u r n a lo f e d u c a t i o n a lt e c h n o l o g y ，2 0 0 5 ，( 5 ) ： 8 5 l 8 6 7 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 重视运用现代信息技术，特别要充分考虑计算器、计算机对数学学习内容和方式 的影响，大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生 学习数学和解决问题的强有力工具，致力于改变学生的学习方式，使学生乐意并 有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。q w b 将教师从计算机前 操作的行为限制中解放出来，提供良好的互动平台和丰富的教学资源，能为几何 教学的现实性、创新性和探索性创造有利条件，是几何课堂教学信息化的有力工 具。 ( 二)研究的意义 在国外，特别是英国，i w b 已经受到了广大师生的热烈欢迎，也得到了政 府部门的大力支持和推广，其应用已经深入课堂教学。在我国，i w b 也已经走 入一部分中小学的日常课堂教学中，还有一部分学校也已经开始关注i w b 的课 堂教学应用，纷纷利用公开课等形式尝试使用交互电子白板进行课堂教学。不管 是国内还是国外，关于i w b 课堂教学应用的研究也屡见不鲜，但主要集中在i w b 课堂教学的有效性和师生的使用态度上，与学科教学的整合也仅限于某一堂课的 设计和教学案例的应用研究，很少涉及关于i w b 在某学科教学中的应用过程和 方法。 i w b 具有强大的数学功能，特别是几何教学功能，如何将这些数学功能在 教学过程中淋漓尽致地发挥出来? 它在几何课堂教学中的应用是否有一定的过 程和方法? 本文针对几何教学中存在的问题对i w b 的功能进行深入分析，提出 三类几何知识的i w b 课堂教学流程，从具体学科应用的角度对i w b 的几何课堂 教学理论做一定程度的探索，指导一线初中数学教师使用i w b 进行几何教学， 创建最贴近黑板教学的信息化几何教学环境，改变教师的几何教学方式和学生的 学习方式，从而提高学生的学习兴趣、减轻学习难度，促进学生空间观念、应用 意识与推理能力的发展。 1 2研究内容与方法 本节主要对本研究的内容作了简单描述，并介绍了本研究采用的主要研究方 嚏法及其实施的过程。 毋中华人民共和国教育部全日制义务教育数学课程标准( 修订稿) ( m ) 北京：北京师范大学出版社，2 0 0 7 5 2 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 ( 一)研究内容 本研究以几何概念、几何命题和几何证明三类几何知识的教学过程为出发 点，结合i w b 的几何教学功能，分析在这几类几何知识的教学过程中i w b 能提 供的支持，提出i w b 的几何概念、几何命题和几何证明三类知识的几何教学流 程。设计三个典型应用的教学案例，并实施其中的一个，用以验证这种基于i w b 的几何教学流程的有效性。 ( 二)研究方法 在课题研究过程中，主要采用文献研究法、实验研究法、课堂录像分析和个 别访谈等研究方法。 ( 1 ) 文献研究法 在本研究中，笔者通过网络和图书馆查找了大量有关信息技术与数学课程整 合、i w b 和初中几何教学的期刊文献、书籍和网站资料，来确定本研究的研究 问题、内容和方法，并为本研究提供依据。 ( 2 ) 实验研究法 蓐 本研究采用等组实验法，实验组实施基于i w b 的几何概念教学，对照组实 。 施常规多媒体的几何概念教学，并把教学过程摄录下来，通过质性软件来分析两 堂课堂实录中教师和学生课堂交互行为的差异，从而来评价基于i w b 的几何概 念教学过程的有效性。 ( 3 ) 课堂录像分析法 驴 在本研究中，笔者采用课堂录像分析法对i w b 几何概念教学的有效性进行 评价。采用经改进的弗兰德斯课堂教学师生言语行为互动分析系统i t i a s 互 动分析编码系统，对课堂录像的转录文字稿进行编码，通过对实验组和对照组的 比较，以及两组数据跟弗兰德斯大量课堂实践得出的一些指标常模的差异，来分 析i w b 几何概念教学流程对课堂师生互动行为的影响，从而分析基于i w b 的几 何概念教学过程的有效性和可行性。 ( 4 ) 个别访谈 在实施课堂教学后，对授课教师进行访谈。访谈的目的主要有两个方面，一 是i w b 几何概念教学流程在教师教学设计和教学实施过程中是否具有合理性和 适用性，二是从教师对两堂课的主观感受和客观观察来了解实验组和对照组班级 在教学过程中的差异，作为评价基本i w b 几何概念教学流程的教学效果的另一 方面依据。 行说明。 第四章案例研究，根据第三章提出的三类i w b 几何教学流程，来分析三个 课堂教学的教学设计，着重分析设计的思路和原因。实施其中一个教学设计方案， 并对这个教学过程进行评价，来分析该设计的有效性。 第五章总结与展望，总结了本研究得出的结论及不足，并提出对后续研究的 展望。 4 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 第2 章研究综述 本章讨论了近年来国内外信息技术与几何课程整合以及交互式电子白板教 学应用研究的一些现状，并对几何教学的相关理论，为后面章节的研究提供一定 的理论依据和现实依据。 2 1几何教学现状 每一个学科的学习和教学都有其自己的方法和理论，教师根据学科的教学内 容和目标，以这些方法理论为指导来设计教学过程。几何教学同样有其理论指导。 这一节分析了几何学习的理论，为i w b 的几何教学提供理论依据。 2 1 1 几何教学的理论探讨 ( 一)数学“再创造”学习理论 古语有云：授人以鱼，不如授人以渔。教学正是如此，其目的不是为了将各 种概念、性质、公理和命题等直截了当地告诉学生，而应该引导学生去探究如何 定义一个概念，如何得出一条公理，如何得到“鱼 。著名的荷兰数学教育家 f r e u d e n t h a l 认为，每个学生都有可能在一定的指导下，通过自己的实践活动来获 得数学知识。他强调，数学学习的唯一正确方法是实行“再创造”。“再创造 的教学理论指出，数学教学应该要创设一种适当的情境，吸引学生积极主动地参 与到教学活动中去，在教师的引导下，充分利用已有的知识，让学生在实践活动 中发现并创造跟自己思维方式和知识结构相适应的新的数学知识。 f r e u d e n t h a l 曾以平行四边形的概念及定义的教学过程来说明“再创造”数学 教学理论。首先，教师出示一系列的平行四边形图形，告诉学生这些图形就是平 行四边形，然后再出示一系列与平行四边形非常相似的图形，告诉学生这些图形 不是平行四边形，让学生通过观察、对比分析得出平行四边形的性质，如对边平 行、对角相等，并根据这些性质对平行四边形下定义。可见，在这个教学过程中 教师并没有把平行四边形的概念强硬灌输给学生，而是通过学生的自我和合作实 践探索“再创造”出了平行四边形的概念。当然，这里所说的再创造不等同于数 。唐瑞芬数学教学理论选讲( m ) ，上海：华东师范大学，2 0 0 1 ：5 8 s 水平： ， 仉水平：直观。学习者仅仅是从外观上接受图形，至于这个图形的构造是怎 j 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 么样的，有什么性质并不作分析。 j 水平：分析。学习者能够借助直观形象的图形分析图形的性质，比如四边 形有四个角，矩形的四个角都是直角，但这些性质都在零星存在的，学习者并未 能发现其中的联系。 2 水乎：抽象。学习者能够抽象地定义图形，也就是说能够建立图形概念与 其性质之间的关系，甚至可以进行一定的推导，但是学习者还分不清最基础的性 质和派生的性质。因此，这个时候学习者没有形成对概念和性质的整理逻辑。 ? 一水平：演绎。学习者在抽象的基础上抓住了几何图形的概念和性质之间的 整体逻辑关系，构成一个整体系统，并能在其之间进行相互推理，能理解哪些性 质可以作为公理，并在此基础上导出合乎逻辑的结论。 4 水乎：严谨。处于这个思维水平的学习者已经领会了现代公理系统的严密 性，可以不依赖具体的几何模型完全抽象地建立一般化的几何理论，进而形成完 整的逻辑演绎体系。 2 1 2 信息技术与几何课程的整合 信息技术作为社会发展的科技动力，无疑受到了各国政府的重视。在教育领 域，信息技术从单纯的学习对象，发展到教学和学习的工具，再发展到今天走进 学科课堂，进行学科教学整合。可见，当前信息技术进入学科教学已是现实课题， 更是发展趋势。 。妒 早在2 0 世界6 0 年代，美国就开始了计算机辅助教学。