ICT對數(shù)學(xué)表現(xiàn)的影響之國際比較

一、問題提出

隨著信息社會的高速發(fā)展，信息通訊技術(shù)（Information & Communication Technology，簡稱ICT）已經(jīng)滲透到社會各個(gè)領(lǐng)域，教育領(lǐng)域也不例外，且已成為教育發(fā)展的重要因素。ICT包括信息技術(shù)和通訊技術(shù)，具體指信息硬件、軟件技術(shù)和利用這些技術(shù)收集、加工、保存、傳遞信息的方法[1]。當(dāng)今，如何利用ICT促進(jìn)學(xué)科教學(xué)和素養(yǎng)培養(yǎng)是教育的熱點(diǎn)話題之一，也是一個(gè)技術(shù)性難題。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中是否要借用ICT，ICT的使用方法和頻率如何，以及ICT是否可以真正提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)等一系列問題都非常值得深入研究。縱然我們對這些關(guān)系有一些直觀的感覺和模糊的認(rèn)識，但仍缺乏科學(xué)的根據(jù)和行之有效的策略。本文將依據(jù)PISA測評數(shù)據(jù)庫，試圖找出ICT與學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)表現(xiàn)水平（簡稱為數(shù)學(xué)表現(xiàn)）之間穩(wěn)定的內(nèi)在聯(lián)系，從而提出有效利用ICT，促進(jìn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的策略與途徑。

二、PISA與ICT背景問卷

1.PISA簡介

PISA （Programme for International Student Assessment）是經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）主持的一項(xiàng)國際性學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量測評項(xiàng)目，旨在評價(jià)15歲的學(xué)生是否具備了適應(yīng)未來社會發(fā)展所必須的基本素養(yǎng)，以及是否掌握并靈活運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識和基本技能。PISA從2000年開始，每3年測評一次，分別對學(xué)生的閱讀素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行評價(jià)，2012年將重點(diǎn)測評數(shù)學(xué)素養(yǎng)。PISA試題由各參與國專家共同制定，盡量減少不同文化背景和社會因素產(chǎn)生的誤差。試題批改采用雙位編碼制[2]，可以洞悉相同分?jǐn)?shù)背后不同解法的合理性。PISA還進(jìn)行學(xué)生、家長、學(xué)校的背景問卷調(diào)查，使得素養(yǎng)水平表現(xiàn)的數(shù)據(jù)分析更具可靠性、關(guān)聯(lián)性和現(xiàn)實(shí)性，為國家教育政策、法規(guī)的制定和實(shí)施以及教育資源的配置和管理提供科學(xué)依據(jù)。

2.ICT問卷

ICT問卷是PISA的背景問卷之一，要求學(xué)生回答獲得和使用 ICT的情況及使用時(shí)的信心、態(tài)度等。PISA測試問卷還設(shè)計(jì)了四項(xiàng)ICT任務(wù)來評估被測的實(shí)際操作能力，包括基礎(chǔ)性技術(shù)任務(wù)、短任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)搜索任務(wù)和模擬任務(wù)[3]。這些操作任務(wù)用以判斷學(xué)生是否具備計(jì)算機(jī)基本操作技能，是否能夠執(zhí)行間斷性信息任務(wù)，是否掌握搜索引擎及信息篩選技術(shù)，以及是否可以利用信息技術(shù)解決實(shí)際問題。

雖然PISA目前尚未將ICT素養(yǎng)正式列入測評內(nèi)容，但已對其進(jìn)行可行性研究，為ICT素養(yǎng)正式施測奠定了基礎(chǔ)。表1是PISA2009的ICT問卷。

該問卷共設(shè)計(jì)了10個(gè)問題，分別涉及學(xué)生在家庭、學(xué)校的計(jì)算機(jī)設(shè)備獲得情況、用計(jì)算機(jī)做課業(yè)或者娛樂的頻率、完成復(fù)雜信息任務(wù)的程度和使用計(jì)算機(jī)的信心與態(tài)度等。ICT作為一項(xiàng)高效的媒介技術(shù)，革新了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，其信息的搜索、整合、傳遞方式為學(xué)生學(xué)習(xí)提供重要途徑[4]。為了說明學(xué)生ICT水平及使用狀況與其數(shù)學(xué)表現(xiàn)的關(guān)系，筆者參照OECD官方網(wǎng)站（http：//www.oecd.org）的PISA數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行了相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析與國際比較。

