新型教學(xué)軟件用于初中數(shù)學(xué)教學(xué)的研究現(xiàn)狀分析

蘇國東 于曉丹

摘? ?要：文章采用內(nèi)容分析法，對知網(wǎng)、維普、萬方三大期刊平臺中2015—2020年發(fā)表的洋蔥數(shù)學(xué)、一起中學(xué)、希沃、UMU用于教學(xué)的相關(guān)文獻(xiàn)，利用年度分布折線圖及軟件特性統(tǒng)計(jì)表進(jìn)行研究現(xiàn)狀的呈現(xiàn)，對結(jié)果進(jìn)行分析綜述，并對后續(xù)研究提出四點(diǎn)展望。

關(guān)鍵詞：新型教學(xué)軟件;初中數(shù)學(xué)教學(xué);研究現(xiàn)狀;文獻(xiàn);分析

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2021）14-0066-04

一、引言

隨著信息化發(fā)展和“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的來臨，基于大數(shù)據(jù)與人工智能的新技術(shù)新工具深刻改變著師生教與學(xué)的方式。教育部于2018年4月正式發(fā)布了《教育信息化2.0行動計(jì)劃》，積極落實(shí)推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”教育，堅(jiān)持信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的核心理念。

近年來各種國內(nèi)新型教學(xué)軟件在教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，其中洋蔥數(shù)學(xué)、一起中學(xué)是基于大數(shù)據(jù)及人工智能的數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)及線上測試的主流平臺，希沃系列教學(xué)軟件、UMU互動學(xué)習(xí)平臺是互動教學(xué)及課程建構(gòu)的主流工具。各學(xué)段各學(xué)科都有教師對其進(jìn)行過應(yīng)用研究。

二、研究設(shè)計(jì)

本文以內(nèi)容分析法為主要研究方法，在中國知網(wǎng)（跨庫選擇中包含教育期刊和特色期刊）、維普中文期刊服務(wù)平臺、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺中，對2015—2020年國內(nèi)公開發(fā)表的洋蔥數(shù)學(xué)、一起中學(xué)、希沃、UMU用于教學(xué)的相關(guān)文獻(xiàn)（包含學(xué)術(shù)及學(xué)位論文）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以期梳理研究現(xiàn)狀、研究問題與研究方向。

大部分文獻(xiàn)所屬期刊在三方平臺均有收錄，故統(tǒng)計(jì)結(jié)果會有部分重疊;一般而言知網(wǎng)收錄的期刊較為齊全，更新較有時效性，但統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示三方平臺各項(xiàng)數(shù)據(jù)差異不大。為使研究數(shù)據(jù)反饋更真實(shí)全面，本文將其一并列舉。

由于四類軟件的功能與使用情境具有一定的獨(dú)立性，故以相關(guān)文獻(xiàn)年度分布情況折線圖以及根據(jù)軟件各自特性而設(shè)計(jì)的分布統(tǒng)計(jì)表的形式，單獨(dú)呈現(xiàn)各類研究結(jié)果與分析情況。

三、文獻(xiàn)年度分布

在三方平臺分別以洋蔥數(shù)學(xué)、一起中學(xué)（含一起作業(yè)、極算、神算子）、希沃、UMU為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，時間跨度從2015至2020年（因?yàn)榇蠖鄶?shù)軟件在2015年前后興起）。其中大部分文獻(xiàn)在三方平臺均有收錄，為保證研究的全面性，最終選定了知網(wǎng)460篇、萬方453篇、維普456篇文獻(xiàn)作為研究樣本，具體分布如表1（2020年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)至9月18日）所示。

四款軟件的相關(guān)研究文獻(xiàn)均呈逐年增加趨勢。如圖1、圖2所示，洋蔥數(shù)學(xué)與一起中學(xué)的增加幅度慢，總體數(shù)量較少，研究不深入;一起中學(xué)文獻(xiàn)從2019年起呈下降趨勢，且方向多為英語學(xué)科，數(shù)學(xué)學(xué)科的研究近乎空白。

