（教育技术学专业论文）超级画板与初中数学课程整合的教学应用研究.pdf

硕士学位论文 m a s t e r 。st h e s i s 摘要 超级画板是由著名数学家、数学教育家、中国科学院院士张景中教授主持开 发的。今天超级画板已经成为我国中小学流行的数学教学软件，被列入教育部门 的推广软件之中，在人教版的教材里就有使用它的例子和习题，只是目前对它的 研究和应用方面还不大成熟。 本文从心理学和教学论角度探讨超级画板应用于数学课程整合的理论基础， 总结了国内外与超级画板相关的研究成果；从新课标和教育改革的理念出发，探 索了超级画板对实现新课程中的许多新理念的积极作用。 本文首先通过对湖北省中小学数学教学中信息技术运用情况进行了调查，掌 握了大量信息和相关数据；其后又对湖北省宜昌市第八中学的数学老师进行调查 访谈，分析超级画板的教学应用程度以及教师和学生们相应的态度、兴趣和认识， 在调查的基础上，研究了超级画板与初中数学课程整合的课堂教学模式，提出了 “数学实验”教学模式的结构和流程，并运用这一模式设计了相应的教学案例。 在实证方面，论文主要以宜昌市第八中学的八年级的两个班( 实验班、对比班) 作为研究对象，以建构主义理论、波利亚教学理论和a p o s 理论等作为实验设计 的基本理论依据，控制学生和老师方面的无关变量，采用问卷、课堂观察、讨论、 访谈、考试等方法，以定量分析与定性分析相结合的形式，探讨了超级画板环境 下的“数学实验”教学模式在数学学科整合中的作用和影响。 论文通过实验研究发现，通过“数学实验”教学模式的课堂教学应用，实验 班和对比班有很明显的差距，实验班学生普遍在成绩和态度方面有了积极的变化。 其主要原因是：运用超级画板的“实验教学”模式能促进学生认知技能的生成， 给学生具备某种认知策略创造了条件；可引发学生反思，提高学生数学素养；超 级画板的动态推理有利于提高学生的逻辑思维能力，培养创新精神。 本文特色在于在考察中小学数学信息技术运用情况基础上，从超级画板的实际 应用情况出发，力求寻找超级画板在中学普及推广中的利弊；在教学方法上，采用 在多媒体实验教室上课的方式，运用“数学教学”实验模式，设计了教学中的问卷， 比较了其与传统教学模式的不同；以事实为依据，实证分析了超级画板及其合适的 “实验教学”模式教学方式对学生学习效果的促进作用。 关键词：超级画板数学实验课程整合信息技术 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s a b s t r a c t s u p e ，ss k e t c h p a di sd e v e l o p e db yz h a n gj i n gz h o n gw h oi sap r o f e s s o ra n d f a m o u sm a t h e i l l a t i c i 锄，m a t l l 锄a t i c se d u c a t i o n i s t ，c o m p u t e rs c i e n t i s t ，a c a d e m i c i 锄o f c h i n 髂ea c a d c l i l yo fs c i e l l c e s a tp r e s e n t ，s u p e r ss k e t c h p a di sp o p u l a rm a t h e i n a t i c s i n s m j c t i o ns o f h ，a r ei no u r j u n i o rm i d d l es c h 0 0 1 b u ti t sa p p l i c a t i o n 锄dr e s e a r c hi no l l r c o u n 时i s n t 锄o u 曲t o u s e f r o mt l l ed i r e c t i o no fp s y c h o l o g ya n dp e d a g o g y t h i sp a p e rs t i l d i e st h e o r e t i c a l b 懿i s 籼u tt l l e i n t e 伊a t i o no fs u p e r ss k e t c h p a d 锄l dm a t l l e n l a t i c si 1 1 s t r u c t i o n ，a n d s u m m a r i z e sp r e v i o u sr e s u l t sr d a t e dw i t h s u p e r ss k e t c h p a d w ee x p l o r es u p e r s s k e t c h p a d a p p l i c a t i o n st op i a yap o s i t i v er o l ei nr e a l i z i n gn e wi d e a si nn e wc o u r s e p l a n f i r s t l y ， t h ep 印e rp r o b e si n t oi ta p p l i c a t i o ni np r o g r e