智慧學校環境下習題課教學與初中生數學成績關聯性實驗研究*

衛德彬 阮 征 陳方勇 韓芬芬

（1.肥西縣上派初級中學，安徽 肥西 231200；2.合肥師范學院 數學與統計學院，安徽 合肥 230601；3.衛德彬初中數學名師工作室，安徽 合肥 231200）

一、問題的提出

隨著網絡強國戰略思想的提出，新一代信息技術在各領域均得到了廣泛而又深入的應用，目前我國已積極推進信息技術與學校教育教學的全面融合。2018年4月18日安徽省教育廳發布《安徽省普通中小學智慧學校建設指導意見》，該意見要求各地積極推進智慧學校建設工作,由此掀起了智慧學校建設的浪潮。可以說，智慧學校是數字校園發展的升級階段，是從“三通兩平臺”建設為標志的教育信息化1.0提升到2.0的重要舉措。將其應用于初中數學習題課教學則有著深遠的意義。它不僅能夠以將信息技術與習題深度融合來激發學生的探究欲望，也能借助變式教學來使數學知識點得到拓展延伸，更能做到滲透數學史知識來為教材的知識點作補充，對于教師的發展和學生的數學學習均帶來了無可比擬的優勢[1]。為了驗證初中數學習題課中應用智慧學校平臺環境對學生的數學成績能夠有效性提升的設想，本文在對相關文獻進行評述后，以肥西縣上派初級中學的兩個班為例設計并進行了實驗，探索智慧學校環境下的習題教學與初中生數學成績的關聯性。

二、文獻評述

1.關鍵詞檢索結果分析

任何實證研究都講究有理有據：既需要理論支撐，又需要實踐依據，本次研究也不例外，所以在進行實驗前，分別在中國知網中對“智慧學校”、“初中數學習題課”、“智慧學校、數學”、“智慧學校、習題”、“智慧學校、初中數學習題課”、“智慧學校、初中數學習題課、初中生數學成績”等關鍵詞進行檢索，檢索結果如表1所示。

表1 關鍵詞檢索統計表

觀察表1不難發現，對于“智慧學校”的研究相對較多，高達520篇，關于“初中數學習題課”的研究以總數265篇次之，而諸如像“智慧學校、數學”、“智慧學校、習題”、“智慧學校、初中數學習題課”、“初中生數學成績”等將兩者關聯起來的關鍵詞搜索結果則不到5篇，有的甚至為0，由此可見智慧學校環境與初中數學習題課的結合缺乏系統、深入的研究，所以本次基于智慧學校環境下的初中數學習題教學與初中生數學成績關聯性的實驗具有廣闊的研究前景。

2.相關文獻綜述

縱觀相關文獻，學者們對于智慧學校與初中數學習題課的研究各抒已見。

張奕華在《智慧教育與智慧學校理念》一文中指出智慧學校是指以學生為主體，通過智慧教育使學生的學習能夠有更進一步的提升，并同時強調教師與學生彼此間的配合與高科技軟件裝備的活用[2]。

何曉東在《普通中學涌動的智慧“云”——關于普通中學智慧校園建設的研究及思考》一文中指出所謂智慧學校，就是在數字校園的基礎上，建構一個智慧的校園學習、工作和生活一體化環境，這個一體化環境以各種應用服務為載體，將教學科研、學校管理和校園生活進行充分的融合[3]。

孫凡哲等人在《智慧型學校：創建、經營與發展》一書的第二章里闡述了“智慧學校”意指以“智慧的教育”作為辦學理念并得以物化、理念實踐化的學校。并提出智慧學校是催生智慧教育的特殊場地，更是啟迪學生終生受用且智慧的優良環境和文化氛圍[4]。

單巨東在《智慧教育下的初中數學微課教學資源開發應用研究》一文指出基于初中數學課程標準要求，如何使信息技術與教學深度融合、如何能夠推動智慧教育的有效實施，將是我國教育值得深思和關注的問題[5]。

