交互式电子白板在初中数学课堂中的应用研究

发布时间：2016-11-22 16:53

1 绪论 

1.1 研究背景及意义
《新课标》中提到现代教师应转变教学观念，合理利用现代技术手段优化课堂教学，营造和谐、愉悦的学习氛围，为学习者提供更多参与现实性的、探索性的数学活动的机会[1]。但实际情况是，由于应试教育升学压力的影响，数学教学仍然沿用传统的“黑板+粉笔”“投影+讲授”的模式进行，将学生的学习过程简单的呈现为:吸收-存储-再现的单一模式[2]。这种模式片面的将数学简单化为抽象的逻辑，不注重学生的课堂参与度，影响着学生对于数学知识的掌握及数学情感的体验，不符合新时代对于人才培养的新要求[3]。随着“素质教育”的提出，社会对于打破传统数学教学模式的呼声越来越高，现代信息化教学设备的不断更新为新型的课堂教学模式提供了物质保障和技术支撑，其中交互式电子白板（后文缩写为交互白板）带来影响尤为突出。因它具有强大的兼容性、高效的互动生成性、便捷的可操作性及资源的丰富性等特点，被广泛的应用于数学课堂教学，成为推动数学课程改革的有力工具。作为教育工作者更应该积极参与到课程改革的队伍中去。本文是交互白板与初中数学课程整合的范例，以理论为前提，实践为基础探索交互白板在数学课堂教学的应用模式，以交互白板为教学辅助工具变传统的“师讲生听”模式为“师生互动”模式，从而提高学生的课堂参与度，提升初中数学课堂的交互性，提高学生的探索创新能力，以推动信息化教学发展的进程，真正将数学课程改革落到实处。
.......

1.2 国内外相关研究现状 
电子白板最初兴起于欧美发达国家， 2001 年左右初具市场规模，而后于 2008年前后开始大量出现在市场[7]。在电子白板的用户中近 90%来自教育行业，自 1991年交互式电子白板正式诞生，除了学术界对于电子白板的研究取得了一定成果，在其他方面也收获了一定的成果。例如加拿大、美国、英国和澳大利亚等。其中以英国与中国开展的“教育技术影响研究系列 2 和 3”研究项目最为突出[8]，另一方面为方便教师实现资源的共享及相互间的交流、合作，搭建了专门的技术支撑平台和资源网站，如英国的国家白板网(National Whiteboard Network) [9]。更重要的是英国政府将于 2015 年前更新所有中小学的教学设施，这其中就包括对电子白板的更换 [10]。 在其他发展国家也拥有国家级的交互式电子白板研究项目，比如：美国的“南德克萨斯社区学院——明星县校园”；加拿大的 “聪明孩子的研究”; 澳 大 利 亚 的 “理查德森小学的研究”等等[11]。还建立了专门的相关网站，在这些网站中能够免费的下载电子白板的相关软件，了解产品信息，还可以查阅丰富的教学案例及技术培训视频，这无疑为一线教师开展授课及交流提供了很好的技术平台[12]。 国外对交互白板在教学上的研究起步比较早，主要是针对交互白板的使用上，另外还有一些是研究交互白板在使用中的教学方法和一些教学应用的案例分析。英国的 Glover 和 Miller 等人在 2004 年在《Leadership  Implications  of  Using   Interactive  Whiteboards》一文中将教师应用交互白板辅助教学详细得划分为辅助阶段、交互阶段和增强交互阶段。这三个阶段分别对应着教师三种不同的教学模式。 
.........