s st oh u b e ip m v i n c em i d d l e a n dp r i m a 巧s c h o o li nm a t h e i n a t i c a le d u c a t i o n ，a n d a c q u i r e sl a r g e锄o u n to f i n f o r m a t i o n 锄dr e l a t i v ed a t a s e c o n d l y i ti n t e r v i e w st h o s em a m e n l a t i c st e a c h e r s 舶m t h ee i 曲t hm i d d l es c h o o lo fy ic h a n g c i t y ，a n da n a l y s e ss u p e r ss k e t c h p a da p p l i c a t i o n a n da t t i t u d eo fs t l l d e l l t s b a s e do ni n v e s t i g a t i o n ，t h ep a p e rs t u d i e st e a c h i n gm o d e li n i n t e g r a t i o no ft l l es u p e r i ss k e t c h p a da n dt h ej u n i o rm i d d l es c h o o lm a mc o u r s e ，p m v i d e s s t n l c t u r e 狮dp r o c 骼so ft h e “m a t h e m a t i c se x p 嘶m e n t ”m o d e l ，a l l dd e s i g n sat e a c h i n g c a s e i no u r e x p 舐m 锄t ，廿1 ep a p c rp a y sm o r ea n e n t i o nt os u p e r ss k e t c h p a d se 毹c ti n t w oc l a s s e s ( i n c l u d e dt l l ee x p 谢m e n t a lc l a s sa n dc o n t r a s t e dc l a s s ) n 帅u 曲印p l 如n g s u p e r ss k e t c h p a d i n t om a m e l l l a t i c si n s t m c t i o n ，t l l er e s u l ts h o w st l l ed i 疗研e n c e b e t 、) i r 咖铆oc l a s s 鹤t h ee x p 舐m e n t a lc l 硒s s c o r e sa i l da t t i t u d ei so b v i o u s l yi m p r o v c d t h em a i nr e a s o ni sm a ts u p e r ss k e t c h p a dc a np r o m p tt h ei m p r o w ；i t l e n to fl e 锄e r s s c o r e s 锄d 撕t i l d e ，b u i l du pt 1 1 ec o n d i t i o n sf o rl e 锄e r s c o 嘶t i o n ，r a i s el e a n l e r s i t a c c o m p l i s h m e n t ，a l l dc u l t i v a t em ea b i l i t yo fc r e a t i o n t l l i s p a p e r s n e wi d e a sa r ca s f 0 1 l o w i n g i ts u m m 撕z e sa d v a n t a g 懿 锄d d i s a d v 锄t a g e si nt l l e 强i v e r s a la p p l i c a t i o no fs u p e r ss k e t c h p a d ，b 勰e do ni n t e r v i c w i n g a p p l y i n gc o n d i t i o no fm i d d l ea n dp r i m a r ys c h o o lm a t h e i i l a t i c sa n ds u p e r ss k e t d l p a d 印p l i c a t i o n nd e s i g 潞m em o d e lo fm u l t i - m e d i ae x p e r i m e i l tc l 硒s r o o ma n dm a i 【骼u s e t ot l l ec i 弱s i cm a 吐l 锄a t i c sc l a s s r o o m t h el a s ti st 0a n a l y s i st i l ed i v e r s