2019版高中數學新教材中信息技術運用的比較研究

夏維涵 楊新榮

1 問題提出

近年來，信息技術不斷進步革新，信息技術作為一種強有力的認知工具，對當前中小學數學教育產生了革命性的影響[1].世界眾多國家己將學生信息技術的使用能力視為“基本能力”之一[2].相應地，早在我國2003年版普通高中數學課程標準中，就明確提到：“注重信息技術與數學課程的整合”[3]，把現代信息技術作為學生學習數學和解決問題的工具，在2017年版新課標更是提出“注重信息技術與數學課程的深度融合”[4]，把“整合”升級為“深度融合”，足見高中新數學課程對信息技術應用的重視，

然而在教學實踐中，長期以來信息技術的應用一直不顯成效，信息技術甚至被用來快速展示數學概念或解題步驟，從而導致新的“滿堂灌”的情形出現[5].雖然個中影響因素眾多，但教科書信息技術的反映程度，特別是信息技術的體現形式，將影響甚至制約信息技術的使用效果，基于此，本研究系統比較2019版新修訂的人教A、B版、湘教版、北師大版和蘇教版高中數學新教材中信息技術的整合情況，以期為后繼教材建設和教學提供些許借鑒.

2 研究設計

2.1 研究方法

本研究旨在比較各版本教材的特點，分析異同，故本研究運用比較研究法，對五個版本的數學教材進行橫向比較，比較對象僅限必修部分，比較方法為文本分析和定量分析相結合.

2.2 比較框架

結合當前高中數學教科書的特點，以及綜合先前相關研究[6，7]中的比較框架，本研究確定了使用頻率、知識領域、呈現方式、應用工具、軟件類型和應用形式等六個維度（如表1所示）.其中使用頻率運用公式F=M/N，其中M表示教材中提及信息技術的頁數，Ⅳ表示必修部分教材的總頁數，教材中提及了信息技術的知識領域被劃分為數與代數、圖形與幾何以及統計與概率三個方面，呈現方式中融入指包含在正文中，用信息技術推進教學進程的部分;專題指相對獨立完整地介紹或使用信息技術的部分;旁注指不影響教學進程的、對正文做補充的，包含信息技術的部分;習題指教材與信息技術相關的習題，應用工具中硬件是指應用信息技術的計算功能;軟件是指應用了數據提取、圖象制作、程序演示等功能的軟件;網絡是指利用互聯網獲取教學信息，軟件類型中的“其他”包含MATLAB、Mathematica.R軟件等出現篇幅極短的軟件，應用形式中工具指的是直接運用信息技術進行簡單計算或作圖，無需數學思維活動;問題解決是運用信息技術解決問題，需要有一定的數學思維活動;編程就是運用程序語言編寫程序解決問題.

2.3 編碼及數據說明

進行數據統計時，在Excel工作表中按照表1所示框架，符合相應要求就標1，否則置空，對于信息技術的使用頻率，若教科書中標注計算機、計算器、互聯網或出現ICT標志，則計1，在軟件類型、應用工具和應用形式部分若符合兩項及兩項以上時分別計數，若一道例（習）題中有若干小題，數量計1.

3 研究結果

3.1 信息技術在教材中的使用頻率

如圖1所示，這五個版本教科書中信息技術的使用頻率大多低于10%，整體使用頻率較低，相比而言，人教版A版和蘇教版教材對信息技術的使用頻率稍微高點，達到了7%以上，而人教B版、湘教版和北師大版教材使用信息技術的頻率都僅在3.5%左右，占有篇幅較少.

3.2信息技術使用在不同知識領域的占比 信息技術使用在不同知識領域的分布如表2所示，如表2所示，當前我國高中教材對于信息技術的應用主要集中在數與代數這一部分，圖形與幾何最少，人教A版、北師大版和蘇教版教材尤為突出，人教B版、湘教版教材三個知識領域對信息技術的使用相對比較均衡.

3.3 信息技術在教材中的呈現方式

信息技術在教材中的呈現方式如表3所示，根據表3，整體而言，融入和專題是使用最多的呈現方式，相對而言以旁注和習題的形式呈現的部分較少，僅有13處和28處，其中人教A版、蘇教版教材在呈現方式的選取上更為多樣，人教B版、湘教版、北師大版教材的選取相對單一，

人教A版教材更多地選擇了融入和專題這兩種呈現形式，蘇教版教材是這五個版本教材中用到融入和習題形式最多的且題型多變，人教B版、湘教版、北師大版教材分別以融入、專題、專題的呈現方式為主.

3.4 信息技術在教材中應用的工具

當前我國高中數學教材中信息技術類型使用分布如圖2所示，根據圖2，信息技術在這五個版本教材中的使用多以軟件為主，共出現了92次，硬件總體使用稍少，而網絡工具的應用極少，有教材只做簡單提及（如人教版），不作應用，具體而言，人教A版和蘇教版教材在軟硬件的選擇上比較相當，人教B版、湘教版、北師大版教材有明顯的偏向性，軟件的應用占比遠大于硬件和網絡工具.