其信息技术与数学课 程的整合也遍及到了课程标准、教学资源和师资培训等等各个方面 。他们做了 大量计算机与数学课程整合的实践工作，开发了与信息技术结合使用的教材，并 进行了大量信息技术在数学教学中的应用研究。其中最具影响力的是贾斯珀的系 列课程，它提供了大量的信息技术与数学课程整合的成功案例，为一线数学教师 在课堂上使用信息技术提供了示范。在几何方面，美国数学教学中使用得最多是 的“几何画板”和德州仪器公司的便携式图形计算器。 在英国，信息技术被看作是数学教学使用的关键技术，他们更侧重于整合的 实践性和应用性。在课程标准中，强调数学知识和计算机知识在课堂中相互支持 。唐瑞芬数学教学理论选讲( m ) ，上海：华东师范大学，2 0 0 1 ：6 2 - 6 8 。余杨信息技术环境下初中几何问题解决教学模式研究【d 】长春：东北师范大学，2 0 0 9 ：8 - 9 7 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 和补充，鼓励学生提高利用信息技术学习数学的能力，并在教学中广泛利用信息 技术进行数学探究活动，让学生在信息技术创设的情境中研究数学问题，进行独 立的探索和实验。 在日本1 9 9 9 年公布的高等学校学习指导要领强调t e a c h i n g o n c o m p u t e r ， 强调学生要利用信息技术进行探索学习，对图形形成感性认识，理解它们的意义， 并能解决实际问题。鼓励教师利用信息技术手段制作几何模型来调动学生的积极 性，并帮助学生利用信息技术绘制复杂图形。在教学过程中，还要求教师利用信 息技术收集教学信息，据此来灵活调整课堂教学，并对学生做出评价。由此可 见，日本在信息技术与数学课程整合方面应用得比较全面，不仅是教学工具、学 习工具，也是教学评价和师生交流的工具。 法国的新课程计划积极提倡利用信息技术与数学教学的整合帮助学生建立 抽象的认识。他们认为信息技术环境能为平面图形及空间范围创造学习的抽象空 间环境，能帮助学生更好地还原知识的形成过程。 从各发达国家的经验中我们可以看出，信息技术是数学教学，特别是几何教 学不可或缺的教学手段，同时信息技术与数学课程整合不仅要从工具性的角度来 考虑，更多的是从深层次的整合角度考虑。各国的信息技术与数学课程整合的实 践为我们提供了宝贵的经验，我国学者和一线教师利用这些经验，结合我国现实 情况，也努力地推进着我国信息技术与数学课程整合的进程和发展。 笔者以“数学”、“几何”为标题检索词，分别以“信息技术”o r “计算机 以及“信息技术 o r “多媒体”为关键词检索，并以5 年为一时间段，搜索了我 国c n k i 教育与社会综合范围内从1 9 9 0 至今所有的期刊、会议和学位论文，结 果分别如下图所示。从极速递增的数据可以看出，我国在信息技术与课程整合的 理论及实践研究方面已经有越来越多的学者和教育者关注并参与，也收获了越来 越丰硕的成就。 h c ym , h e n r i q u e za m o r et h i n g st h a tt od oad i f f e r e n c ef o ry o u th e b o l h t t p ：w w w a y p f o r g e o m p e n d i u m c 2 s 1 8 p d f , 2 0 0 5 2 0 4 2 0 8 最后访问时间：2 0 1 1 4 8 。藤田宏前原昭二数学i 、i i 、，数学a 、b 、c 【m 】东京：东京书籍株式会社，平成8 年2 月 8 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 图2 1 国内信息技术与数学课程整合研究情况( 以信息技术、计算机为检索词) 图2 - 2 国内信息技术与数学课程整合研究情况( 以信息技术、多媒体为检索词) 从各个时期的论文内容的情况来看，我国信息技术与数学课程整合的发展在 很大程度上受到了教学软件技术和多媒体课堂环境及设备的影响。在上个世纪 8 0 年代和9 0 年代初，由于使用计算机制作数学课件需要教师自己编写较复杂的 程序，加上计算机的价格昂贵，几乎没有教师用计算机来进行数学教学。