i t yo ft w o t e a c h i n gs t r a t e 百懿t h ee x p 嘶m e n t a lr e s u l t ss o l v 铬t l l ep r o b l 锄t h a tw h y t h es u p e r s s k e t c h p a dc 锄i m p r o v es t l l d e n t sl e a m i n g k e y w o r d ：s u p e r ss k e t c h p a d ；i n f o m a t i o n 隐加o l o g ) r ； i i l t e g r a t i o n o f c 删c u l u m s ；e x p 甜m e i l t a lm a m e i i l a t i c s 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工 作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 凇咖 日期：c k 占年6 月3 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同 时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据 库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：凇m 日期：峙6 月；日 导师签名：刍弦宪 日期：删蚌6 月 日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人 的学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程 中的规定享受相关权益。回意途塞埕銮卮进盾；旦坐堡；旦二生i 旦三生筮盔： 作者签名： 加呀 日期：加阡6 月岁日 导师签名：吾l 希影 日期：训彩年6 月弓 日 硕士擘位论文 m a s t e r st h e s i s 第1 章引言 时代变革、科技进步、社会发展，教育也面临着前所未有的挑战。教育究竟 该如何变革以适应社会发展的需要才能培养出高素质的人才，已成为全社会有识 之士关注的焦点和理论界面临的重大实践课题。在具体的教学实践过程中，教师 和学生无疑是教与学环节中的关键，随着超级画板在中学教学应用的逐步推开， 对这一新兴的教育软件的理论与应用研究将为其今后的改进和推广提供现实依 据。 l 。l 整合及相关概念 1 1 。l 课程与课程整合定义 课程，在我国最早见于唐朝。孔颖达在五经正义里说：“教护课程，必君 子监之，乃得依法制也。”宋朝朱熹在朱子全书论学亦有“宽着期限，紧着 课程”，“小立课程，大作功夫”等句。这里的课程含有学习的范围、进程、计划 的程式之义。在西方，课程( c u c u l u m ) ，一讧j 最早出现在英国教育家斯宾塞什么 知识最有价值一文中。它是从拉丁文“c u r r e r e ”一词派生出来的，意为“跑道” ( r a c e c o u r s e ) 。根据这个词源，课程定义通常是指“学习的进程( c o u r s e o f s t u d y ) ”， 简称“学程”。课程的概念可以引申出两种不同的含义：当采用c u r r e r e 名词形式 “跑道 时，人们顺理成章地把课程理解为给不同学生设计的不同轨道，从而引 出传统意义上的课程；而将c u 盯e f e 理解为动词形式“奔跑”时，对课程的界定 又着眼于个体认识的独特性和经验重构。 整合( i n t e g r a t i o n ) 作为英语中的一个术语，意思是指“综合的，一体化的”， 它首先被用于数学和物理学领域。整合可能最早是莱布尼兹的“统觉说”，说“统 觉”是用来表示主体建构各种感觉的主题意思活动；而康德则把这种“统觉”理 解为先验的综合思维构架功能圆。 整合就是指一个系统内各要素的整体协调、相互渗透，使各要素发挥各自最 大的效益。而课程整合是使分化了的教学系统中的各要素及其成分形成有机联系， 。钟启泉现代课程论【m 】e 海：上海教育：f 版社。1 9 8 9 ：1 7 6 。康德纯粹理性批判【m 】，北京；商务印书馆1 9 6 0 ：i o o 1 0 5 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 从而成为整体的过程；课程整合就是以其他学科知识的学习作为载体，把信息技 术课程作为工具和手段渗透到其他学科的教学中，在学习信息技术课程的同时， 培养学生解决其他学科问题的综合能力。 1 1 2 信息技术与课程整合观 目前国内关于信息技术与课程整合的说法与定义很多。综观这些观点，我们 发现主要是基于对课程概念的不同理解而产生的分歧。因而可以将信息技术与课 程整合分为“大整合论”和“小整合论 。 大整合论主要是指课程是一个较大的概念。这种观点主要是指将信息技术融 入到课程的整体中去，改变课程内容和结构，变革整个课程体系。有专家认为， 信息技术与课程整合是指通过基于信息技术的课程研制，创立信息化课程文化。 