三、ICT對數(shù)學(xué)表現(xiàn)的影響

1.總體數(shù)學(xué)表現(xiàn)比較

我國香港和上海自從參加PISA測試以來，學(xué)生的數(shù)學(xué)表現(xiàn)均在前三名之列，同時(shí)表現(xiàn)優(yōu)異的還有芬蘭、韓國、日本、新加坡等國。（見表2）

從表2可以看出，除芬蘭外，數(shù)學(xué)表現(xiàn)前三位的都是東南亞國家或地區(qū)。這些國家或地區(qū)具有相似的考試文化，學(xué)生學(xué)習(xí)異常刻苦，對待考試非常重視，家長和學(xué)校、社會也都高度支持，因而數(shù)學(xué)表現(xiàn)都很優(yōu)秀，中國尤其突出。芬蘭位于北歐，雖然沒有受東南亞文化影響，但芬蘭政府對教育的投入非常大，全民高度關(guān)注教育，教學(xué)方式也很特別，學(xué)生的數(shù)學(xué)表現(xiàn)卓越，備受世界關(guān)注。

2009年4月，我國上海首次參加了PISA2009數(shù)學(xué)素養(yǎng)測評，共有152所學(xué)校的5 115名學(xué)生參加，樣本的選擇、施測和評分過程嚴(yán)格遵照PISA的程序和規(guī)范要求，因而所測成績是客觀有效的。2010年成績公布之時(shí)，上海PISA成績世界第一的消息震驚國內(nèi)外，許多國家對中國學(xué)生以應(yīng)試見長，卻能在PISA的素養(yǎng)測評中表現(xiàn)優(yōu)異的現(xiàn)象表示不解，他們甚至驚呼這是“中國教育悖論”，激發(fā)了教育界的熱烈討論，也引發(fā)了學(xué)習(xí)中國基礎(chǔ)教育的熱潮[6]。

為了更好地說明我國學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)水平及性別差異，筆者將香港和上海與新加坡、韓國、芬蘭進(jìn)行比較，從中我們可以看出一些端倪。（見圖1）

上海女生數(shù)學(xué)表現(xiàn)（平均得分601，標(biāo)準(zhǔn)差SE3.15）比男生（599，SE3.74）略好，但無顯著性差異；新加坡女生數(shù)學(xué)表現(xiàn)（559，SE1.95）比男生（565，SE1.89）略差；香港女生數(shù)學(xué)表現(xiàn)（547，SE3.4）比男生（561，SE4.17）稍遜一籌；OECD女生平均數(shù)學(xué)表現(xiàn)（490，SE0.56）低于男生平均數(shù)學(xué)表現(xiàn)（501，SE0.61）。由此可以看出，同屬于亞太文化圈的新加坡、韓國、中國香港和上海，相似的社會文化背景成就了非凡的數(shù)學(xué)表現(xiàn)。男生和女生的數(shù)學(xué)表現(xiàn)差異不大，表明了在教育發(fā)達(dá)或受重視的區(qū)域，女性受教育機(jī)會趨于平等，OECD的平均表現(xiàn)也說明如此?；A(chǔ)教育階段兩性數(shù)學(xué)表現(xiàn)尚沒有明顯分化，但到了高中差距則明顯增大，值得我們深思。