9 0 年 代至今，由于演示软件的发展和计算机的价格下降而普及，计算机加投影的教学 环境逐渐取代或者补充了传统的教学环境，越来越多的教师利用p p t 、f l a s h 、 a u t h o r w a r e 等课件制作软件制作课件并在多媒体环境的教室中进行演示和讲解， 加快了数学c a i 课件的发展。在解决了整体教学环境后，各界学者和教师开始 引进可专门用于数学教学的软件。9 0 年代初期，国外的“m a p l e 、“m a t h e m a t i c a 、 “m a t h e c a d ”等数学研究和教学的软件被引入我国。北京大学开设了借助这些数 学软件平台进行高等数学教学的课程。而使用最广泛，并且至今仍然受到数学研 9 师对计算机的严重依赖，课堂中人随机行的现象十分严重。 2 0 0 3 年开始，我国便有学者开始对i w b 进行研究，从此铺开了i w b 进入 课堂的大道。i w b 是一个整合的教学环境，它能将教师、学生、教材、技术整 合起来，加强了课堂的生成性，教学元素的交互性和操作的简便性。它其中所拥 有的多种数学教学工具，特别是几何教学工具引起了一线教师的兴趣，除此之外， 它还能跟各种专门的数学教学工具结合起来，让人脱离对计算机的依赖，成为了 炙手可热的数学教学、几何教学的信息化课堂环境和工具。 2 2l w b 的教学应用研究 从c n k i 数据库查阅的文献来看，我国从2 0 0 3 年开始就有交互式电子的白 板的在教育领域的相关研究。有学者指出：我国有关交互白板的研究大体分为三 个阶段。第一阶段，关注交互白板这种教学技术。第二阶段，开始关注交互白板 在课堂教学方面的应用，并认为交互白板有利于教师创设学生主动参与的情景， 有利于开展引人入胜的课堂教学，有利于提高课堂教学的效果和效率。第三阶段， 开始针对不同的学科如何应用交互白板进行教学实践。 我国最早对i w b 课堂教学应用进行研究的是首都师范大学的丁兴富教授及 其研究团队。自2 0 0 4 年4 月起，他们发启了“中英合作交互自板实验研究项目 ， 赵晔明现代信息技术条件下高中数学教学研究 d i 呼和浩特：内蒙古师范大学。2 0 0 9 ：8 。万茗i w b 运用于多元文化背景下的汉语教学研究 d i 上海：华东师范大学，2 0 1 0 ：1 3 1 4 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 论证了i w b 的是课堂教学发展的必然趋势，深入分析交互式电子白板的教学功 能并提出了相关建议，对i w b 的教学应用进行了调研，研究还涉及了i w b 教学 设计及教师培训等方面。 目前为止，我国对i w b 教学实践研究主要集中在以下三个方面：优势及有 效性、教学设计和应用策略、学科整合。而国外对于i w b 的教学应用的研究基 本上可以分为两类：一类是影响力和效果研究，如对课堂呈现方式和学生学习动 机的影响、对课堂交互性和学习动机的影响、对学生自信心和信息技术素养的影 响及对技术与教学融合的影响，另一类是i w b 与学科教学整合的研究。因此， 笔者从影响力和有效性、教学设计及应策略、学科整合这三个方面对国内外的 i w b 教学应用的情况进行了分析。 2 2 1影响力及有效性 2 0 0 5 年丁兴富和蒋国珍在白板终将替代黑板成为课堂教学的主流技术一 一革新课堂教与学的新生代技术( 1 ) 中指出：交互白板对我国基础教育信息化 的作用和意义可以初步概括为以下十项共识：技术集成、资源整合、交互平台、 协作环境、亲近师生、传统创新、常态应用、多种模式、教学设计和投资效益。 这十项共识集中体现了i w b 在课堂教学中的优势。 有研究表明，i w b 与传统的黑板、投影系统相比，在尺寸大小、色彩丰富 度、呈示的内容类型、对呈现的控制、教学内容处理的能力和板书存储方面都具 有前面二者无法企及的优势。 吕红军、王冬以山东淄博北门里小学三年级和五年级i w b 实验班与该学校 使用多媒体和普通教学环境的其他班级的学习效果作了比较，数据结果表明，在 语文课堂上，使用i w b 的班级在兴趣保持、课堂表达、小组合作参与和写作水 平上都比其他两种学习环境的要高。这表明i w b 的课堂应用效果确实优于传统 的教学媒体。 k a t e 等人在一项由英国政府赞助的对i w b 在英国小学五六年级的评估项目 中收集了学生对i w b 的看法，并评价了该工具在对教学和学习所起的作用。