它针对教育领域中信息技术与学科课程存在的割裂和对立问题，通过信息技术与 课程的互动性双向整合，促进师生民主合作，实现以人的学习为本的新型课程， 建构起整合型的信息化课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等，从而对 课程的各个层面和维度都产生变革作用，从而促进课程的整体变革。 “小整合论”则将课程等同于教学。这种观点将信息技术与课程整合等同于 信息技术与学科教学整合，信息技术主要作为一种工具、媒介和方法融入到教学 的各个层面中，包括教学准备、课堂教学过程和教学评价等。这种观点是日前信 息技术与课程整合实践中的主流观点。 信息技术与课程整合概念的分化反映了人们看待信息技术作用的不i 专j 视角。 在研究与实践中，持“大整合论”的人一般都是专家学者，而一线教师和教研人 员则比较认可“小整合论”。从整个基础教育改革的角度出发，“小整合论”是符 合当前的发展趋势和实践要求的。信息技术与课程整合特别需要关注教学实践层 面的问题。 对于信息技术与学科课程整合的认识，是一个不断发展和变化的过程，人们 从不同的视角分析和理解这种教学和学习现象，产生了多种观点。从总体上看， 可以把2 0 世纪6 0 年代以来影响比较大的整合观概括为四类。 ( 1 ) 保护主义整合观 当信息技术对人类的影响力达到人们不可忽视的程度时，便产生了一种要求 学生远离信息技术的观点，这种观点要求将学生与现代媒体相隔离，特别强调将 信息技术带给学生的消极影响彻底消除，有选择地整合信息技术，以减少信息技 术对学生的消极影响，这种观点就是保护主义的整合观。因此，人们试图不允许 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 学生收看某些节目或站点，并开发出了使学生不能测览有害站点的应用软件。成 年人在将媒体所表现的信息分为好与坏的对立的价值判断的指导下，将学生与媒 体的消极影响相隔离的方法已经发展到了极限。事实上，学生与现代信息技术的 接触点，已经远远超出了成人的控制范围，并且这种保护主义的做法有时还会起 到一定的相反效果。 ( 2 ) 技术主义整合观 技术主义的核心目标是促进教学过程最优化，提高教学质量和学习质量。技 术主义整合观认为教学和学习可以利用信息技术的各种功能解决各种实践性问 题。技术主义的整合观对提高学生的学习兴趣，提高理解能力以及反复练习、巩 固知识都具有重要意义。技术主义的整合观的问题主要有两个，第一，忽视对信 息技术本身的思考。只将信息技术作为实现学科教学目标的手段，而忽视了信息 技术的教学。因此，技术主义的整合观确实不利于培养学生的信息技术能力。第 二，学生只是瞥向的信息接受者，也就是说，在将知识和能力的给予者与接受者 完全分开作为基础之后，十分重视提高教学传递的效率。 ( 3 ) 主体行为主义整合观 主体行动主义的整合观批判性、开放性和能动性等特性，但是它最重要的特 性是它积极地面向社会的主体。社会的主体应该是构成社会的要素，并且应该具 有变革社会的能力。同时，信息技术也是现代社会的构成要素之一。社会主体在 接受信息技术所承载的信息时，并不是无意识地进行的。社会主体是依据自己的 经历和所生存的社会环境来消化理解信息技术所提供的内容，利用信息技术来表 现自己感兴趣的内容。由此可知，信息技术一方面可以作为我们接受和理解社会 信息的手段，另一方面它也是人们表达对社会各方面看法的手段。 从人本的角度出发，主体行动主义主张能动地利用信息技术，积极改变信息 技术环境，运用信息技术进行交流。因此，在信息技术与学科课程整合中，教师 为了提高学生的知识水平和促进学生的社会性及认知能力的发展，应该为学生创 设可以亲身体验和可以进行活动的良好条件。在具体操作时，整合的出发点应该 是学生的实际生活，应该与学生目前和未来的生活状况相关联；整合应该在各种 各样的交流方式中进行，应该不断扩大学生与信息技术、学生与学生、学生与教 师交流的可能性；应该收集学生的各种需求意见，按照学生的实际情况和需要改 进方法；学生应该将自己经验带入整合的学习过程之中，同时也应该在学习中形 成信息技术的直接经验；整合应该从学生的社会和认知发展水平出发，促进学生 的全面发展。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s ( 4 ) 工具主义整合观 美国国际教育技术协会( 1 s t e ，2 0 0 0 ) 先后针对学生、教师和教育管理者等 分别制订了教育技术标准和相应的绩效指标。 教师应该全面理解和掌握信息技术。重视设计就是重视信息技术学习环境和 教学环境，这样才能够充分发挥信息技术的作用，解决整合的根本性问题。要认 真研究信息技术与课程整合的教学策略，并重视信息技术与学科课程整合的人文 问题。 信息技术与学科课程整合就是根据学科特点探索如何逐步把信息技术有效融 合于各学科教学的过程，即在不断发展的信息技术的支持背景下重新审视学科教 学的内容、教学方法与学习方法，挖掘信息技术在学科教学的潜力，实现学科教 学的最优化。 1 2 信息技术与数学课程整合的意义 1 2 1 有利于实现教育教学的根本目的 信息技术应该在促进教师教学、学生学习和学生全面发展等方面起到积极作 用。信息技术与学科课程整合有利于实现教育教学的根本目的。