3.5信息技術在教材中使用的類型

對于當前高中教材中使用的軟件做了進一步的分析，具體而言，教材中使用的軟件主要包括Excel、超級畫板和GeoGebra等（具體分布如表4所示）.如表4所示，Excel和GeoGebra的使用最多，此外，不同版本教材傾向于使用某一個特定軟件，當前高中數學教材使用的軟件種類相較于上一個版本而言并沒有較大更新和替換，此外，人教A版、湘教版、蘇教版教材有多處未提及具體軟件而僅作為工具直接使用，

3.6信息技術在教材中的應用形式

如前所述，信息技術在教材中的應用形式包括工具、問題解決和編碼，根據圖3，信息技術的應用形式在五本教材中都是以工具為主，解決問題為輔，編程功能體現則很少，蘇教版和人教A版80%對于信息技術的使用都是工具性應用，而北師大版教材中信息技術的使用對于這三種應用形式的選取比較均衡，數據上體現的差異不大.

4 結論與建議

4.1結論

通過對以上數據分析，總的來說，當前我國高中數學教材在信息技術整合有一定的共性，主要表現在：信息技術使用率較低;知識領域分配不均、主要集中在“數與代數”領域;“融入”是使用率最高的呈現方式;網絡應用形式較少;信息技術基本作為工具應用，除了這些共性外，不同版本教材也表現出了各自的一些特色，如在軟件的選擇上，除人教A版教材外，每個版本的教材都有不同的偏好.

4.2 建議

此前，有研究發現信息技術在高中舊教材中應用缺少深度融合，與教材內容呈現出割裂、硬件應用占大多數、運用場景略顯單一[7，8].相比舊教材而言，信息技術在新教材中大量地采用融入的呈現方式，便于信息技術與教材的深度融合，軟件應用占比也有所提升，信息技術在如數學建模板塊和數學實驗板塊也得到了體現.不過，如前所述，新教材還是存在著一些不足，由此，對于后繼教材建設而言，還可以考慮做如下幾個方面的改進：

（1）均衡信息技術在教材中不同知識領域的應用

目前教材在“數與代數”這部分知識上有較多的應用，后繼教材修訂時可以考慮在“統計與概率”和“圖形與幾何”等領域也廣泛使用信息技術，平衡不同知識領域的使用情況，擴大教材中信息技術的適用范圍，有助于形成更完整的“數學知識.信息技術應用”結構，解決信息技術應用頻率不足、在不同知識領域應用不均衡的現象.

（2）豐富信息技術在教材中的應用形式

目前五版高中教材中信息技術的應用形式比較單一，大多作為工具存在，在廣度和深度上也沒有深入挖掘，“問題解決”的應用方式更靈活，學生可以主動尋找數學問題與信息技術之間的聯系，利于學生進行數學思維活動，后繼教材修訂可以更多的考慮使用“問題解決”的應用形式.

（3）增加教材中信息技術相關習題

在當前五套高中數學教材中，信息技術在習題部分出現頻率較低，然而信息技術與數學課程的整合，不僅在于幫助教師教學，更在于信息技術的使用幫助學生變革數學學習方式，使學生在課堂和課后都有機會使用不同類型的信息技術豐富數學學習的形式和方式，這樣，就需要教材在習題部分多提供機會，讓學生真正地使用信息技術解決數學問題、生活問題.

（4）深化網絡在教材中的應用

教材中對于網絡的定位還局限于查找資料、下載配套課件，使用率很低，而網絡并不僅僅是搜索引擎，目前移動端的功能越來越強大，各種學習軟件層出不窮，對于網絡的應用便不能止于收集信息，教材中的重難點，旁注中擴展的開放性問題等可以配備相應的講解視頻，標注相應網址，方便學生進行自學，

參考文獻

[1]中小學數學課程核心內容及其教學的研究”課題組，章建躍.數學·信息技術·數學教學[J].課程·教材·教法，2012， 32 （12）：62-66， 94

[2]郭衍，曹一鳴.高中數學課程中信息技術使用的國際比較——基于中國等十四國高中數學課程標準的研究[J].中國電化教育，2016 （05）：119-125

[3]教育部.普通高中數學課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003

[4]教育部.普通高中數學課程標準[M].北京：人民教育出版社，2017

[5]于鴻麗.數學教師信息技術應用存在問題分析[J].數學通報，2014，53 （4）：5-8

[6]徐稼紅.中日高中數學教科書中技術運用的比較研究[J].中學數學月刊.2012 （07）：38-40

[7]袁智強.信息技術與高中數學新課標教材整合的比較研究——以數學1為例[J].數學教育學報，2008 （03）：88-90

[8]徐稼紅.主要國家高中數學教材中的技術運用的比較研究[J].中學數學月刊，2011 （05）：27（本文系重慶市高等教育教學改革項目（項目編號：133133）的研究成果）