運(yùn)用“Z+Z智能教育平臺”培養(yǎng)初中生幾何解題能力的實(shí)驗(yàn)研究

羅英華

摘 要：實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究中，借助“Z+Z智能教育平臺”吸收了近年來數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)心理學(xué)的有關(guān)研究成果，繼承了傳統(tǒng)教學(xué)策略訓(xùn)練中的有效方法，嘗試構(gòu)建適宜初中生認(rèn)知結(jié)構(gòu)與能力培養(yǎng)且設(shè)置符合學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的幾何實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)幾何的興趣，旨在培養(yǎng)和提高初中生的幾何解題能力。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)；Z+Z智能教育平臺；幾何解題能力

“Z+Z智能教育平臺”構(gòu)建數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可以消除或減弱這類學(xué)生在學(xué)習(xí)中的劣勢，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的數(shù)學(xué)幾何解題能力。所以，在面對“抽象枯燥”的幾何時(shí)，在教學(xué)中運(yùn)用“Z+Z智能教育平臺”輔助幾何教學(xué)，實(shí)現(xiàn)數(shù)形結(jié)合、增加直觀，讓幾何圖形生動(dòng)起來、親切起來、“動(dòng)”起來。而基于“Z+Z智能教育平臺”構(gòu)建數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式對初中生幾何解題能力究竟有何影響呢？為了探究這個(gè)問題，我做了“運(yùn)用“Z+Z智能教育平臺”培養(yǎng)初中生幾何解題能力的實(shí)驗(yàn)研究”。

一、實(shí)驗(yàn)的目的

以“Z+Z智能教育平臺”為載體，探索幾何解題能力培養(yǎng)的教學(xué)模式，驗(yàn)證該模式對幾何教學(xué)和解題能力培養(yǎng)的有效性。

二、實(shí)驗(yàn)假設(shè)

1.將中學(xué)數(shù)學(xué)的某些幾何教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，以“Z+Z智能教育平臺”作為主要的認(rèn)知工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，就一定能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。

2.在幾何教學(xué)中引入“Z+Z智能教育平臺”構(gòu)建數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，有助于改善師生互動(dòng)的頻率與方式。

3.能夠讓學(xué)生變得主動(dòng)學(xué)習(xí)幾何，喜歡數(shù)學(xué)。在親歷建構(gòu)的過程中，逐步掌握認(rèn)識事物，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的幾何解題能力。

4.構(gòu)建的教學(xué)模式能夠提高幾何學(xué)習(xí)成績，能夠提高優(yōu)秀率和及格率。

三、本實(shí)驗(yàn)研究遵循的原則

1.主體性原則

在研究過程強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性。學(xué)生被看做知識建構(gòu)過程的積極參與者。

2.工具性原則

“Z+Z智能教育平臺”作為學(xué)生的基本認(rèn)知工具，把它作為獲取信息、探索問題、協(xié)作解決問題的認(rèn)知工具。

3.能力培養(yǎng)和知識學(xué)習(xí)相結(jié)合的原則

學(xué)生學(xué)習(xí)的重心不再僅僅放在學(xué)會(huì)知識上，而是轉(zhuǎn)到學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、掌握方法和培養(yǎng)能力上，包括培養(yǎng)學(xué)生的“信息素質(zhì)”。學(xué)生利用“Z+Z智能教育平臺”解決問題的過程，是一個(gè)充滿想象、不斷創(chuàng)新的過程，同時(shí)又是一個(gè)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、有計(jì)劃的動(dòng)手實(shí)踐過程，會(huì)有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

4.個(gè)別化學(xué)習(xí)與協(xié)作學(xué)習(xí)的和諧統(tǒng)一原則

“Z+Z智能教育平臺”給我們提供了一個(gè)開放性的實(shí)踐平臺，利用它實(shí)現(xiàn)相同的目標(biāo)，可以采取多種不同的方法，這種個(gè)別化教學(xué)策略對于發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和進(jìn)行因人而異的學(xué)習(xí)是很有幫助的，并在綜合評價(jià)的基礎(chǔ)上，協(xié)作完成任務(wù)。

四、實(shí)驗(yàn)方法與程序

1.變量分析

（1）自變量：指在計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，學(xué)生針對明確的目標(biāo)，以“Z+Z智能教育平臺”作為認(rèn)知工具，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。通過自主學(xué)習(xí)、自我探究發(fā)現(xiàn)及生生、師生間的合作交流，掌握知識，實(shí)現(xiàn)意義建構(gòu)。

（2）因變量：學(xué)生的數(shù)學(xué)成績、學(xué)生的幾何解題能力。另外，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，對部分學(xué)生進(jìn)行訪談，對所有實(shí)驗(yàn)學(xué)生問卷，了解其認(rèn)知結(jié)構(gòu)的組織變化情況及數(shù)學(xué)信心，數(shù)學(xué)思維的變化情況等方面作為因變量的輔助指標(biāo)。

（3）無關(guān)變量的控制：兩個(gè)班男女生比例基本一致；兩個(gè)班實(shí)驗(yàn)前的數(shù)學(xué)平均分基本相同；兩個(gè)班具有相同的課時(shí)、相同的教師、相同的訓(xùn)練量、相同的練習(xí)題、相同的測試反饋方式，以及采取的其他教學(xué)管理措施均一致。

