基于信息技术的中小学数学课堂教学的内容分析.doc

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1、基于信息技术的中小学数学课堂教学的内容分析谢幼如、尹睿、石娟华南师范大学教育技术研究所 广东，广州 E-Mail: YJSXielittleyinshijuan4145摘要：本文以数学新课程理念为指导，采用内容分析法，对来自全国15个省（直辖市）的31节基于信息技术的中小学数学课堂教学录像课例进行特征分析以及教师与学生的行为分析，在此基础上形成基于信息技术的中小学数学课堂教学模式，以期对中小学数学课程的教学改革与实践提供有益的借鉴与参考。关键词：信息技术；中小学数学；课堂教学；内容分析以数字化、多媒体化、网络化和智能化为特征的信息技术，正极大地改变着人们的工作方式、思维方式、学习方式和生活方式

2、。数学教育应当充分利用现代社会所提供的新技术和文化条件，正如美国80年代后期开始的新一轮数学课程改革或所谓的“计算机对于数学教育的革命性影响”所表明的那样，无论是由工业社会向信息社会过渡所引起的对于人材培养的不同要求，还是教育技术的进步，都将必然导致数学教育的重要变革。2001年，教育部颁布了基础教育课程改革纲要（试行），明确提出“要大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用,促进信息技术与学科课程的整合, 逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革, 充分发挥信息技术的优势, 为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具”。信息技术与中小学数学课程

3、整合，就是将信息技术有机地融入数学课程教学体系各要素中，使信息技术与数学课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等融合为一体，共同完成课程教学任务和实现课程教学目标的一种新型的教学方式。本文以数学新课程理念为指导，采用内容分析法，对来自全国15个省（直辖市）的31节基于信息技术的中小学数学课堂教学录像课例进行特征分析以及教师与学生的行为分析，在此基础上形成基于信息技术的中小学数学课堂教学模式，以期对中小学数学课程的教学改革与实践提供有益的借鉴与参考。一、研究的背景与目的意义1、国内外数学课程改革的现状与发展趋势（1）课程内容的综合性强调数学课程内容与其他学科内容的整合数学课程内容与其他学科内容

4、的整合是当前数学课程改革的重点，也是未来发展趋势。例如，1982年，英国国家教学委员会发表了题为数学算数（Mathematics Counts）的报告，这是英国数学教学改革的纲领性文件。报告强调，“课程内容应从现实生活题材中引入数学，加强数学和其他科目的联系，打破传统格局和学科限制，允许在数学课中研究与数学有关的其他问题”。1998年，日本文部省发布的第七次中、小学学习指导纲要也强调，“要新增设综合学习，综合学习也称为课题学习，它通过学生综合数学知识或者综合数学知识与其它知识来解决一个研究课题”。（2）课程价值的应用性强调数学知识的应用性和实践性数学是一门应用性强的学科。当前，重视数学知识的应

5、用性和实践性成为国际数学教育改革的一个基本趋势。例如，美国国家数学教师理事会（National Council of Teachers of Mathematics，NCTM）1989年颁布的数学课程标准和2000年颁布的数学课程标准的基本特点之一都是强调数学应用。日本的数学课程设置了综合课题学习，也体现了对数学知识综合应用的关注。英国提出培养学生应用能力途径，由低年级起就对儿童进行应用能力系统训练，学生在处理实际问题、进行合作交流等活动中发展数学应用能力。我国在2001年颁布的全日制义务教育数学课程标准（实验稿）指出“义务教育阶段的数学课程不仅要考虑数学自身的特点，更应遵循学生学习数学的心理

6、规律，强调从学生已有的生活经验出发，让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程”“学生的数学学习内容应当是现实的、有意义的、富有挑战性的”。（3）课程教学的主体性强调数学课程主体性教学活动的设计主体性教学活动，实质上是提倡学生在“做中学”，重视数学学习过程是一个实践、探索、体验的过程。例如：以课题覆盖大纲的策略就是英国数学教学一种重要的教学策略，教师以教学目标的某一项及学习大纲的某个水平为出发点，组织学生学习活动。日本第七次中、小学学习指导纲要也指出“数学课程要安排多种可供学生选择的数学活动，如探究数学的某个内容或者专题等”。我国的全日制义务教育数学课程标准（实验稿）也指出“

7、教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事数学活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想和方法，获得广泛的数学活动经验”。（4）教学方式的信息化强调信息技术与数学课程的整合在数学课程改革中，如何将信息技术应用于数学教育日益成为关注的焦点。例如，英国国家数学课程标准要求“给学生提供适当的机会来发展并应用信息技术学习数学的能力”。美国2000年标准强调科学技术在数学课程中的重要地位，强调科学技术与数学教学过程相结合，使得教师懂得怎样在教学实践中去运用信息科技。1998年，我国数学教育专家郑毓信针对国际上数学教育的发展趋势和热点问题，在数学教育学