信息技术和课程 整合，为课程设计提供了丰富的手段，拓宽了课程设计的范围。信息技术强大的 功能，使得教学形式呈现出多样化的特征。 1 2 2 有助于教师教学、促进数学教师的专业发展 苏霍姆林斯基说过：如果你想让教师的劳动能够给教师带来乐趣，那你就应 当引导每位教师走上从事研究这条幸福的道路上来。教师在将信息技术与课程进 行整合时，他们运用教育理论把自身在实践过程中积累的经验或发现的问题加以 总结、提升、分析研究，找出对应策略来合理解决问题，并将其进行应用，使其 具有一定的推广价值。信息技术为教师提供了丰富的卓有成效的研究手段与环境， 为教师解决教育实践中产生的实际问题提供了有力的帮助。 教师专业知识包括学科知识和教育知识。数学教师在将信息技术与数学课程 进行整合后，将会积极运用各种相关资源来丰富封闭的、孤立的课堂教学，这就 。赵呈领信息技术与课程整合【m 】武汉：湖北科学技术出版社2 0 0 6 ：3 3 - 3 4 。张景中，王鹅远超级画板与数学新课程【m 】北京：科学出版社。2 0 q 5 ：1 8 留赵呈领信息技术与课程整合【m 】武汉：湖北科学技术出版社2 0 0 6 ：3 5 3 6 4 要求教师能深刻、灵活的理解与数学有关的学科知识，了解可用的课程资源和最 新技术，从而可以加速教师学科知识的更新：由于在教学中使用了信息技术，使 得教学手段、教学媒体、教学策略都发生了相应的变化，这样也使得教师不得不 对教学实践进行分析和反思来提高教学技能，以解决“如何教”的问题。信息技 术与课程整合将使教师更积极的通过学习来改变原有的教学力法、策略，寻求新 的教学手段、教学资源、教学策略等，以此来消除因教学外部条件的变化而引起 的自身的不适应，促进终身学习的实现。 1 2 3 有利于促进学生的数学学习、培养学生的创新性 信息素养是在信息社会中利用信息工具和信息资源，开发信息，获得信息， 评价信息，利用信息并解决问题，进行实践创新的修养和能力。学生的信息素养 重点体现在利用信息工具和信息资源进行自主探索、合作交流、创新研究的能力 和修养习惯 。 抽象的数学思想可以通过信息技术得到培养。信息技术丰富了教学研究的范 围和质量，反馈有助于学生的学习，技术可以提供这种反馈，当学生相互讨论或 者和教师讨论在屏幕上的对象以及技术允许的各种不同的动态变换效果时，信息 技术提供的是一个讨论的焦点 。 创新的实质是创造性。它力求从认识上打破常规，标新立异，质疑问难，大 胆探索。培养学生创新意识是现代教育的出发点和归宿，是当前课常教学而临的 迫切任务。要培养学生的创新精神，教师必须在教学思想和方法上努力改革，在 课堂教学中充分利用信息技术与学科课程的整合，不断创造条件，营造良好的思 维氛围，让学生有广阔的思维空间，在教师的正确启发引导下，使每位学生都投 入到创新活动中去回。 在教学过程中，我们要结合学生在信息技术课中学到的网络文化知识，积极 鼓励和支持学生开展研究性学习活动，培养学生借助网络技术有效地收集相关信 息和处理信息的能力。学生在学习过程中学会学习，学会组织，学会协作，学会 思考，学会交流，真正体验到成功的乐趣，不断提高了自身的信息索养。 。李淑梅，张远峰信息技术与数学课程整合的意义探析明科技信息( 科学教研) 2 0 0 7 ，( 3 1 ) 。张雪莉现代信息技术与初中数学课程整合的理论与实践【d 】天津师范大学硕士学位论文2 0 0 6 圆张晓贵现代数学教育技术与数学教育【m 】北京：中国科学技术出版社2 0 0 5 ：2 2 国张珂，陈承伟信息技术与数学课程整合的意义【j 】小学教学研究2 0 0 6 ，( 5 ) 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 1 3 国内外信息技术与数学课程整合的研究状况 1 3 1 国外相关研究状况 国外对信息技术的研究和应用早于国内，尤其是美、英等发达国家。它们主 张利用信息技术进行开放式教学，鼓励探索性、操作性、合作性的学习方式；从 探索教学方式到学习方式，从了解在该环境下教师角色和作用的变化到了解学生 行为的变化，从研究工具的用途到探索其对学生数学学习的影响，都做出了一定 的成绩。 关于“利用信息技术进行教学，学生会不会丧失基本的演绎和逻辑推理能力? ” 这个问题，英国的玛利亚艾森达( m 撕aa l e s s e n d r a ) 和科思琼( k e i t hj 0 n e s ) 等人做了各种相关研究和证明：玛利亚1 9 9 9 年开始对9 、l o 年级学生进行长期实 验研究，认为，“信息技术是一种社会文化工具，它比起其它教具的可贵之处在于 其为教、学提供了进行社会建构意义学习的媒介，为课堂中有效的引进证明提供 条件；科思琼在1 9 9 6 ，1 9 9 7 ，1 9 9 8 年，对低年级应用几何画板软件学习的研究表 明，通过信息技术的支持，学生对知识的学习可以经不正规的、口语化的表示发 展到正规的数学表示，进而达到更好的理解，他认为信息技术给学生学习演绎推 理提供了基础( p r o v i d i n gaf o u n d a t i o nf o rd e d u c t i v er e a s o n i n g ) ，并且指出在这种教 学中教师特殊的、及时的引导和提问对学生理性思维的发展非常重要 。 