结 果表明，学生及教师对i w b 的教学中的作用大部分持积极的评价，主要表现在 。丁兴富，蒋国珍白板终将替代黑板成为课堂教学的主流技术一革新课堂教与学的新生代技术( 2 ) 忉电 化教育研究，2 0 0 5 ( 5 ) 2 4 2 6 曲王忠政交互式电子白板对课堂教学产生的影响阴中国医学教育技术，2 0 0 8 ( 4 ) 3 2 8 3 2 9 1 1 师在进行教学设计时要注重对教学资源和交互活动的设计。 张豪锋、李瑞萍提出了e 1 e a r n i n g 环境下交互白板课堂教学设计六步骤，即： 目标确定、分析、设计、开发实施和评价，并在某学校高中二年级的两个班级 的数学课堂对该设计步骤进行了行动研究。结果表明，通过精心的教学设计，在 i w b 的支持下，两个班级实现了高效的协同学习共享，证明了该教学设计过程 是有一定的应用性的。 虽然目前i w b 教学应用的策略与模式的相关研究较少，但越来越受到重视。 基于i w b 的特点，研究者对应用策略一般都集中在如何创设教学情境和营造互 动环境。如中小学利用电子白板创设教学互动空间的策略研究就重点阐述了 如何应用电子白板创设问题情境，激发学生动机，如何利用电子白板演示教学内 容，促进学生参与，如何开展合作学习和小组讨论等。深圳市电教馆的谢华指出， 有效利用i w b 的策略包括促进学生主动学习、创设合适的情境和整合应用各种 功能。 ”2 2 3i w b 与学科整合 从中国期刊全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库、中国博士学位 论文全文数据库等检索教育与社会科学综合类的论文，关于i w b 各学科应用的 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 约5 3 篇，涉及数学、英语、语文、物理、地理、历史和美术等各个学科。 2 0 0 7 年，李沐东在他的硕士学位论文交互式电子白板在中学物理教学中 的应用研究中介绍了i w b 原理及发展，从演示、特效、库和交互几个方面分 析了i w b 的功能，以访谈和问卷调查的方式了解了上海杨浦区高中物理教师 i w b 的使用情况，及该学校高中学生对使用i w b 进行课堂教学的态度。他还提 出了基于i w b 的中学物理教学设计的六步模式( 如图2 3 所示) 。指出了基于i w b 的中学物理教学设计要以建构主义学习理论为指导，强调对教学资源及交互活动 的设计，并与多种教学模式相合起来。研究还以高一物理力的分解为例，进 行了基于i w b 的教学设计，最后还提出了i w b 在各方面的缺陷和发展优化。 教学分折 学爿目标阐明 1 一 环境勺资源设计 兰兰翌竺些r 磊妇设计结粟啦用l 过程性评价ll 结聚性评价 图2 3 基于交互式电子白板的中学物理教学设计模式图。 王祖浩关于i w b 在科学教学中的应用研究对i w b 的功能工具、创设情境及 促进互动方面的优势进行了探讨，通过几个基于i w b 的科学课堂的教学案例分 析了i w b 在这些案例中起到的作用。 在c n k i 数据库中，涉及i w b 与数学学科整合的论文共有1 1 篇，其中大部 分都是对i w b 的特点优势做简单介绍，并配以简单的教学片段。 国外对于i w b 与学科教学整合的也涉及到各个学科，如数学、英语、科学、 。李沐东交互式电子白板在中学物理教学中的应用研究【d 】上海：上海师范大学，2 0 0 7 ：4 2 交互式电子白板在初中几何教学中的应用研究 历史和语文识字课等等。 如r u t hw o o d 等人以及识字课以数学课为例探讨了i w b 是如何促进创造性 教学和学习的。g i l l e n 等人研究了如何使用i w b 支持小学科学课堂的资源化和 多样化教学方式的教学。 a r t h u rs h e n t o n 等人在英国西北部的六所学校采取录音访谈、课堂跟踪的研 究方法，深入教学现场分析了i w b 在五年级识字课上如何使用。主要研究了i w b 如何在小学识字课上使用、能给小学识字课提供什么样的支持和资源、将产生什 么样的影响，在什么情况下最有影响这四个问题。 美国阿什兰大学的m a t t h e w j a m e s d i l l 在他的博士学位论文中验证了i w b 数 学课堂教学的有