2 在交互白板环境下开展初中数学课堂教学的理论基础 

2.1 心理学基础理论
以“经验之塔”为核心的视听教学论是教学媒体应用于课堂教学的主要依据和指导思想。传统讲授式教学中教师站在台讲述自己对教材的理解，学生主要依靠有意注意进行信息的接收与处理，有意注意的作用与时间成反比，时间越长学生的专注度越低，学习效果相应的就越差[24]。导致这种现象的主要原因是单调的语言刺激容易使学生特定大脑皮层长时间处于兴奋状态，大脑自身出现保护性抑制，产生疲劳导致注意力下降，从而降低学习效果。有研究表明：一个人的五官对信息的接收率中，视觉（眼睛）的接收率占83％，听觉（耳朵）的接收率占11％，两项共计94％[25]。因此有效的视听结合会增加信息的吸收率，多重感官同时调动的学习方法能提升学习的效率。 美国教育家爱德加-戴尔于1949年所著的《视听教育法》中将人类获得知识与能力的经验分为三大类十一层次，称为“经验之塔”。三大经验包括： “做”、“观察”和“抽象”[26]。将人的学习过程解释为从直接参与中获得经验转化成图像，再抽象成符号的发展认识过程。分别与布鲁纳的 “直接经验”学习模式、“模拟经验”学习模式和 “抽象经验”学习模式相对应。数学问题以抽象为主，最大难点在于让学生记忆过多概念、法则，却没有呈现具体经验为理解提供支柱[27]。 “经验之塔”为在教学中进行视听手段提供理论基础，使人们意识到缺少丰富的具体经验而去解决抽象问题，便会导致学习出现困难，所以必须适当的结合具体经验与抽象经验，才能优质、高效的完成具体经验与抽象经验间的过渡[28]。课堂中引入交互白板不仅能模拟操作还能保障直接经验地获取，能为学生构建三种经验的学习环境，使学生对一些抽象的问题的理解更加驾轻就熟[29]。以交互白板为平台，媒体为通道将教学资源及信息以多样化形式呈现给学生，让学生同时调动多感官参与课堂，提高学生对教学信息的吸收率，从而优化课堂教学。 
..........

2.2 教育学基础理论 
问题的解决方法不存在“万能钥匙”，但是各种各样的规则还是有效存在的，波利亚在《怎样解题》一书中列举了如普遍化、特殊化、探索法、归纳法等等方法，并通过实例加以解释，最终将问题解答归纳为：题目理解、方案拟订、方案执行和回顾四个阶段。数学既具有欧几里德认为的系统演绎性，同时也是实验性的归纳科学，因此波利亚认为数学问题的解决应倡导合情推理的模式(归纳和类比)。合情推理促使老师应该关注学习者的思维过程，让学习者学会思考和猜测[32]。解题的关键在于“启发联想”，学生通过对一连串建议性或启发性问题的回答逐步接近问题答案。波利亚于 1963 年在《美国数学月刊》撰文提出主动学习原则、最佳动机原则和阶段循序原则三原则，这三原则对于教师选取何种教学内容、采用何种教学方法均具有积极的启发作用[33]。数学教学的根本目的在于教会学生思考。不只是知识的传授，更应发展学生运用知识解决问题的能力，强调技能、技巧的训练，培养良好的思维习惯。波利亚强调为了使学习者真正掌握数学知识，教师在教学中必须承认数学学科的两个特点，，实验性和创造性。知识应该是学生通过不断的思考和求证而获得。教学应该尽量多的采用交互参与的方式进行，让学生尽量多的参与知识的形成过程，创造性的解决问题，不仅实现知识与技能的掌握，也获得情感的体验。这也是电子白板辅助课堂教学的基本理念。 教师根据课堂教学需要抽选学生进行板演，利用交互白板的页面漫游功能及录像完整的记录学生的做题过程，通过分析理清学生的思路，帮助学生发现思维误区，从而教会学生思考；教师通过交互白板的即写即擦特征和精炼的语言对学生的探索过程进行点拨，给予学生启发，让学生通过不断地联想、思考、反复的验证得出问题的答案；借助几何画板进行数学实验，不但有助于让学生充分体验知识产生和发展的过程，还教会学生实验与归纳的方法；在应用提升过程中，交互白板的灵活性为强化学生技能、技巧提供了技术支持，教师可根据学生解题结果及时的调整教学进程，提升学生实际应用能力。   
.............