2.實(shí)驗(yàn)對象

本校初三年級八個(gè)班的學(xué)生先進(jìn)行解幾何題的前測，然后根據(jù)測驗(yàn)成績和有關(guān)情況選出條件相近、成績基本相同的兩個(gè)班先后作為實(shí)驗(yàn)班和對照班共86人，其中男生48人，女生38人。然后按前測成績高低將每組劃分為優(yōu)等生、中等生、學(xué)困生三個(gè)不同層次的學(xué)生（不向?qū)W生公布，供分析時(shí)參考），其中優(yōu)等生25人，中等生40人，學(xué)困生21人。

五、實(shí)驗(yàn)材料

在實(shí)驗(yàn)中，教材采用廣東省電化教育館與西鄉(xiāng)中學(xué)課題組合編、趙小明主編的《超級畫板與發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)》中的幾何部分資料為訓(xùn)練教程，各地歷年來中考題目中幾何題部分。

六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與過程

1.實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2010年10月～2011年1月，實(shí)驗(yàn)為期三個(gè)月。

基本步驟是：①前測：分班前的測驗(yàn)。②訓(xùn)練：實(shí)驗(yàn)組采用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，對照組按常規(guī)教學(xué)。③后測：第一輪實(shí)驗(yàn)結(jié)束，把期末考試成績作為后測。

前測，篩選被試，分組分層。分組后兩組不存在顯著差異（t=0.66p>0.05）。兩組中任選一組作為實(shí)驗(yàn)組，另一組為對照組進(jìn)行訓(xùn)練，為期三個(gè)月。然后兩組均完成后測試題。在后測中，以等值難題考察實(shí)驗(yàn)效果，測驗(yàn)時(shí)間與要求同前測。最后進(jìn)行問卷調(diào)查，了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況。

2.訓(xùn)練模式、內(nèi)容、教法

（1）訓(xùn)練模式：實(shí)驗(yàn)組采用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺上課，學(xué)生每人一臺安裝了“Z+Z智能教育軟件《超級畫板》”的計(jì)算機(jī)。訓(xùn)練內(nèi)容為《超級畫板與發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)》中的幾何部分資料（共三十六課時(shí)），每周上三節(jié)課。實(shí)驗(yàn)持續(xù)12周，共計(jì)36節(jié)課。

具體的教學(xué)方法是：讓學(xué)生直接參與探索學(xué)習(xí)活動(dòng)計(jì)劃，通過獨(dú)立探索，合作交流，在對比聯(lián)想中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律，主動(dòng)學(xué)習(xí)。實(shí)現(xiàn)了建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)環(huán)境，更有效地促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。教師是意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者，而不是知識的傳授者與灌輸者。學(xué)生作為信息加工的主體，是意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而不是外部刺激的被動(dòng)接受者和被灌輸?shù)膶ο蟆?/p>

（2）實(shí)驗(yàn)組具體實(shí)驗(yàn)形式歸類：①用“Z+Z智能教育平臺”進(jìn)行課堂演示。課堂教學(xué)時(shí)，可以將計(jì)算機(jī)與大屏幕投影電視連接起來，也可以將學(xué)生的電腦組成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。利用這種模式進(jìn)行課堂教學(xué)，在較短的時(shí)間內(nèi)，使學(xué)生多種感官并用，提高對信息的吸收率，加深對知識的理解。因而可以做到更高密度的知識傳授，大大提高課堂利用率。②利用“Z+Z智能教育平臺”進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的處理能力為數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)提供了可能，它的動(dòng)態(tài)情境可以為學(xué)生“做”數(shù)學(xué)提供必要的工具與手段，使學(xué)生可以自主地在“問題空間”里進(jìn)行探索，來做“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”。讓學(xué)生利用“Z+Z智能教育平臺”自己在動(dòng)態(tài)變化中觀察靜態(tài)圖形的變化規(guī)律，對圖形進(jìn)行定量的研究，通過交流、討論，最終得到問題的解答。教師可以將更多的探索、分析、思考任務(wù)交給學(xué)生去完成。③利用“Z+Z智能教育平臺”復(fù)習(xí)、作業(yè)?？梢岳谩癦+Z智能教育平臺”來鞏固和熟練某些已經(jīng)學(xué)會(huì)的知識和技能，提高學(xué)生完成任務(wù)的速度和準(zhǔn)確性?！癦+Z智能教育平臺”輔導(dǎo)軟件把計(jì)算機(jī)變成了教師。學(xué)數(shù)學(xué)離不開解題，利用計(jì)算機(jī)信息容量大的特點(diǎn)，在“Z+Z智能教育平臺”的智能題庫里，學(xué)生可以用它做題、復(fù)習(xí)知識。④對學(xué)生進(jìn)行基本方法和思維能力的訓(xùn)練，有計(jì)劃地向?qū)嶒?yàn)班學(xué)生介紹波利亞的解題表。控制組：在同樣時(shí)間里，閱讀同樣的課題，做同樣的練習(xí)，按常規(guī)教學(xué)模式給出答案。在教學(xué)時(shí)間內(nèi)，教師水平一致，對各組無偏向?qū)嶒?yàn)。為防止學(xué)生產(chǎn)生被試效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)中對參加實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)班都不要公布他們是實(shí)驗(yàn)班。

參考文獻(xiàn)：

孫曉天，張丹.新課程理念與初中數(shù)學(xué)課程改革全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）解析.吉林：東北師范大學(xué)出版社，2002：106-145.

（作者單位 廣東省深圳市福田區(qū)上沙中學(xué)）