交互白板融入小學數學課堂的學習效果研究

☆ 楊聰慧 胡衛星 王 冰

（1.遼寧師范大學計算機與信息技術學院，遼寧大連 116081；2.渤海大學教育與體育學院，遼寧錦州 121013；3.冮臺小學，遼寧錦州 121401）

引言

自2004年以來，國內廣大中小學學校開始將交互白板作為一種信息化學習工具引入到課堂教學中，電子白板以傳統黑板無法企及的強大交互功能，為信息技術與學科課程的深度整合提供了技術實現的可能，其強大的功能可以輕松實現傳統黑板所無法達到的教學效果，因而得到了教師和學生的積極肯定和普遍認可[1]。但是，縱觀這些年來的交互白板教學應用實踐可發現，雖然交互白板的興起快速，但對其研究還較多停留在作為一種教學工具的推廣使用階段，研究多集中于交互白板用于中小學課堂教學中的教學案例積累與分析，較少地涉及到教學效果的實驗研究。若以交互白板為課堂教學主要工具是不可避免的教學創新方向，那么，使用交互白板是否可以提升學習成效，以及如何提升學生的學習成效則是更值得進一步深入探究的問題。對于數學學科來說，小學生思維認識水平相對較弱，尤其是對數學中的一些抽象性的問題很難充分理解，傳統的教學方式一般采用語言表達的手段，但往往達不到預期的教學效果，即使有圖片輔助，教師在講授時也有一定的難度，尤其對低年級學生來說，常常出現學習興趣偏低、學習積極性偏低的現象。交互白板打破了這種傳統的教學情景，使抽象性問題變成形象性問題，使學生的學習由被動變主動。因此，進行交互白板融入課堂學習的效果實證研究具有重要的理論研究價值和現實指導意義。[2][3]

一、交互白板融入數學課堂學習的研究現狀

（一）研究內容方面

1.交互白板的數學教學媒體特性研究

交互白板所提供的操作功能，直接影響教學使用的方便性與教師、學生及教材間互動的模式，雖然因交互白板的種類不盡相同，導致提供的功能也存在差異，但是可以發現大部份的白板均具備以下的基本功能[4]：第一，板書功能，利用感應筆或手指可以隨意調整筆的粗細和顏色，并且直接在電子白板上任意地書寫或進行擦拭；第二，互動功能，教師利用交互白板的諸多功能來滿足學生的視覺需求，激發學生的學習興趣，激勵學生上臺操作或回答問題、發表見解等，不僅教師可以操作白板，學生也可以親自到白板前進行操作內容以分享個人觀點，進而能夠有效地促進課堂的互動；第三，可累積素材庫，除了本身應用軟件中提供了大量且涵蓋各領域的教學素材庫外，也可以經由使用者的操作，自行新增或刪除素材庫中內容；第四，即時錄制功能，在白板書寫與注記的內容可以自動錄制儲存，也可以導出成為PowerPoint文檔、PDF文檔、網頁文檔或圖片文檔等格式，便于日后查找教學過程紀錄，其儲存的方式是以電子筆記簿方式呈現，易于翻頁；第五，特殊功能，具備放大／縮小、旋轉、拖移、復制、聚光燈、拉幕等功能，增加教學的變化性并且很好的提升學生的專注力[5]。總之，交互白板作為一種新的教學媒體，其應用在教學時除了具備傳統黑板和多媒體的書寫、展示功能外，更具有整合電子教學資源的功能，讓教學資料的呈現更加豐富和多樣，更為生動和具體，進而能夠使學習者的學習更加有效、高效和有趣。尤為重要的是，交互白板的教學活動交互化設計功能，使白板成為學生與教師教學互動的平臺，使師生之間的關系變得更加親近，師生之間的交流更為容易和密切，教學的過程變得更為有意義[6]。因此，交互白板教學媒體特征的發揮關鍵點是對其交互特性的合理使用，即如何設計課堂教學活動使教師的知識講授或引導與學生的知識應用和有意義的建構進行深層次的內部互動整合。