3 在交互白板环境下的初中数学课堂教学设计 ......... 10 
3.1  设计理念与原则 .......... 10 
3.2 教学内容设计 ...... 11 
3.3 学情分析 ...... 13 
3.3.1《探索多边形内角和公式》学情分析 ........ 13 
3.3.2《完全平方公式》学情分析 ........ 13 
3.3.3《点、线、面、体》学情分析 .... 14 
3.3.4《二次函数 y=ax2的图像与性质》学情分析 ..... 14 
3.4 教学目标设计 ...... 15 
3.5 环境与资源的设计 ....... 17 
3.6 教学过程设计 ....... 18 
3.7 教学评价设计 ....... 33 
4 课堂应用实践教学实施效果评价 ...... 35 
4.1 课堂应用实践教学实施效果评价 ....... 35 
4.1.1 教学对象选取 ........ 35 
4.1.2 实验开始前数学成绩分析 .... 35 
4.1.3 实验后测数据分析 ........ 36 
4.1.4  问卷调查结果分析 ....... 37 
5 结论与反思 .......... 46 
5.1 研究结论 ....... 46 
5.2 研究不足 ....... 46 
5.3 展望 ....... 47 

4 课堂应用实践教学实施效果评价 

4.1 课堂应用实践教学实施效果评价

为了实验结果具有较好的信度，实验对象与控制对象的实际条件相当，本文选用绵阳市三台县万安中学八年级一班做实验实施班，二班做实验对比班。两个班的总人数分别是 45 人、 44 人。实验开始前对两个班的基本情况进行了初步调查，用上学期期末考试成绩为参照对每个班的基本情况进行了分析（见表 4.1、4.2、4.3）。从表中的数据可以说明两个班的原始成绩没有明显差距。 1.实验开始测：用上学期期末考试成绩为参照对两个班的数学成绩进行了分析，保证实验对象各方面的差别不是很明显，以确保实验结果的信度。  2.根据本学期教学内容的特征进行定性分析，对适宜采用在交互式电子白板环境下进行数学教学的内容编写教学案例，并用于实验一班的课堂教学，二班则沿用传统方式进行教学，但是为了降低无关变量对实验结果的影响，两个班的数学教学由同一位教师担任。对于实验的结果采用量化与质性评价相结合的方式，一方面实验后用同一份试卷对两个班进行测试，并用 SPSS 对测试结果进行分析；另一方面实验班的同学分别在实验前后填写了用同一份调查问卷。 

........

结论 

通过进行问卷调查及实验数据显示，应用电子画板的初中数学教学与以往教学方式的对比，在教学设计及教学实施过程中能做到充分重视课堂的预设生成功能，极大发挥课堂互动性，从而提高学生的课堂参与度。另外对教师的教学方法和学生的学习方式的改变、学生学习的效果、学生学习能力的提高、学生学习兴趣的培养都有显著的影响。通过对以上案例分析，可得出以下研究的成果： 从课堂教学设计的规范性看,传统的数学课堂教学模式忽略数学学科的可操作性特征，多是抽象计算为主，对于学生数学感知能力的培养较少，几乎是没有。而在以交互式电子白板为平台进行课堂教学让学生充分的参与课堂，观摩或是亲身参与数学实验，感知数学概念、命题的实质。真正做到“做中学”。 从课堂教学模式的灵活性看，交互式电子白板教学相对于传统多媒体教学最大的特点也是有点既是：电子白板具有较强的预设功能，教师在备课时可以充分考虑课堂的多元可能性制作课件，即便是课堂突发的情况，在交互式电子白板环境下教师也能轻松应对。 从师生成长情况看，交互式电子白板环境对于教师的信息技术素养要求较高，俗话说“熟能生巧”，在教师能熟练的掌握交互式电子白板的操作的情况下，教师进行教学定能做到孰能生巧。教学旨在学生的参与体会，新世纪需要的不是只会“纸上谈兵”的演算家，所以对于学生动手能力的培养是相对重要的。从实验数据可以得出，在交互白板下进行课堂教学对于学习者动手能力的培养相当有效。 从教学内容的选择看，交互式电子白板适用于语言难以描述，或描述比较抽象并且能够将其转化成具体的图像、图像进行表述的内容。借助电子白板不仅能能将抽象的数学概念、名词等具象化，还可以借助对对象的操作了解数学规律、原理的形成过程，轻松突破教学重难点。 
.........
参考文献(略)

本文编号：186145