美国的k a r e n a n n ef l a n a g a j l 在1 9 9 9 2 0 0 0 学年利用信息技术环境开展了教 学研究，他主要针对学生对几何变形的理解进行了大量的个案分析，其结果表明： 利用这种环境可以很好的发现学生学习中的困难，有针对性的提高学生的几何思 维水平；该环境所提供的条件，增加了学生对具体图形的形象体验，提供了丰富 的感性认识材料，有利于达到对概念的更深理解，这在某种程度上使他们对自己 能力有了信心；而且随着这种信心的增强和对数学理解的发展，由几何画板提供 的动态工具可以作为一个调节器”；有利的调节具体环境与理论世界之间的差距， 使学生的认识逐渐由物理图形转向对几何图形的理解；该研究中也提到，由信息 技术环境提供的合作学习条件有利于学生更好的理解数学、发展数学 。 。k e i t h j o k e ，p m v i d i n gaf 叫n d a t i o nf o rd 。d i l 甜v er c 邪o n i n g ：s t u d 舶t s i n 蛔p 陀瞰i 伽s 、i i 舶u s i n gs o r w a 心 a n d1 n l e i re v o i v i n gm a t h 咖a t i c i a n s ，e d u c a t i o n a ls t u d i e si nm a t h e m a t i c s ( 2 0 0 0 ) 国尚晓青d g s 技术与几何教学整合的理论及实践探索【d 】陕西师范大学硕士学位论文2 0 0 4 6 硕士擘位论文 m a s t e r st h e s i s 1 3 2 国内相关研究和应用状况 ( 1 ) 国内计算机辅助数学教学的发展 从1 9 7 8 年科学大会后，国内就开始提出计算机辅助教育。2 0 世纪8 0 年代初 我国研制了一些计算机辅助教育系统，虽然当时国内研制出了一些先进的计算机 辅助教学( c a i ) 的软件，但也有一些问题。这些成果没有得到中学广大一线教 师的普遍认同，因而并未在中学数学教学中发挥它应有的作用回。 如今，信息技术的迅速发展促使技术与数学教学的整合重新受到重视。全国 中小学计算机教育研究中心在1 9 9 5 年从美国引进了几何画板。该软件功能强大， 教师可以利用它根据教学需要编制谍件，学生可以在计算机上进行操作、探索。 但近几年国内慢慢开始转入研究超级画板和中学数学教学整合，广大的专家、教 师和研究人员也做了一些研究和努力，取得了一些成绩。 ( 2 ) 国内对超级画板的研究和应用现状 目前国内对超级画板的研究还处于一个探索阶段，以华中师范大学教育信息 技术工程研究中心张景中院士和北师大基础教育课程研究中心王鹏远先生为代表 的一些专家学者正在探索信息技术对数学教学有何积极作用、以及如何用这种技 术来改进我们的教学、为教学服务。当前各位学者和教师主要采用这种技术进行 创设情景，改变学生的认知环境、改进数学概念的教学、改进解题教学，利用这 种技术环境开展数学实验、进行数学课外活动或研究性课题等活动。他们在实践 和研究上已得到了初步的结论，同时肯定了超级画板对数学学习的意义。认为超 级画板有利于突破数学中难点和重点，化抽象为形象、激发学生的学习兴趣，这 种环境给学生提供了反复学习的机会，这样的教学方式不但能够锻炼学生的思维 能力，而且有利于培养学生的创新意识。王鹏远先生在实践中主张给学生操作的 机会，开展变式、开放式教学，他指出利用超级画板进行数学教学一方面能帮助 差生更好的理解数学，另一方面为开发学生的智力提供了良好的工具。 1 4 论文研究内容及组织结构 目前对信息技术在教学中的应用，教师一般还是停留在纯传统技术层面，关 于超级画板的微观和实证研究较少，通过调查发现教师应用较少的关键原因是缺 乏可供教学操作的模式、方法和手段。 。万嘉若计算机辅助教学【m 】北京：中国科技出版社1 9 9 0 ：1 7 雪王鹏远，马复超级画板与数学新课程f m 】，北京；科学出版社2 0 0 5 ：2 1 2 3 7 硕士学位论文 m a s t e r st h s l s 本课题意在探索科学地应用超级画板在初中数学的应用优势，优化课堂教学 过程，改善数学课堂教学结构，促进学生有效学习，提高学生数学能力，进而提 高教学质量，以便更好地指导今后的数学教学实践。 本文首先对湖北省中小学数学教学中信息技术运用情况进行调查分析，掌握 中小学数学信息技术运用的有关信息和相关数据；然后据此设计基于超级画板教 学环境的中学数学“实验教学”教学模式：深入课堂应用此教学模式于中学数学 教学，同时对宜昌市第八中学的数学老师进行调查访谈，了解超级画板的教学应 用程度以及教师和学生们相应的态度、兴趣和认识，分析超级画板的课堂教学应 用的效果及产生原因，反思教学过程，提出改进措施。 图1 1 论文的基本框架 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 小结 本章系统介绍了信息技术与初中数学课程整合的背景，包括整合的定义，信 息技术与课程整合的意义、重点分析了国内外有关信息技术与数学课程整合的研 究状况和特点，认为：信息技术作为当今教育改革的有利武器，能够有效推动中 学教改。