2.計(jì)算機(jī)設(shè)備與數(shù)學(xué)表現(xiàn)的關(guān)系

計(jì)算機(jī)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接是否能夠有助于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，一直是很多學(xué)者爭論的焦點(diǎn)。倡導(dǎo)派認(rèn)為這是一種上佳的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)了擬經(jīng)驗(yàn)主義數(shù)學(xué)觀，可以豐富學(xué)習(xí)資源，提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。保守派覺得它違背了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)規(guī)律，會滋生惰性，轉(zhuǎn)移學(xué)習(xí)注意力，不利于數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)。為了澄清事實(shí)，筆者將參加PISA2009的所有有效參評國家或地區(qū)（除去樣本量不足和數(shù)據(jù)失真的異常）的學(xué)生平均數(shù)學(xué)表現(xiàn)分為兩組，以“有無計(jì)算機(jī)和是否聯(lián)網(wǎng)”為指標(biāo)進(jìn)行對比分析。（見圖2）

通過圖2我們可以看出，在有計(jì)算機(jī)且聯(lián)網(wǎng)的數(shù)學(xué)表現(xiàn)中，新加坡得分最高（564，SE1.79），香港次之（558，SE2.78），卡塔爾最低（381，SE1.11），可見差距甚大。新西蘭教育條件優(yōu)厚，計(jì)算機(jī)擁有量和聯(lián)網(wǎng)率最高（93%），但成績并不理想（531，SE4.65）。無計(jì)算機(jī)且未聯(lián)網(wǎng)的數(shù)學(xué)表現(xiàn)中，芬蘭學(xué)生的數(shù)學(xué)表現(xiàn)最高（524，SE19.12），卡塔爾得分仍然最低（313，SE4.55），由此可以說明ICT硬件并非是數(shù)學(xué)表現(xiàn)的決定性因素。但是，總體來看，有計(jì)算機(jī)且聯(lián)網(wǎng)的學(xué)生的數(shù)學(xué)表現(xiàn)明顯優(yōu)于無計(jì)算機(jī)且未聯(lián)網(wǎng)的一組，ICT給學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)帶來了積極效應(yīng)。正如有學(xué)者指出：家庭中的學(xué)習(xí)資源的數(shù)量和利用度與孩子的能力呈顯著正相關(guān)[7]。

3.使用計(jì)算機(jī)做課業(yè)與數(shù)學(xué)表現(xiàn)的關(guān)系

既然擁有計(jì)算機(jī)硬件且有能上網(wǎng)的條件對于數(shù)學(xué)表現(xiàn)有明顯的促進(jìn)作用，那么是否該利用計(jì)算機(jī)來做課業(yè)呢？使用頻率多大為宜？筆者將參加PISA2009測試的44個(gè)國家和地區(qū)的平均數(shù)學(xué)表現(xiàn)與使用計(jì)算機(jī)做課業(yè)的頻率作了對比。（見圖3）

圖3顯示：不使用計(jì)算機(jī)做數(shù)學(xué)課業(yè)的學(xué)生數(shù)學(xué)表現(xiàn)最好（486，SE4.99），每月一次的次之（456，SE12.54），每周一次的再次之（433，SE12.58），幾乎每天一次的最差（409，SE13.88）。由此看來，數(shù)學(xué)表現(xiàn)與使用計(jì)算機(jī)做數(shù)學(xué)課業(yè)的頻率正好呈反向關(guān)系。那些習(xí)慣于使用計(jì)算機(jī)做作業(yè)的學(xué)生一旦失去了這一重要助手，在面對難題而不能迅速解決時(shí)則表現(xiàn)出極大的挫敗感[8]。這不禁使我們對使用計(jì)算機(jī)做數(shù)學(xué)課業(yè)的效果表示懷疑，其中原因很復(fù)雜，筆者認(rèn)為，這主要是由于數(shù)學(xué)測試題的呈現(xiàn)方式側(cè)重于操作演練和邏輯思考，而計(jì)算機(jī)環(huán)境下的課業(yè)任務(wù)往往無法建構(gòu)一個(gè)多元化、多維的、復(fù)雜的、互動的思維環(huán)境。