如圖3、圖4所示，希沃與UMU的文獻(xiàn)數(shù)量較多，兩者從2018年起迅速增長，呈逐年翻倍趨勢。單就2019年數(shù)量均已接近100篇，希沃在2020年前半年的數(shù)量已超過60篇，總量突破200篇;UMU在2020年前半年的數(shù)量已超過30篇，總量突破170篇?？梢娤Ｎ峙cUMU在教學(xué)中已得到較為廣泛的應(yīng)用，研究案例已達(dá)到一定規(guī)模。但希沃的相關(guān)研究主要集中在小學(xué)學(xué)段、語文及英語等學(xué)科，面向初中數(shù)學(xué)的研究較少。UMU的研究主要以成人教育為主，在中小學(xué)的普及程度不高。

四、文獻(xiàn)內(nèi)容分析

洋蔥數(shù)學(xué)和一起中學(xué)具有專門的學(xué)科指向性（洋蔥數(shù)學(xué)對應(yīng)數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)，一起中學(xué)對應(yīng)數(shù)學(xué)和英語），故主要根據(jù)研究內(nèi)容劃分為課前、課中、課后三個階段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;希沃和UMU適用于各學(xué)科學(xué)段，故主要通過添加關(guān)鍵詞進(jìn)行二次搜索的方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.洋蔥數(shù)學(xué)文獻(xiàn)分析

洋蔥數(shù)學(xué)文獻(xiàn)研究方向?yàn)閿?shù)學(xué)學(xué)科（三方平臺使用“全文”檢索未見物理、化學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)），文獻(xiàn)總量較少，但在教學(xué)的三個階段均有涉及，具體分布如表2所示。

課前的研究集中在“預(yù)習(xí)”方面，較典型的有向興媛的《談?wù)勥\(yùn)用微課視頻預(yù)習(xí)——以“洋蔥數(shù)學(xué)”為例》，詳細(xì)探討了指導(dǎo)學(xué)生利用洋蔥數(shù)學(xué)開展有效預(yù)習(xí)的方法。[1]

課中的研究集中在“互動教學(xué)”，較典型的有黃文平的《依托洋蔥數(shù)學(xué)微課的“三學(xué)”教學(xué)模式——以“二次函數(shù)y=ax2”為例》，提出了一種基于洋蔥數(shù)學(xué)微課的新型教學(xué)模式。[2]

課后的研究集中在“知識工具與拓展”，較典型的有王永強(qiáng)的《基于洋蔥數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)共同體的創(chuàng)建與小組探究模式初探》，提出了一種將分組學(xué)習(xí)與洋蔥數(shù)學(xué)相結(jié)合的新型作業(yè)模式。[3]

2.一起中學(xué)文獻(xiàn)分析

一起中學(xué)大部分文獻(xiàn)專注于學(xué)生課后作業(yè)布置方法的多樣性研究，且以英語學(xué)科為主，數(shù)學(xué)方面的研究極少。

三方平臺中數(shù)學(xué)方面的文獻(xiàn)均沒涉及課前、課中階段的研究，課后的研究不足10篇，具體分布如表3（其中初中數(shù)學(xué)方面的文獻(xiàn)知網(wǎng)僅有1篇，萬方、維普均0篇，故不作統(tǒng)計(jì)）所示。較典型的有謝峰的《巧用智能手機(jī)APP優(yōu)化初中數(shù)學(xué)作業(yè)環(huán)節(jié)》，通過分析初中數(shù)學(xué)作業(yè)環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀，闡述了一起中學(xué)優(yōu)化作業(yè)環(huán)節(jié)方式方法的應(yīng)用。[4]

3.希沃文獻(xiàn)分析

希沃的研究文獻(xiàn)較多，涵蓋各學(xué)科學(xué)段。對希沃的核心軟件“希沃白板”添加關(guān)鍵詞“數(shù)學(xué)”和“初中”進(jìn)行二次搜索，三方平臺文獻(xiàn)數(shù)量均達(dá)到35篇左右，具體分布如表4所示。較典型的有余莉的《深度備課，結(jié)合希沃白板5將數(shù)學(xué)課講清楚》，運(yùn)用希沃白板及學(xué)科工具將知識動態(tài)化、直觀化展現(xiàn)，打造精彩課堂。[5]