超级画板因为其内容全面、界面简洁、容易上手得到广大中学一线教师 的好评和使用。尽管超级画板诞生时间短，国内研究较少，但有着越来越强的生 命力，随着全国超级画板智能教育平台应用于国家数学新课程的实验研究的进行， 示范学校和实验基地的建立将使超级画板与中学数学教学更加紧密。 9 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第2 章超级画板与初中数学课程整合的理论研究 2 1 信息技术用于数学教学的心理学基础理论 2 1 1 视听学习理论 从视觉教学视听教学一视昕传播教学，戴尔的“经验之塔”理论成为教学媒 体应用于教学过程的主要依据和指导思想，后来视听教学的理论出现了转折，由 原来重点研究视听信息的显示转向了视听信息的传播设计。教育技术从静止的媒 体论走向动态的过程论，从而形成了促进有效教学的一种模式一依靠各种教学资 源来促进有效教学的思想和媒体辅助传播的教学方式。 1 9 6 7 年特瑞拉研究表明：一个人的五官对知识的吸收率中，视觉接收的信息 占8 3 ，听觉接收的信息占1 1 ，以上两项共占9 4 ，所以有效的视听结合会增 加信息的吸收率；多蕈感官同时感知的学习效果远远优于单一感官感知的学习效 果，多媒体技术产生的教学效果更全面、深刻，更有利于保持。单调的刺激容易 产生疲劳，效果不佳，大脑皮层的一定区域如果长时间经受刺激，处于兴奋状态， 大脑自身就会出现保护性抑制，从而降低学习效果，产生疲劳。这就是传统讲授 式中为什么老师在台上讲的头头是道，而课堂内，学生的学习情绪随着时间的延 长而逐渐低落、精力渐渐分散的一个重要原因。 戴尔“经验之塔”认为，人类获得知识与能力的经验主要分为三大类：第一 类是“做的经验”；第二类是“观察的经验”；第三类是“抽象的经验 。主要解释 人的学习过程是从直接参与获取经验过渡到图像替代，再演变成抽象的符号的认 识发展过程。这与布鲁纳提出的三种教学模式相似一一是活动的“直接经验”的 学习模式、二是图形的“模拟经验”的学习模式、三是符号的“抽象经验”的学 习模式。“经验之塔 使人们认识到缺少足够的具体经验去处理抽象经验，便会产 生学习上的困难，体现了实践一认识一再实践的人类认识事物的过程；“经验之塔 提供了在教学中有效应用视听手段( 计算机教学软件) 的理论基础，说明了我们必 须使具体经验与抽象经验最适当的结合，才能高效、优质的实现从具体经验到抽 象经验的过渡。数学中的问题以抽象著称，而其中的最大失败在于使学生记忆许 函万嘉若计算机辅助教学【m 】北京：中国科技出版社1 9 9 0 ：2 8 l o 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 多概念和法则，却没有具体经验作为理解的支柱。教学中引入的超级画板既具有 模拟操作又兼有直接经验的获得方式，能为学生提供经历三种经验和学习方式的 环境，这样学习者更易于理解这些抽象的问题回。 2 1 2 建构主义学习理论 从7 0 年代末，以布鲁纳为首的美国教育心理学家将前苏联教育心理学家维果 斯基的思想介绍到美国以后，对建构思想的发展起了极大的推动作用。维果斯基 在心理发展上强调社会文化历史的作用，特别是强调活动和社会交往在人的高级 心理机能发展中的突出作用。他认为，高级的心理机能来源与外部动作的内化， 这种内化不仅通过教学，也通过同常生活、游戏和劳动来实现。另一方面，内在 的智力动作也外化为实际动作，使主观见之于客观。内化和外化的桥梁便是人的 活动。 建构主义者主张，世界是客观存在的，但是对于世界的理解和赋予意义却是 由每个人自己决定的。人们是以自己的经验为基础来建构事实，或者说是在解释 事实，每个个人的经验世界是用个人的头脑创建的，由于经验以及对经验的信念 不同，使得对外部世界的理解便也迥异。建构主义者更关注如何以原有的经验、 心理结构和信念为基础来建构知识，他们强调学习的主动性、社会性和情境性， 对学习和教学提出了许多新的见解；强调学习过程中学习者的主动性、建构性； 批评传统教学中把初级学习的教学策略不合理地推及到高级学习中；提出了自上 而下的教学设计及知识结构的网络概念的思想以及改变教学脱离实际情况的情境 教学等。这些主张对于强化认知心理学在教育和教学领域中的领导地位，深化教 学改革都有深远的意义。 建构主义学习理论认为，学习过程不是学习者被动地接受知识，而是积极地 建构知识的过程。由于建构主义学习活动是以学习者为中心，而且是真实的，因 而学习者就更具有兴趣和动机，能够鼓励学习者进行批判型思维，能够更易于提 供个体的学习风格。因而，建构主义在教学中的应用会带来一场教学或学习的革 命。 2 1 3 人本主义学习理论 人本主义心理学不但主张心理学应研究正常的人，而且更强调人的高级心理 国张晓贵，现代数学教育技术与数学教育 m 】北京；中国科学技术出版社2 0 0 s ：2 3 l l 硕士学位论文 m a s t e r st h e s l s 活动，如热情、信念、生命尊严等。它主张把人作为一个整体来研究，而不是将 人的心理肢解为不能整合的几个部分。人本主义学习理论认为学习理论应是从学 习者本身的立场和意义出发，而不是以任何观察者的立场来描述学习。只有对个 人有意义的学习材料进行学习，学习才是真正的学习。