運用“Z+Z智能教育平臺”培養(yǎng)初中生幾何解題能力的實驗研究

羅英華

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

關(guān)鍵詞：實驗；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)學實驗教學模式可以消除或減弱這類學生在學習中的劣勢，激發(fā)他們的學習興趣，提高他們的數(shù)學幾何解題能力。所以，在面對“抽象枯燥”的幾何時，在教學中運用“Z+Z智能教育平臺”輔助幾何教學，實現(xiàn)數(shù)形結(jié)合、增加直觀，讓幾何圖形生動起來、親切起來、“動”起來。而基于“Z+Z智能教育平臺”構(gòu)建數(shù)學實驗教學模式對初中生幾何解題能力究竟有何影響呢？為了探究這個問題，我做了“運用“Z+Z智能教育平臺”培養(yǎng)初中生幾何解題能力的實驗研究”。

一、實驗的目的

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

二、實驗假設(shè)

1.將中學數(shù)學的某些幾何教學內(nèi)容設(shè)計成數(shù)學實驗，以“Z+Z智能教育平臺”作為主要的認知工具進行實驗探究，就一定能激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的學習成績。

2.在幾何教學中引入“Z+Z智能教育平臺”構(gòu)建數(shù)學實驗教學模式，有助于改善師生互動的頻率與方式。

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

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

三、本實驗研究遵循的原則

1.主體性原則

在研究過程強調(diào)學生的主體性，充分發(fā)揮學生在學習過程中的主動性、積極性和創(chuàng)造性。學生被看做知識建構(gòu)過程的積極參與者。

2.工具性原則

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

3.能力培養(yǎng)和知識學習相結(jié)合的原則

學生學習的重心不再僅僅放在學會知識上，而是轉(zhuǎn)到學會學習、掌握方法和培養(yǎng)能力上，包括培養(yǎng)學生的“信息素質(zhì)”。學生利用“Z+Z智能教育平臺”解決問題的過程，是一個充滿想象、不斷創(chuàng)新的過程，同時又是一個科學嚴謹、有計劃的動手實踐過程，會有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

4.個別化學習與協(xié)作學習的和諧統(tǒng)一原則

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

四、實驗方法與程序

1.變量分析

（1）自變量：指在計算機數(shù)學實驗室內(nèi)，學生針對明確的目標，以“Z+Z智能教育平臺”作為認知工具，進行實驗探索。通過自主學習、自我探究發(fā)現(xiàn)及生生、師生間的合作交流，掌握知識，實現(xiàn)意義建構(gòu)。

（2）因變量：學生的數(shù)學成績、學生的幾何解題能力。另外，當實驗結(jié)束時，對部分學生進行訪談，對所有實驗學生問卷，了解其認知結(jié)構(gòu)的組織變化情況及數(shù)學信心，數(shù)學思維的變化情況等方面作為因變量的輔助指標。

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

2.實驗對象

本校初三年級八個班的學生先進行解幾何題的前測，然后根據(jù)測驗成績和有關(guān)情況選出條件相近、成績基本相同的兩個班先后作為實驗班和對照班共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、學困生三個不同層次的學生（不向?qū)W生公布，供分析時參考），其中優(yōu)等生25人，中等生40人，學困生21人。

五、實驗材料

在實驗中，教材采用廣東省電化教育館與西鄉(xiāng)中學課題組合編、趙小明主編的《超級畫板與發(fā)現(xiàn)數(shù)學》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、實驗內(nèi)容與過程

1.實驗步驟

實驗時間：2010年10月～2011年1月，實驗為期三個月。

基本步驟是：①前測：分班前的測驗。②訓(xùn)練：實驗組采用數(shù)學實驗的教學模式，對照組按常規(guī)教學。③后測：第一輪實驗結(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驗組，另一組為對照組進行訓(xùn)練，為期三個月。然后兩組均完成后測試題。在后測中，以等值難題考察實驗效果，測驗時間與要求同前測。最后進行問卷調(diào)查，了解學生的實驗情況。

2.訓(xùn)練模式、內(nèi)容、教法

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

具體的教學方法是：讓學生直接參與探索學習活動計劃，通過獨立探索，合作交流，在對比聯(lián)想中發(fā)現(xiàn)數(shù)學規(guī)律，主動學習。實現(xiàn)了建構(gòu)主義的學習環(huán)境，更有效地促進學生的認知發(fā)展。教師是意義建構(gòu)的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者。學生作為信息加工的主體，是意義的主動建構(gòu)者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸?shù)膶ο蟆?/p>

（2）實驗組具體實驗形式歸類：①用“Z+Z智能教育平臺”進行課堂演示。課堂教學時，可以將計算機與大屏幕投影電視連接起來，也可以將學生的電腦組成網(wǎng)絡(luò)進行。利用這種模式進行課堂教學，在較短的時間內(nèi)，使學生多種感官并用，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”進行小組合作學習。計算機強大的處理能力為數(shù)學的發(fā)現(xiàn)學習提供了可能，它的動態(tài)情境可以為學生“做”數(shù)學提供必要的工具與手段，使學生可以自主地在“問題空間”里進行探索，來做“數(shù)學實驗”。讓學生利用“Z+Z智能教育平臺”自己在動態(tài)變化中觀察靜態(tài)圖形的變化規(guī)律，對圖形進行定量的研究，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)交給學生去完成。③利用“Z+Z智能教育平臺”復(fù)習、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)學會的知識和技能，提高學生完成任務(wù)的速度和準確性?！癦+Z智能教育平臺”輔導(dǎo)軟件把計算機變成了教師。學數(shù)學離不開解題，利用計算機信息容量大的特點，在“Z+Z智能教育平臺”的智能題庫里，學生可以用它做題、復(fù)習知識。④對學生進行基本方法和思維能力的訓(xùn)練，有計劃地向?qū)嶒灠鄬W生介紹波利亞的解題表?？刂平M：在同樣時間里，閱讀同樣的課題，做同樣的練習，按常規(guī)教學模式給出答案。在教學時間內(nèi)，教師水平一致，對各組無偏向?qū)嶒?。為防止學生產(chǎn)生被試效應(yīng)，實驗中對參加實驗的兩個班都不要公布他們是實驗班。

參考文獻：

孫曉天，張丹.新課程理念與初中數(shù)學課程改革全日制義務(wù)教育數(shù)學課程標準（實驗稿）解析.吉林：東北師范大學出版社，2002：106-145.

（作者單位 廣東省深圳市福田區(qū)上沙中學）