“智慧教育進入普通校園將成為必然，它基于互聯網智能感知數據挖掘技術、資源控制技術等深入融為一體化，使人們能便捷地獲得知識、高效交流、共享資源服務、直觀分析評判、科學處理決策”是鐘曉流在《從九方面解析智慧教育體系架構》一文提及的觀點[6]。

鹿星南與和學新縱觀了國外有關智慧學校建設的研究與實踐，得出如下結論：智慧學校作為研究學校的一種新視角，引領了信息時代學校發展與變革的國際潮流與趨勢，是未來學校變革的重要走向。另外，智慧學習環境、數字教材、課程體系以及學校基本支持服務體系都將是影響智慧學校建設最直接、最重要的實施條件[7]。

鹿星南在他的另一篇文章中指出考慮到智慧學校建設是一項復雜、龐大的系統工程，理論研究和實踐活動也才剛剛起步，在建設過程中勢必會遇到眾多問題，這在某種程度上加劇智慧學校的發展困境[8]。

許春林在他的論文《初中數學習題課教學策略探究》中提到數學習題課可以幫助初中生形成相應的知識體系、加深他們對于類似題型解題方法的理解，如何進行初中數學習題教學，促進學生數學思維的發展，是數學教師們值得深思的問題[9]。

程燕英在《巧用“問題連續體”活化初中數學“習題課”教學》一文中認為在初中數學習題課教學中，習題的選取至關重要，在有限的課堂時間內進行習題教學，習題的選擇通常是少而精[10]。

嚴肇宏認為全面發揮學生主體地位、確保習題多樣化、注意分析習題的流程、小組合作是提高初中數學習題課有效性的重要途徑[11]。

劉艷杰認為教師要利用數學知識體系的豐富內涵，樹立綜合統籌的教學理念，并運用發展的思維，投入包含眾多知識點、解法以及要求的數學綜合習題，通過組織習題的講解與探索活動，升華初中數學習題課的教學效果[12]。

高杏和綦聰認為以智慧教育為核心理念，將現實生活與數學課堂的巧妙結合、將信息技術數學課堂的深度融合是構建具有農村特色的智慧課堂的關鍵點，需要數學教師們不斷的經驗積累[13]。

縱觀檢索的各類文獻，不難發現學者們對于“智慧學校”概念的界定也各不相同，本文將所謂智慧學校定義為在課堂上，學生和教師每人手中一個平板，教師利用智慧校園平臺（系統）資源，有目的的向學生端推送素材（學習資料或習題等），師生通過系統對話（閱讀或批改或修正）完成學習內容。另外，對于“智慧學校”和“初中數學習題課”這兩者的研究基本都是分開的，將二者結合起來的論文僅有1篇，所以研究智慧學校環境下的初中數學習題教學與初中生數學成績的關聯性具有一定的理論和實踐意義。

三、研究設計

1.研究方法

本文主要采用文獻研究法和實驗研究法，在對相關文獻進行梳理整合之后提出“智慧學校”的概念，并通過選取肥西縣上派初級中學的兩個平行班級進行實驗，以此獲得真實數據來探索智慧學校環境下的習題課教學對初中生數學成績的影響。

2.樣本選取

本次的實驗對象是初中生，而通過調查發現相比數學代數習題課而言，安裝智慧學校平臺的教學環境更適用于數學幾何習題課，而滬科版八年級和九年級上冊的數學教材內容以幾何為主，七年級上冊教材則以代數內容為主，考慮到九年級面臨中考壓力的因素，本次實驗選取本人的工作單位——肥西縣上派初級中學八年級的兩個平行班級：八（8）班和八（16）班作為樣本進行實驗，其中八（8）班是實驗班，八（16）班是對照班，兩班均有46名學生，共計92人。