4.利用計(jì)算機(jī)娛樂與數(shù)學(xué)表現(xiàn)的關(guān)系

計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)還有一個(gè)不容忽視的重要功能，即娛樂性，尤其對學(xué)生具有非凡的吸引力。網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)聊天、娛樂式網(wǎng)頁瀏覽、下載音樂和電影都是常見的娛樂方式，如果絕對限制學(xué)生使用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行娛樂似乎是勉為其難，但一味放縱也不是明智之舉，究竟怎樣的娛樂頻率才是最佳的呢？筆者將芬蘭、我國香港、新加坡和加拿大的學(xué)生在上述娛樂方式的不同頻率下的數(shù)學(xué)表現(xiàn)進(jìn)行對比。（見圖4）

從圖中清晰可見，新加坡從不進(jìn)行網(wǎng)上娛樂活動的學(xué)生的數(shù)學(xué)表現(xiàn)卻并不如想象的那么理想，甚至達(dá)到最低水平（487，SE13.94）。原因可能是這些學(xué)生雖然沒有網(wǎng)上娛樂，但也沒有從事與學(xué)習(xí)相關(guān)的其他活動。而每周進(jìn)行一次網(wǎng)上娛樂活動的得分達(dá)到最高（559，SE9.05），幾乎每天都進(jìn)行網(wǎng)上娛樂的數(shù)學(xué)表現(xiàn)居中（537，SE4.81）。香港學(xué)生的數(shù)學(xué)表現(xiàn)也是同樣規(guī)律。因此，適當(dāng)?shù)木W(wǎng)上娛樂會放松學(xué)生緊張的學(xué)習(xí)情緒，擴(kuò)寬其知識面，有利于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。芬蘭的狀況比較特殊，三種情況下學(xué)生的數(shù)學(xué)表現(xiàn)沒有顯著性差異，這與芬蘭快樂的學(xué)習(xí)環(huán)境、寬松自主的學(xué)習(xí)方式、無考試的教育模式是分不開的[9]。

當(dāng)我們考慮各國采用三種不同頻率的網(wǎng)上娛樂方式的學(xué)生占總體的比例時(shí)，竟然一致性地發(fā)現(xiàn)幾乎每天都上網(wǎng)娛樂的學(xué)生所占比例要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于另外兩種方式。由此看來，上網(wǎng)娛樂已經(jīng)成為學(xué)生不可抵擋的消遣之一，而且越來越多的學(xué)生趨之若鶩，可見網(wǎng)絡(luò)的巨大誘惑力，也為我們警惕網(wǎng)癮敲響警鐘。網(wǎng)絡(luò)聊天是學(xué)生最熱衷的網(wǎng)絡(luò)娛樂方式之一，對數(shù)學(xué)表現(xiàn)的影響如圖5。

該圖顯示，從不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)聊天的學(xué)生數(shù)學(xué)表現(xiàn)平均水平最低，極差最大，而每周一次的平均水平最高，幾乎每天網(wǎng)絡(luò)聊天的次之，極差最小。由此看來，適當(dāng)?shù)木W(wǎng)上聊天有助于信息交流和情感溝通，有助于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。如今，網(wǎng)絡(luò)的力量無處不在，一味逃避、畏首畏尾、明令禁止、強(qiáng)權(quán)反對，往往會事與愿違，倒不如順其自然、因勢利導(dǎo)，科學(xué)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)娛樂與利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。特別要注意網(wǎng)絡(luò)娛樂的時(shí)間和頻率，每周一次為宜，將網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一種催化劑和驅(qū)動力。

筆者從PISA2009數(shù)據(jù)庫中還發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象：幾乎每天上網(wǎng)的第10百分位（指數(shù)列中有10%的數(shù)小于此數(shù)）的數(shù)學(xué)表現(xiàn)（443.5）優(yōu)于從不上網(wǎng)的第10百分位的數(shù)學(xué)表現(xiàn)（395），而每天上網(wǎng)的第90百分位（指數(shù)列中有90%的數(shù)小于此數(shù)）的數(shù)學(xué)表現(xiàn)（524.5）要明顯遜于少上網(wǎng)或從不上網(wǎng)的。這說明低分層數(shù)學(xué)表現(xiàn)不佳的原因不是網(wǎng)絡(luò)造成的，但高分層里過多使用網(wǎng)絡(luò)娛樂勢必會影響其數(shù)學(xué)表現(xiàn)。