8、报发表“数学教育研究之关键性论题与发展趋势”（1998年第5期），论文中提出十个问题，其中就有“计算机与数学教育”。我国全日制义务教育数学课程标准（实验稿）也明确提出“数学课程的设计与实施应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”。2、研究的目的意义本研究通过分析目前基于信息技术的中小学数学课堂教学的现状与特征，总结信息技术与中小学数学课程整合的教学方法，形成基于信息技术的中小学

9、数学课堂教学模式，以期对中小学数学课程的教学改革与实践提供有益的借鉴与参考。二、研究方法与步骤1、内容分析法概述本研究采用内容分析法，对来自全国各地中小学实验学校的一批基于信息技术的中小学数学课堂教学录像课例进行。内容分析法就是对于明显的传播内容，作客观而有系统的量化并加以描述的一种研究方法。内容分析法是教育技术学研究的一种专门方法。内容分析实际上是以预先设计的类目表格为依据，以系统、客观和量化的方式，对信息内容加以归类统计，并根据类别项目的统计数字，作出叙述性的说明。内容分析法包括两方面的工作，一是如何对一份内容资料进行分析以取得量化的结果；二是如何根据课题的需要，设计选择系统化分析的模式，

10、合理地把各种内容分析的量化结果加以比较，并定量地说明研究的结果。2、内容分析录像课例的选取为了保证分析的准确性、科学性和可靠性，排除一校报送多个课例的情况，随机选取全国教育科学“十五”规划教育部重点课题“网络教学的设计与评价研究”两届全国经验交流会的参选课例31节，其中小学23节，中学8节。这些课例覆盖北京市、广东省、河南省、湖北省、吉林省、四川省等省市地区，如表1所示。表1 中小学数学教学分析课例省份学校名称课程题目类别安徽省淮北矿业集团公司中学函数y=Asin(x+)中学北京市大峪二小统计小学大峪二小正反比例的意义小学福建省石狮市新湖中心小学长方形和正方形的认识小学广东省广州市荔湾区芦荻西

11、小学找规律小学广州市荔湾区芦荻西小学平移小学广州东风东路小学异分母分数的加减法小学广州东风东路小学两、三位数乘一位数的乘法小学广州市天河区恒福中学椭圆和双曲线的构造试验中学番禺区德兴小学认识人民币小学深圳市南山实验学校圆形的旋转中学佛山市南海区西樵中心小学5的乘法口诀小学河南省平顶山市五路小学长方体和正方体小学洛阳市014中心子弟学校长方体和正方体的体积小学湖北省荆州实验小学平均数小学荆州实验小学圆的周长小学湖南省湖南省桃源县漳江小学分数的意义小学吉林省长春市西五小学制作年历小学长春市西五小学简单的数据整理小学长春市第四十五中学生活中的立体图形中学辽宁省本溪联丰小学加减法的一些算法小学青海省西

12、宁市七中数图像性质（抛物线的性质）中学陕西省陕西省西安小学趣味七巧板小学四川省成都市华西中学趣味七巧板中学成都市青白江区大弯中学探索规律中学泸州市二中轨迹探求中学天津市大港油田中心区第二小学条形统计图小学大港油田中心区第二小学平行四边形的体积小学云南省楚雄师院附小年、月、日小学重庆市重庆市南岸区珊瑚实验小学可怕的白色污染小学重庆市南岸区珊瑚实验小学数学家小学3、内容分析类目表格的设计建立如表2所示的内容分析类目表，表中的分析类目分为“教学环境、信息资源的类型、信息技术应用方式、学生的学习方式、教学评价方式”等五类，每一类又根据实际情况细分成不同的子类目。成立5人研究分析小组，采用上述表格，对3

13、1节基于信息技术的中小学课堂教学录像课例进行内容分析和评判。三、基于信息技术的中小学数学课堂教学的特征分析表2中的数据和所占的比例，是对31节基于信息技术的中小学课堂教学录像课例进行内容分析的情况。从表2的数据，我们可以得出以下的一些结论：表2 中小学数学教学课例分析类目与分析结果 课例（个）类目总数百分比（%）教学环境多媒体教室39.68%网络教室2890.32%信息资源的类型网络课件929.03%专题学习网站1032.26%工具软件1238.71%资源库00信息技术应用方式演示型722.58%实验型1651.61%交流型412.90%检测型412.90%学生的学习方式自主学习型13.23%