3.研究過程設計

本次實驗時間段為2018年10月-2019年1月，實驗過程分為“前測——實驗——后測”三步，其中實驗班八（8）班將近四個月時間使用智慧學校平臺環境輔助習題課教學，而對照班八（16）班則采用傳統的數學習題教學，并且在對實驗班進行實驗教學之前，對整個八年級進行了第一次月考。這兩個被測班級的月考成績則作為本次實驗的前測數據，實驗班在智慧學校環境下實施輔助習題課后，進行學期期末測試，選取兩個被測班級的期末考試成績作為本次實驗的后測數據進行分析。

四、實驗試卷質量檢驗

實驗試卷的質量也是決定實驗成功與否的重要因素，本次實驗的測量工具選用SPSS19.0軟件，要想檢驗一份試卷是否可行可靠，就要進行相應的信度和效度分析。其中，信度分析也叫可靠性分析，是對檢測工具所測得結果的穩定性與一致性進行的檢驗，在SPSS19.0軟件中通過操作“分析”→“度量”→“可靠性分析”即可獲得試卷的可靠性統計表；另外，效度分析則是指對檢測所得結果的正確性程度進行的檢驗，在SPSS19.0軟件中通過操作“分析”→“降維”→“因子分析”即可獲得試卷的效度分析表，又叫KMO和Bartlett檢驗表。

1.前測試卷質量檢驗結果

將實驗班和對照班各46名學生的前測成績，即第一次月考分數依次錄入SPSS19.0軟件的數據視圖中，進行前測試卷的信度效度檢驗，前測試卷信度分析結果如表2所示，選擇α檢驗得到克隆巴赫系數為0.789，則表示信度良好，效度分析結果如表3所示，顯示KMO值為0.726，表示前測試卷結構效度良好，說明本次實驗的前測試卷是可信可靠的。

表2 前測試卷可靠性統計量

表3 前測試卷KMO和Bartlett的檢驗

2.后測試卷質量檢驗結果

再將實驗班和對照班共92名學生的后測成績，即本學期期末考試分數依次錄入SPSS19.0軟件的數據視圖中，進行后測試卷的信度效度檢驗，導出的后測試卷信度分析結果如表4所示，可以看到后測試卷的Alpha系數為0.788，信度可靠，后測試卷的效度分析結果如表5所示，表中位于第一行位置的KMO值為0.612，表明效度是可以接受的，說明本次實驗的后測試卷也是可信可靠的。

表4 后測試卷可靠性統計量

表5 后測試卷KMO和Bartlett的檢驗

五、實驗結果分析

前文提到本次實驗的對象選取了肥西縣上派初級中學八（8）班和八（16）班兩個班級的學生，以實驗前兩個被測班級的第一次月考成績為前測成績數據，本人作為數學教師在實驗班八（8）班進行了為期四個月的智慧學校平臺環境輔助數學習題課的“特殊”教學方式，而作為對照班的八（16）班則一直沿用一般的數學教學方式，終于在本學期的期末考試中獲得了兩個被測班級的實驗成績即后測成績。下面對具體的實驗數據進行分析：

1.實驗班實驗結果分析

將實驗班的前測與后測成績錄入SPSS19.0軟件的數據視圖中，進行描述性統計分析和描述性頻率分析，得到了如表6所示的實驗班前測、后測成績描述性分析統計表和如圖1和圖2所示的實驗班前測、后測成績頻數分布直方圖：

表6 實驗班前測、后測成績描述性統計量

圖1 實驗班前測成績頻數分布直方圖

圖2 實驗班后測成績頻數分布直方圖

觀察表6，不難發現實驗班在實驗后的考試成績平均分相比實驗前來說有明顯的提高。另外，從圖1和圖2中可以看出實驗班后測成績較前測成績的頻數分布值方圖上的正態分布曲線對稱軸由80分左側的位置移動到了80分的右側，即后測均值μ=81.8＞77，并且不及格率也有所降低，高分段人數明顯增多。由此可見使用智慧學校平臺輔助數學習題課教學對初中生的數學成績的提高是有幫助的。

為了檢驗實驗前后學生的成績是否存在顯著性差異，現對實驗班學生的前測成績和后測成績進行配對樣本T檢驗，得到如表7所示的實驗班學生前測、后測成績配對樣本T檢驗分析表。