5.使用計(jì)算機(jī)的態(tài)度與數(shù)學(xué)表現(xiàn)的關(guān)系

在PISA2009中，使用計(jì)算機(jī)的態(tài)度是指被測是否覺得計(jì)算機(jī)非常重要，使用時(shí)是否感覺有趣或非常投入。

經(jīng)筆者分析，使用計(jì)算機(jī)時(shí)態(tài)度的積極程度與數(shù)學(xué)表現(xiàn)呈正相關(guān)，最積極態(tài)度的數(shù)學(xué)表現(xiàn)（486，SE4.88）明顯優(yōu)于最消極態(tài)度的數(shù)學(xué)表現(xiàn)（443，SE13.27）。積極的態(tài)度可以產(chǎn)生前進(jìn)的內(nèi)驅(qū)力，樹立攻克困難的信心，培養(yǎng)挑戰(zhàn)自我的勇氣，這些品質(zhì)對于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)都是至關(guān)重要。

四、討論與建議

東亞文化圈的學(xué)生數(shù)學(xué)表現(xiàn)整體較好，甚至遠(yuǎn)高于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的美國、德國等西方國家。有學(xué)者認(rèn)為，這與儒家文化強(qiáng)調(diào)努力和父母的關(guān)注有關(guān)[10]。東亞文化圈受“筷子文化”的影響，學(xué)生對任何考試都認(rèn)真、緊張；同時(shí)，“儒家文化”也塑造了崇尚學(xué)習(xí)的社會氛圍、家長的極力支持、教師的敬業(yè)奉獻(xiàn)，以及學(xué)生勤奮、刻苦、專攻的精神。由此看來，教育質(zhì)量并不完全取決于經(jīng)濟(jì)條件，思想因素、政治因素、文化因素也在發(fā)揮著不可忽視的作用。芬蘭雖不在亞太文化圈，但它的教育成就令世界矚目。筆者認(rèn)為，芬蘭教育具有特殊性，政府高度重視、大力的財(cái)政支持、終身免費(fèi)教育、寬松的教育環(huán)境、高質(zhì)量的教師以及平等教育、均衡發(fā)展的體制都是芬蘭優(yōu)質(zhì)教育的重要保證，這些對于我國的基礎(chǔ)教育改革具有重大啟迪。

ICT的使用可促進(jìn)學(xué)業(yè)成長，但過于頻繁使用ICT做數(shù)學(xué)課業(yè)卻對數(shù)學(xué)表現(xiàn)呈反作用，這似乎矛盾，實(shí)質(zhì)上這恰好反映出如何善用ICT的問題。使用ICT一定要結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，注重學(xué)科內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)并不一定都需要ICT來輔助，還需要常規(guī)的演練、嚴(yán)密的推理、復(fù)雜的邏輯思維和廣泛的想象力。

使用計(jì)算機(jī)的態(tài)度對數(shù)學(xué)表現(xiàn)有直接影響。當(dāng)然，我們不能僅把對計(jì)算機(jī)的態(tài)度定位在有趣和好玩的層面上，而應(yīng)該改變學(xué)生網(wǎng)絡(luò)娛樂的單一化取向，教給他們利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的能力，發(fā)展學(xué)生對信息任務(wù)的處理能力，培養(yǎng)其良好的思維習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式，并將這些有益的素養(yǎng)遷移到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之中，從而發(fā)揮ICT對于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的真正作用。

總之，ICT對數(shù)學(xué)表現(xiàn)具有積極的促進(jìn)作用。允許學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)適當(dāng)娛樂，合理分配網(wǎng)上聊天時(shí)間，盡量減少利用計(jì)算機(jī)做數(shù)學(xué)課業(yè)的機(jī)會，創(chuàng)造生動、健康的信息環(huán)境，為學(xué)生提供更多的處理復(fù)雜信息任務(wù)的機(jī)會，樹立使用ICT的正確態(tài)度和信心都是至關(guān)重要的。

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（作者單位：1.淮北師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院 2.北京師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院）

（責(zé)任編輯：柯彤）