14、合作学习型26.45%探究学习型00自主合作型00自主探究型1341.94%合作探究型26.45%自主合作探究型1341.94%教学评价方式提问1858.06%在线测试619.35%作品展示722.58%1、网络教室是当前中小学数学教学的主要信息技术教学环境，其比例超过90%；2、根据数学教学的特点，在信息技术与数学课程整合的教学中，主要的信息资源有“工具软件”（占38.71%），其次是“专题学习网站”（占32.26%）和“网络课件”（占29.03%），而“资源库”则是空白（占0%）。为更好地实现中小学数学优质资源的共建共享，如何根据新课程标准建设数学资源库是值得我们深入探究的。3、信息技术应

15、用方式以实验型为主，占51.61%，即信息技术作为学生开展数学实验的探究工具。其次是演示型，占22.58%，即信息技术作为教师讲解数学知识的辅助工具。这从某种程度反映了讲授式教学和探究式实验是当前信息技术与中小学数学课程整合的两种主流教学方法。而将信息技术作为交流讨论工具和检测评价工具的则相对较少，各占12.90%。4、“自主”、“合作”、“探究”是基础教育课程改革所倡导的学习方式。通过课例分析，我们发现，在信息技术与数学课程整合的教学中，学生的学习方式主要集中表现为“自主探究型”和“自主合作探究型”（分别占41.94%），纯粹的“自主型”（占3.23%）、“合作型”和“合作探究型”（各占6.

16、45%）则相当少，而纯粹的“探究型”和“自主合作型”则为空白（各占0%）。5、在教学评价方式上，仍以“提问”为主（占58.06%），其次是“作品展示”（占22.58%）和“在线测试”（占19.35%）。由此可见，在信息技术与数学课程整合的教学中，教师仍青睐于以提问的方式来检测学生的学习效果，而利用信息技术作为评测工具则相对较少，这与第三项“信息技术应用方式”的分析结果不谋而合。如何充分发挥信息技术的优势，促进数学课程的教学评价方式改革也是信息技术与数学课程整合不同忽视的重要问题之一。四、基于信息技术的中小学数学课堂教学中师生的行为分析为深入了解信息技术与中小学数学课程整合中教师的教学行为和学生

17、的学习行为，在对上述课例进行初步分析的基础上，建立如表3所示的内容分析类目表。表中的分析单元为镜头组。所谓镜头，就是摄像机连续拍下的一段有不同画幅的画面。“连续拍摄”即指不经过任何剪辑或者编辑连接。表中的类目分别为“教师的教学行为”与“学生的学习行为”两类，每一类又根据实际情况细分成不同的子类目。表3 中小学数学教学中师生行为的分析类目与分析结果 镜头组类目频数百分比（%）教师的教学行为利用多媒体创设情境303.41%利用多媒体课件辅助讲授重难点566.36%指导学生活动707.95%提出问题/布置任务19822.47%评价反馈14015.89%学生的学习行为观察数学现象222.50%提出问题

18、30.03%回答问题17119.41%利用信息技术工具进行实验探究9110.33%完成在线测试192.16%展示作品293.29%讨论交流面对面讨论424.77%在线讨论101.14%根据表3中各子类目所占比例的情况，我们可以得出以下的一些结论：1、表3中教师“提出问题/布置任务”镜头出现的频数为198，占9.83%，表明许多教师多以“问题”和“任务”开展教学，将抽象的数学知识融入真实的问题和任务中，使数学教学形象化、直观化。可见，问题式教学是当前主要的数学教学模式之一。但是，通过观察课例，我们发现在教学过程中，“问题”和“任务”基本上是由教师口头提出，而“利用多媒体创设情境”镜头出现的频数仅

19、为30，占3.41%。 2、表3中教师“利用多媒体课件辅助讲授重难点”镜头出现的频数为56，占6.36%；而学生“利用信息技术工具进行实验探究”镜头出现的频数为91，占10.33%。一方面，表明在信息技术与数学课程整合的教学中，探究工具和演示工具是两种主要的信息技术应用方式，这与表2的分析结果是一致的。另一方面，说明讲授式教学和实验探究教学是两种主要的数学教学模式。3、表3中学生“回答问题”镜头出现的频数为171，占19.41%，与此相应，教师给予学生的“评价反馈”镜头出现的频数为140，占15.89%。而学生“完成在线测试”镜头出现的频数仅为19，占2.16%；学生“在线讨论”镜头出现的频数