2.交互白板數學教學活動實踐研究

交互白板憑借其特有的媒體技術性質，使應用了交互白板的教學模式更加靈活、更加具有教學適應性和交互性[7]。綜合目前已有的教學案例及相關文獻資料，分析發現在實際的教學活動實踐過程中，交互白板的課堂教學應用模式由低到高依次可分為四個層次[8]：第一層次，代替傳統黑板的展示或教學呈現功能：將電子白板當成傳統黑板的“升級品”使用，在上面進行板書講解，或將交互白板當成熒幕，透過計算機及投影機將教學素材投影于其上，這種模式多應用于講授式課堂教學活動中；第二層次，以教師為主導媒體操作平臺：教師透過計算機操控交互白板，開啟相關的學習材料或媒體，以配合講解，使用時主要是以教師知識講授為主體，學生仍然處于被動學習者的角色，這種類型的應用多見于操作練習型技能學習知識的講授與學習；第三層次，以教師為中心的展示平臺：教師應用交互白板軟件功能如圖像化、動態化等，或引用交互白板數據庫中的教材、游戲等進行教學，在展示教學內容的同時刺激學生思考，并從思考中構建知識，多應用于探究教學、問題解決、情境模擬和游戲式的課堂教學學習實踐中；第四層次，師生互動學習平臺：教師應用交互白板相關軟件功能（翻轉、放大鏡、超鏈結、投票器、拖移、拉幕等）及其資料庫中的教學素材，并經網際網絡擷取相關的教學資源，設計符合師生互動的教學活動。在此層次中教師借助交互白板的互動性，使學生處于主導的角色，增加了師生或生生間的互動機會，加速學生對學習內容的投入程度，多應用于合作學習、討論與整合式的課堂學習活動實踐形式中[9]。上述四個層次的使用，較多的還是停留在第一和第二層次上，第三第四層次的教學活動實踐不多，究其原因就是對交互白板教學應用理解定位的誤解所致。交互白板融入教學的重點不在于電子白板的是否好用，而是在相應的教學環境或教學平臺上教師們設計教學內容及教學方法改變能力的提升上。簡言之，交互白板教學應用的重點其實不在白板，而在交互。如果只是將交互白板當作一個多功能的黑板來使用，而忽略“互動”的方面，那么與傳統教學并無不同。所以，教師應該了解交互的意義，利用交互白板的多種功能，設計以學生為學習主體的教學內容，讓學生能夠進行真正有意義的學習。

（二）研究方法方面

當前，有關交互白板的研究文獻非常多，但是，從研究方法的角度來分析絕大多數研究仍是以描述性研究為主，多為描述交互白板這種媒體為學科課程與教學法等方面帶來的影響，同時，也有大部分的關于將交互白板作為教學工具或學習工具的教學實踐活動研究[10]。相關的實踐研究多以行動研究、問卷調查和訪談法為主要研究方法：第一，行動研究是針對實際問題尋求解決的一種研究方法，多是一線教師為研究者，自行發展出的一系列行動策略，可促進研究者自身專業發展的歷程，但因沒有一套可以依循的程序與方法，使得行動研究隨環境等諸多因素所轉變，研究結果不適合用于推論解釋其他情境下的問題；第二，訪談法通過研究者與研究對象面對面直接交談的方式實現，具有良好的靈活性與適應性，更有利于個性化、個別化的研究，但是，不同的訪談員的個人特征可能會引起被試對象不同的心理反應，造成訪談結果的偏差；第三，問卷調查法簡便易行，省時省力，所收集的材料也較易整理統計，避免了因研究者的直接介入而使研究對象產生某種情緒或認知障礙，使調查結果更具客觀性和可信度。如何科學規范深入地分析交互白板對學生有意義學習的影響機制研究成為當前交互白板課堂教學應用研究的熱點和關鍵點之一[11]。整體上講，交互白板課堂教學應用的實證研究還僅僅處于起步階段，基于具體學科課程教學實踐活動中，交互白板對學生學習效果的影響，還有待于進行深入而系統的系列實驗研究。

二、交互白板融入小學數學課堂的學習效果實驗研究

（一）實驗過程

1.實驗對象

選定錦州市某小學五年級兩個常態平行班分別為實驗班與控制班。由數學教師發放及回收問卷59份，回收率為100%。

2.實驗內容

本次實驗的主要內容包括：

（1）交互白板融入數學課堂對學生學習成績的影響，主要體現在學生的知識記憶成績和知識遷移成績兩個方面。

（2）學生對交互白板融入數學課堂的態度、情感發展程度，主要體現在學習興趣、學習自信心和學習價值信念三個方面。本測試量表借鑒曾永美（2003）所編制的已具有信度、效度的“學習態度情感測量量表”，[12]采用李克特式五點量表編制。量表內容分成“學習數學領域的信心”（1－7題），“對數學領域的興趣”（8－18題）和“數學領域的價值信念”（19－27題），整體信度為0.867。

3.實驗方法

采用對比實驗來進行研究，實驗處理前一周實施前測，進行小學數學學習原有水平測試和數學課程學習態度、情感測試。教學實驗實施為一周，每天一節課，共計5節課，針對小學五年級數學課程中的某單元進行教學活動的設計，實驗組班級教師采用交互白板平臺進行教學實驗，而控制組則是同一教師使用傳統多媒體教學系統進行教學。實驗處理后立即實施后測，進行小學數學學習成就測試和數學課程學習態度情感測試，以比較小學生數學領域學習成效與態度情感在實驗前后的差異和變化情況。[13]

（二）實驗結果分析

1.交互白板融入數學課堂前學生原有知識水平的分析

一班為控制班共有30人，平均分83.63，標準差9.36；二班為實驗班共有29人，平均分83.33，標準差9.72。對兩班數學成績進行獨立樣本T檢驗，數據顯示：F值為0.070，顯著性概率為 0.847，兩班成績方差不顯著，p＞0.05，即無充分理由說明實驗班與控制班數學成績有顯著差異，可視兩班學生有相同的數學學習能力起點。