此外，教學(xué)輔助工具“授課助手”的相關(guān)文獻(xiàn)已超過50篇，“班級優(yōu)化大師”的相關(guān)文獻(xiàn)超過20篇。其中面向初中數(shù)學(xué)的研究中，較典型的有冷經(jīng)偉的《利用Q+S教學(xué)模式進(jìn)行初中生數(shù)學(xué)課后輔導(dǎo)的實(shí)踐研究》，將QQ群與授課助手相結(jié)合創(chuàng)造出“Q+S”課后輔導(dǎo)模式。[6]

4.UMU文獻(xiàn)分析

UMU的研究文獻(xiàn)覆蓋面廣，主要以成人教育為主，近年也涌現(xiàn)了少量與初中數(shù)學(xué)相關(guān)的研究。添加關(guān)鍵詞“數(shù)學(xué)”與“初中”分別進(jìn)行二次搜索，三方平臺數(shù)量均在5篇與10篇左右，具體分布如表5所示。其中面向初中數(shù)學(xué)的較典型的有位旦等的《基于UMU的課堂互動教學(xué)實(shí)踐——以中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)為例》，提出了一種基于UMU平臺的新型教學(xué)模式，并對教學(xué)設(shè)計(jì)思路做出了詳細(xì)論述。[7]

五、分析結(jié)果綜述

1.文獻(xiàn)內(nèi)容以應(yīng)用研究為主

現(xiàn)有文獻(xiàn)主要以實(shí)踐應(yīng)用的研究為主，并獲得了一些方法與模式。例如部分文獻(xiàn)探討了如何利用洋蔥數(shù)學(xué)開展有效預(yù)習(xí)與微課教學(xué)、利用一起中學(xué)優(yōu)化作業(yè)環(huán)節(jié)等方式，基于UMU平臺提出一種新型的教學(xué)模式，結(jié)合希沃授課助手創(chuàng)造一種新型課后輔導(dǎo)模式等。研究內(nèi)容貼近教學(xué)實(shí)際需求，實(shí)操性強(qiáng)，對一線教師實(shí)施教學(xué)教研有較大指導(dǎo)作用。

2.面向初中數(shù)學(xué)的研究相對較少

近年相關(guān)文獻(xiàn)的數(shù)量逐年增多，各學(xué)段學(xué)科都相繼出現(xiàn)了一定規(guī)模的研究成果。對于通用類軟件的相關(guān)文獻(xiàn)，以希沃為例，研究主要面向小學(xué)學(xué)段，面向語文、英語等學(xué)科，與初中數(shù)學(xué)相關(guān)的較少;對于學(xué)科指向類軟件，面向數(shù)學(xué)的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量更少，一起中學(xué)不足10篇，洋蔥數(shù)學(xué)不足25篇?？梢娦滦徒虒W(xué)軟件初中數(shù)學(xué)領(lǐng)域的研究仍有較大空白。

3.數(shù)學(xué)相關(guān)研究未能兼顧教學(xué)各階段

受軟件功能、使用習(xí)慣或研究傾向的影響，部分軟件數(shù)學(xué)相關(guān)的研究大多集中在教學(xué)的某一階段或環(huán)節(jié)。例如希沃白板作為課件制作工具，研究多集中在課堂教學(xué)中的運(yùn)用，未見課前與課后的相關(guān)研究;而一起中學(xué)作為線上測試平臺，可用于課前預(yù)習(xí)、課堂檢測及課后作業(yè)等環(huán)節(jié)，但現(xiàn)有研究基本集中在課后鞏固與拓展方面，未見課前與課中的相關(guān)研究。

4.未見軟件整合運(yùn)用及深度融合研究

現(xiàn)有研究絕大部分僅圍繞單一教學(xué)軟件的使用展開，例如單獨(dú)使用洋蔥數(shù)學(xué)微課探索新型教學(xué)模式，暫未見幾類軟件整合運(yùn)用的實(shí)踐研究。同時，現(xiàn)有研究多數(shù)體現(xiàn)為教學(xué)軟件作為輔助工具用于師生的教與學(xué)，仍屬于整合層面，暫未見能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)軟件與初中數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合的方法或模式的研究。

六、后續(xù)研究展望

1.進(jìn)一步豐富應(yīng)用與理論成果

鑒于現(xiàn)有研究廣度不足，后續(xù)應(yīng)開展更多與新型教學(xué)軟件相關(guān)的應(yīng)用研究，為初中數(shù)學(xué)的教與學(xué)提供更豐富有效的教學(xué)案例與教學(xué)模式。