20、仅为10，占1.14%。说明在信息技术与数学课程整合的教学中，教学评价的方式仍以提问为主，显得过于单一。而将信息技术用于支持教学评价则相对较少，这尤其值得我们深思和探究。五、基于信息技术的中小学数学课堂教学模式通过上述的分析，我们不仅可以得到信息技术与中小学数学课程整合的现状特征以及师生的行为表现，我们还可以归纳出信息技术与中小学数学课程整合的教学模式。教学模式是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下，在一定的环境中教与学活动各要素之间的稳定关系和活动进程的结构形式。通过归纳总结，目前信息技术与中小学数学课程整合的教学模式主要有问题讲授型教学模式和实验探究型教学模式两种。这与美国著名的数

21、学教育家斯丁格勒和希伯特，曾于1999年出版的教学的差距所提出的数学教学模式有所不同。在书中，他们强调教学活动的系统性并以此为角度进行分析，提出三种不同的数学教学模式，即德国的教师主导下的知识发展（developing advanced procedure）（1、复习；2、点明主题；3、数学知识或技能的发展；4、练习）；日本的教师指导下的主动探索（structured problem solving）（1、复习；2、点明主题，在此通常是指给出挑战性的问题；3、学生的主动探索；4、讨论，在这一过程中教师常常作出必要的总结和说明；5、对学习的要点进行归纳和总结）；美国的机械学习（learning

22、terms and practicing procedures）（1、复习；2、教师的示范，即是直接指明如何求解所面临的问题；3、练习；4、对学生的练习进行纠错并布置家庭作业）。以下是信息技术与中小学数学课程整合两种教学模式的具体分析与说明。1、问题讲授型教学模式在这种教学模式中，教师首先将数学知识融入“问题”中，并以口头形式提出或者借助信息技术创设情境；接着学生围绕“问题”，思考学习隐含于问题背后的数学知识，教师利用多媒体课件辅助讲授；最后教师仍以“问题”作为检测学生学习效果的主要手段，同时也辅以在线测试的形式。在这种教学模式中，信息技术既作为情境创设的工具，也作为测试评价的工具。其中，利用

23、信息技术创设情境的方式有两种：一是利用信息技术创设贴近生活的情境，如演示生活中的轴对称图形、呈现生活中具有平移关系的现象等，激发学生学习数学的兴趣，增强学生对数学与其相关的实际社会生活情境之间联系的理解；二是利用信息技术创设问题情境，如展示代数中的一些函数变换问题、呈现平面几何图形的一些轨迹问题等，引发学生发现问题，形成“认知冲突”，从而揭示数学事实，帮助学生建立直观表象，理解数学知识。2、实验探究型教学模式实验是数学教学的关键环节。数学实验是指利用有关工具（如实物、计算机、测量工具等）进行各种动手实践活动，然后通过观察、分析、猜想、归纳等思维过程，获得数学知识和问题解决能力的一种教学方式。它

24、为学生提供了经历知识形成和发展过程的体验，增强其求知欲望，有助于学生掌握数学知识的本质、规律及其相互关系，提高抽象性思维、发散性思维、批判性思维等数学能力。在这种模式中，信息技术将作为问题探究、意义建构的认知工具。一方面，教师可针对数学教材内容，将一些数学知识形成过程设计为探究问题，如各种定理、法则的推导过程，学生利用信息技术工具加以探究验证。另一方面，教师可根据数学教材内容之间的联系，围绕特定主题（专题）设计系列开放性的探究问题，学生利用信息技术工具构建数学模型，提出数学猜想，并加以探究检验，从而解决问题。综上所述，问题讲授型和实验探究型两种基于信息技术的中小学数学教学模式体现了基础教育数学

25、课程改革的理念，发挥了信息技术的优势，改变了以教师为中心的教学传统，既能发挥教师的主导作用，又能充分体现学生的主体作用。当然，在分析过程中，我们也发现一些不足之处，这有待于在今后的教学实践中加以克服和纠正。参考文献：1、张定强、金江熙.对信息技术与数学课程整合的一些新思考J.电化教育研究，2006，（1）.2、尚晓青、黄秦安.关于技术与数学教学整合现状的调查与思考J.数学通报，2005，（5）.3、刘晓玫、刘志菡.论信息技木与中学数学课程整合的意义和存在的问题J.课程教材教法，2006，（2）.4、国际视角下的小学数学教育，郑毓信著，人民教育出版社，2004年5、钱佩玲.关于中学数学课程改革的探讨J. 课程教材教法，1999，（12）.6、小学初中数学课程标准DB/OL.7、普通高中数学课程标准DB/OL.8、周广忠.小学数学课程改革与发展趋势DB/OL.9、王丹红.美国国家数学教师理事会新报告：美国数学教育在争论中跋涉DB/OL.http:/159.226.47.206/cms/cms.htm#10、全日制义务教育数学课程标准（实验稿）（节选）DB/OL.