据此，人本主义学习理论 假设：每一个正常的人犹如一粒种子，只要能给予适当的环境，就会生根发芽、 长大并开花结果。每个人在其内部都有一种自我实现的潜能。而学习就是这种天 生的自我实现欲的表现，也就是人本主义心理学当中的生成。人本主义学习理论 的重点，便是研究如何为学习者创造一个良好的环境，让学习者从他自己的角度 来感知世界，达到自我实现的最高境界。在人本主义学习理论看来，真正的学习 关系到整个人，而不仅仅是为学习者提供材料，真j f 的学习经验能够使学习者发 现他自己独特的品质，发现他自己作为一个人的特征。 人本主义心理学代表人物罗杰斯认为，人类具有天牛的学习愿望和潜能，这 是一种值得信赖的心理倾向，它们可以在合适的条件下释放出来；当学生了解到 学习内容与自身的需要相关时，学习的积极性最容易被激发；在一种具有心理安 全感的环境下可以更好地学习。罗杰斯认为，教师的任务不是教学生知识，也不 是教学生如何学习知识，而是要为学生提供学习的手段，至于应当如何学习则应 当由学生自己决定。教师的角色应当是学生学习的“促进者”。 人本主义学习理论中的学习过程就是学生与教师两个完整的精神世界的互相 沟通、理解的过程，而不是教师向学生提供知识材料的刺激，并控制这种刺激呈 现的次序，期望学生掌握所呈现知识并形成定的自学能力和迁移效果的过程。 学习的结果也不仅仅就是使学生原有的认知结构更精细，认知水平得到提高和知 识更加丰富。从人本主义的角度来看，最好的课程也只是个骨架，要使整个学 习活动生机盎然，就得深入学生内在情感世界，以师生间的全方位的互动来达到 教育的目的，否则，仅是一个训练的过程。如果仅仅把学习看作是学生接受知识 的过程，只教会他们基本的生存技巧，实际上就是忽视了未来世界将会是怎样一 个瞬间变化万端的复杂世界，忽略了学生的内心世界是怎样地由感觉、想象、关 怀和体验等多层面内容所组成的复杂世界。这种知情分离的学习会产生学习者人 生意义不和谐，成长不健全的结果。而这种学习过程、教学过程从根本上看，就 是忽视课堂教学过程中人的因素之突出表现。人本主义学习理论对教学和学习过 程中的认知与情感综合的观点是尊重生命、培养健全个体思想在学习领域中的反 映，是引导并启发一种全新学习理念的观点。 1 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 2 1 4 多元智能学习理论 多元智能理论从1 9 8 3 年由哈佛大学发展心理学家霍华德加德纳( h o w a r d g 刹n e r ) 教授提出以来，迄今已有2 0 多年的历史，成为了9 0 年代以来许多西 方国家教育改革的指导思想之一。 多元智能理论认为：智能是在某种社会或文化环境的价值标准下，个体用以 解决自己遇到的真正难题或生产及创造出有效产品所需要的能力。 它具体包含如下涵义： ( 1 ) 每一个体的智能各具特点 根据加德纳的多元智能理论，作为个体，我们每个人都同时拥有相对独立的 八种智能，但每个人身上的八种相对独立的智能在现实生活中并不是绝对孤立、 毫不相干的，而是以不同方式、不同程度有机地组合在一起。正是这八种智能在 每个人身上以不周方式、不同程度组合，使得每一个人的智能各具特点。 ( 2 ) 个体智能的发展方向和程度受环境和教育的影响和制约 在多元智能理论看来，个体智能的发展受到环境包括社会环境、自然环境和 教育条件的影响与制约，其发展方向和程度因环境和教育条件不同而表现出差异。 尽管各种坏境和教育条件下的人们身上都存在着八种智能，但不同环境和教育条 件下人们智能的发展方向和程度有着明显的区别。 ( 3 ) 智能强调的是个体解决实际问题的能力和生产及创造出社会需要的有效 产品的能力 在加德纳的多元智能理论看来，智能应该强调两个方面的能力，一个方面的 能力是解决实际问题的能力，另一个方面的能力是生产及创造出社会需要的有效 产品的能力。根据加德纳的分析，传统的智能理论产生于重视言语一语言智能和 逻辑一数理智能的现代工业社会，智能被解释为一种以语言能力和数理逻辑能力 为核心的整合的能力。 ( 4 ) 多元智能理论重视的是多维地看待智能问题的视角 在加德纳看来，承认智能是由同样重要的多种能力而不是由一两种核心能力 构成，承认各种智能是多维度地、相对独立地表现出来而不是以整合的方式表现 出来，应该是多元智能理论的本质之所在。 d 林伟民运用多元智能理论指导数学教学的几点思考【j 】中学数学研究2 0 0 7 ( 8 ) 1 3 硕士擎位论文 m a s t e r st h e s i s 2 2 信息技术用于初中数学教学的教育学基础理论 2 2 1 波利亚数学教学理论 ( 1 ) 数学的“问题解决” 在数学教育的进程中，“问题解决 吸引了无数的目光，波利亚所著怎样解 题应为关注“问题解决”的最早的代表性著作。他将解题过程分为四个阶段： 理解题目、拟订方案、执行方案和回顾。通过对解题过程的深人研究，波利亚发 现，可以用来解决所有问题的通法是不存在的。我们的解题活动总是根据具体的 问题不断地提出更加接近于正确答案的富有启发意义的问题。波利亚在他的书中 通过实例给出了一些方法，如普遍化、特殊化、探索法、归纳法等等。他所倡导 的合情推理的模式( 归纳和类比) 是其研究问题解决的重要成果。他认为，“