鑒于現(xiàn)有研究深度不足，可從教育學(xué)與心理學(xué)的層面進(jìn)行系統(tǒng)的理論研究，探索新型教學(xué)軟件的應(yīng)用原理和理論依據(jù)，以及相關(guān)的育人功能，進(jìn)一步豐富研究領(lǐng)域的應(yīng)用成果與理論成果。

2.相互借鑒形成學(xué)科專屬研究

各類軟件的研究均呈現(xiàn)多學(xué)段多學(xué)科特點(diǎn)，但較少圍繞初中數(shù)學(xué)進(jìn)行。后續(xù)研究應(yīng)重視學(xué)科之間的相互借鑒，結(jié)合其他學(xué)科的現(xiàn)有研究方法與研究成果，挖掘新型教學(xué)軟件的學(xué)科特性，探索軟件應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)領(lǐng)域的研究思路，開展更多“同型異構(gòu)”的學(xué)科專屬研究。

例如利用希沃白板中專屬的數(shù)學(xué)畫板、函數(shù)工具等進(jìn)行數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)研究，利用一起中學(xué)的錯題本與查漏補(bǔ)缺功能進(jìn)行差異化、個性化學(xué)習(xí)研究等。

3.研究軟件在教學(xué)各階段的有效整合

全面分析初中數(shù)學(xué)教與學(xué)的不同階段與不同課型，針對傳統(tǒng)教學(xué)中存在的不足，結(jié)合新型軟件的功能特性有效整合到教學(xué)的各階段中。

以一起中學(xué)為例，除了研究軟件在作業(yè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化方式，更可研究軟件用于預(yù)習(xí)或當(dāng)堂檢測，通過大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)反饋學(xué)情報(bào)告，幫助教師及時調(diào)整授課策略;或研究軟件與其他工具在課堂教學(xué)中的有效組合運(yùn)用，或研究軟件在新授課、復(fù)習(xí)課、講評課中的使用差異性等。

4.探索軟件與教學(xué)深度融合的模式方法

深度融合，即發(fā)揮各類教學(xué)軟件資源的長處并進(jìn)行最優(yōu)搭配整合，融入到初中數(shù)學(xué)教學(xué)的不同階段，運(yùn)用各類軟件工具梳理復(fù)雜的教學(xué)環(huán)節(jié)，運(yùn)用科技手段解決常規(guī)方法解決不了的問題，最終形成各類教與學(xué)創(chuàng)新模式。

后續(xù)研究應(yīng)基于現(xiàn)有研究基礎(chǔ)，吸收線上教學(xué)階段的經(jīng)驗(yàn)做法，以深度融合為最終目標(biāo)，積極探索未來線上線下混合教學(xué)的新模式新方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]向興媛.談?wù)勥\(yùn)用微課視頻預(yù)習(xí)——以“洋蔥數(shù)學(xué)”為例[J].初中數(shù)學(xué)教與學(xué)，2017（22）：4-5.

[2]黃文平.依托洋蔥數(shù)學(xué)微課的“三學(xué)”教學(xué)模式——以“二次函數(shù)y=ax2”為例[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考，2018（9）：14-16.

[3]王永強(qiáng).基于洋蔥數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)共同體的創(chuàng)建與小組探究模式初探[J].好家長，2019（38）：56.

[4]謝峰.巧用智能手機(jī)APP優(yōu)化初中數(shù)學(xué)作業(yè)環(huán)節(jié)[J].中國教育技術(shù)裝備，2017（15）：32-33.

[5]余莉.深度備課，結(jié)合希沃白板5將數(shù)學(xué)課講清楚[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師通訊），2020（4）：48.

[6]冷經(jīng)偉.利用Q+S教學(xué)模式進(jìn)行初中生數(shù)學(xué)課后輔導(dǎo)的實(shí)踐研究[D].沈陽：沈陽師范大學(xué)，2018.

[7]位旦，趙楓.基于UMU的課堂互動教學(xué)實(shí)踐——以中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)為例[J].教育信息技術(shù)，2018（4）：67-70.

（編輯：王天鵬）