表7 實驗班學生前測、后測成績配對樣本T檢驗分析表

首先假設H0∶μ1=μ2，那么表7中的顯著性水平值為0.007＜0.05，也就是μ1≠μ2，即假設發生的概率只有0.7%，在0.05的顯著性水平上拒絕原假設H0，表明實驗班的前測、后測成績存在顯著性差異，智慧學校平臺環境輔助初中數學習題課教學與初中生數學成績存在關聯性，它有助于學生數學成績的提高。

2.對照班實驗結果分析

同樣，將進行傳統數學習題教學的八（16）班的46名學生的前測與后測成績錄入SPSS19.0軟件的數據視圖中，也進行和實驗班前測、后測成績數據相同的操作，得到了如表8所示的對照班前測、后測成績描述性分析統計表；進行描述性頻率分析，導出了如圖3和圖4所示的對照班前測、后測成績頻數分布直方圖：

表8 對照班前測、后測成績描述性統計量

圖3 對照班前測成績頻數分布直方圖

圖4 對照班后測成績頻數分布直方圖

觀察表8，不難發現傳統數學習題課教學下的對照班兩次測試成績平均分雖然也有所提高，但前后差距并不明顯，對照班后測成績的頻數分布直方圖上的正態分布曲線位置和前測成績相比幾乎沒有變動，并且對照班的后測成績的極小值較前測成績而言也有所下降。可見采用傳統教學的八（16）班學生的數學成績的并沒有得到明顯提高。

現將對照班46名學生的前測成績和后測成績在SPSS19.0中進行“比較均值”→“配對樣本T檢驗”的操作，導出得到了如表9所示的對照班學生前測、后測成績配對樣本T檢驗分析表。

表9 對照班學生前測、后測成績配對樣本T檢驗分析表

觀察表9不難看出對照班后測成績相比前測成績平均分只提高了1.783分，沒有實驗班明顯，并且顯著性水平值為0.241＞0.05，即假設發生的概率將近24.1%，在0.05顯著性水平上接受原假設H0，也就是對照班前測、后測成績之間沒有顯著性差異，施用傳統數學習題教學模式的對照班學生的數學成績并沒有得到顯著的提高。

六、研究討論

由一個實驗班和一個對照班的前測與后測成績的描述性統計和配對樣本T檢驗結果分析可以發現八（8）班在歷經將近四個月的實驗教學后，期末成績較第一次月考成績有明顯提升，而未進行實驗教學的八（16）班后測成績雖然也有提高，但差距甚微、極其不顯著，由此可見智慧學校環境下的習題課教學與初中生的數學成績是存在關聯性的，將智慧學校平臺環境應用于初中數學習題課是能夠提高學生數學成績的。另外本次實驗也告訴我們對智慧學校平臺的實踐研究還存在很多的困難，建設和發展智慧學校環境依然是一項長期的任務，需要廣大教師的共同努力。

七、結論總結

綜上所述，結合先前的文獻評述，并通過本次研究智慧學校環境下的習題教學與初中生數學成績關聯性的實驗設計與實踐以及實驗數據的結果分析可知，二者是存在關聯性的，前者對后者起到了高效的“推動”作用，使學生的數學成績得到大幅度提升。另外，隨著網絡強國口號的提出，智慧學校作為一種新型的校園生態，已進入各類學校，并有機融入到了初中數學習題課教學中，對初中生的數學成績的提高產生了明顯的效果，除了前文提到的優勢外，在智慧學校環境的輔助下還可以有效地發展學生的深度學習以及超前學習，并且可以發展數學多元表征，對于數學教師的專業成長也起到了潛移默化的作用，這些都是原本的數學習題教學很難做到的。智慧學校平臺的出現也像”創口貼“一樣將傳統教學存在的漏洞有效“貼合”，發展了新課改的理念，當然智慧學校的發展依然需要相當長的時間，相信在廣大教師的共同努力下智慧學校平臺日后必能在數學教學領域里得到更大的開發。