2.交互白板融入數學課堂后對學生學習成績的影響分析

經過分組教學實驗處理后，再對兩個班級進行數學測試，控制班成績平均分為 84.30，標準差 8.62；實驗班成績平均分為84.89，標準差9.04。對兩班數學成績進行獨立樣本T檢驗，結果可知，F值為0.015，顯著性概率為0.902，兩班成績方差不顯著，p＞0.05表明使用電子白板和多媒體教學系統進行數學教學活動，控制班與實驗班的學習成績并無顯著差異。

3.交互白板融入數學課堂對學生態度情感的影響分析

（1）數學領域的學習自信心前后測差異

實驗班與控制班在數學學習態度量表分項量“信心”得分的平均數與標準差如下：控制班信心前測得分平均分為 3.13，標準差為 1.19，后測得分平均數為 2.86，標準差為0.89；實驗班信心前測得分平均分為3.17，標準差為 1.10，后測得分平均分為 3.65，標準差為 1.00。經過方差分析可得知，實驗教學處理效果達到顯著差異水平sig＝0.002，p＜0.05，表示實驗班學生在數學領域學習態度量表分項“信心”得分與控制班學生得分有顯著的差異。數據表明，將交互白板應用于小學數學教學中會令實驗班學生的學習信心強于控制班的學生。

（2）數學領域的學習興趣前后測差異

實驗班與控制班在數學學習態度量表分項量“興趣”得分的平均數與標準差如下：控制班興趣前測得分平均分為 2.86，標準差為 1.16，后測得分平均數為 2.46，標準差為0.93；實驗班興趣前測得分平均分為2.51，標準差為 1.21，后測得分平均分為 3.62，標準差為 1.14。經過方差分析得知，實驗教學處理效果達到顯著差異水平sig＝0.000，p＜0.05，表示實驗班學生在數學領域學習態度度量表分項“興趣”得分與控制班學生得分有顯著的差異，由此可推論出使用交互白板于小學數學教學中會令實驗班“興趣”得分優于控制班的學生。

（3）數學領域的學習價值信念前后測差異

實驗班與控制班在數學學習態度量表分項量“價值信念”得分的平均數與標準差如下：控制班興趣前測得分平均分為3.00，標準差為1.23，后測得分平均分為2.73，標準差為1.08；實驗班價值信念前測得分平均分為2.58，標準差為 1.18，后測得分平均分為 3.48，標準差為1.21。經過方差分析得知，實驗教學處理效果達到顯著差異水平 sig＝0.016，p＜0.05，表示實驗班學生在數學領域學習態度度量表分項“價值信念”得分與控制班學生得分有顯著的差異，由此可推論出使用交互白板于小學數學教學中會令實驗班“價值信念”得分優于控制班的學生。

三、實驗結論

（1）使用交互白板和多媒體教學系統于小學數學教學中，其對小學生的數學學習成績的提升并不明顯。

（2）運用電子白板進行數學課堂教學有助于提升學生數學學習態度與情感。

（3）用電子白板進行數學課堂學習能使學生在學習自信心和學習興趣及學習價值信念三方面均得到顯著提升。

[1]胡衛星,王洪娟.交互白板課堂教學應用研究的現狀分析[J].中國電化教育，2012,(5):104－108.

[2]蔣培華.交互白板與數學課程整合教學[J].考試周刊,2011,(18):103－107.

[3]李舜隆.電子白板為媒介的小學數學建構教學模式的實驗研究——三年級兒童數概念教學為例[D].臺灣:高雄師范大學,2012.

[4]林紅霞,趙霞.應用互動電子白板的數學教學案例設計與分析[J].信息技術教育,2006,(10):41－44.

[5]孫倩.基于交互白板的教學課例研究[D].湖北:華中師范大學,2011.

[6]Glover ＆ Miller,Averis＆ Door.The interactive whiteboard:aliterature survey[J]．Technology，Pedagogy and Education,2005,14(2)．

[7]胡衛星,王健.信息技術融入研究生科研學習的因素結構模型及成效研究[J].現代遠程教育研究,2011,(6):61－66.

[8]陳彥君.交互白板融入數學領域對小學高年級學生學習動機與成效之研究[D].臺灣:臺南大學,2010.

[9]Cathy，Bridget ＆ Stephen．Embedding interactive whiteboards inteaching and learning:The process of change in pedagogicpractice．[J]．Education and Information Technologies,2008,13(4)．

[10]李曉萍.互動電子白板運用于三級數學教學的行動研究——以“數與量”概念及“幾何”概念為例[D].臺灣:臺北市立教育大學,2010.

[11]Torff ＆ Tirotta． Interactive whiteboards produce small gains inelementary students’self－reported motivation in mathematics．[J]Computers ＆ Education,2010,54．

[12]董松橋.運用互動式電子白板進行社會領域問題導向之研究[D].臺灣:臺北教育大學,2011.

[13]李新宇,雷靜.遠程學習中教師對學生情感支持的構成——理論和實證研究[J].電化教育研究,2012,(5):57－62.