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《西南大學》 2008年
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DGS技術與初中幾何教學整合研究

 
【摘要】: DOS是一種數學型信息技術,它的作圖原理以歐氏幾何為基礎,并蘊涵著數學中的公理化思想。DOS技術與初中幾何教學整合,把抽象的概念形象化、枯燥的理論生動化,給學生提供了數學實驗、探索和創造的機會,有力地促進著學生推理能力和創造思維能力的發展,目前這種整合已成為數學課程改革的一個新的發展趨勢。然而,由于國內在這方面研究還十分薄弱,加之教師對DGS技術和整合的認識不足,致使DGS技術在實踐教學中的有效性未得到充分發揮。因此,開展關于DGS技術與初中幾何教學整合的理論和實踐研究顯得尤為重要。 本研究從理論上闡釋了信息技術與數學教學整合的過程;以此為基礎,具體結合平面幾何學習特征,著力建構了DGS技術與初中幾何教學整合的過程結構;在對過程結構進行微型教學實驗的基礎上,重點探討了基于DOS技術的整合教學策略。 本研究的主要結果及特色: (1)信息技術與數學教學整合過程的理性認識 根據工具取向理論對整合過程所涉及要素之間關系的闡釋,整合要經歷技術的社會化、主體的技術化和數學教學內容的發展變化三個過程。具體到微觀的課堂活動領域,根據內外化建構思想,整合就是要促進主體物理操作和心智操作之間溝通和聯系,而活動的概念化和概念的活動化便是實現這個轉化的有力途徑:活動的概念化是技術活動的內化,旨在于促進理解性的學習;概念的活動化是內部思維外化到技術的一種高級思維活動;上述兩個過程相互作用、共同推動著學生操作技能和心智技能的發展,促進著整合教學系統的良性循環。 (2)DGS技術與初中幾何教學整合過程結構的初步建構 根據數學實踐活動的TTT原理,整合教學過程中涉及三個領域之間的轉化:任務、技術技能和理論。任務是導火線,技術技能的形成是關鍵,在此基礎上學生可理解相應的理論、獲得智能的發展。在這個過程中,基于技術的技能獲得溝通著技術環境和紙筆環境、促進著從任務到幾何理解的實現。 在TTT原理基礎上、結合APOS理論和平面幾何學習的特征,本研究對活動的概念化和概念的活動化過程進行了具體分析,嘗試性地構建了關于DGS技術與初中幾何教學整合的過程結構。活動的概念化涉及到四種過程狀態及其轉化,依次為:幾何圖形、具體屬性、不變性、幾何理論。幾何圖形是學生活動的載體;基于幾何圖形的技術活動促進具體屬性的發現,但這種屬性仍不夠深入本質,對其進行抽象概括便可形成不變性;而幾何理論的獲得是建立在對已發現的不變性進行解釋和理性證明的基礎上,由此才可使獲得的不變性原理納入原有的認知結構,形成理解性的學習。概念的活動化涉及到四種過程狀態及其轉化:幾何原理、物理圖形、幾何圖形、幾何概型;基本的幾何原理是開展此活動的首要條件,物理圖形來源于對該幾何原理的理解、形成于主體在技術中的構造活動,但這種構造是否合理還要經過技術拖動的檢驗,才可確認其活動化的目標——幾何圖形是否實現;在這一系列的構造、拖動過程中,證明活動處處存在,它指引著幾何圖形的完成,促進了主體建立概念間的聯系、形成幾何概型。 (3)DGS技術與初中幾何教學整合的策略探究 根據對微型整合教學實驗的具體分析,本研究歸納和梳理了有關DGS技術與初中幾何教學整合的主要策略:基于精確性的形數轉化策略;基于豐富性的概括抽象策略;基于形象性的證明驅動策略;基于情景性的預設生成策略;基于動態性的拓展延伸策略。 本研究通過對所構建的整合過程結構進行微型教學實驗,獲得了以下結果:①初步證實了整合過程結構的存在性,解釋了概念化發展的曲折性;②初步證實了整合過程結構的有效性;③通過對技術行為的分析,肯定技術的價值在整合過程實驗中得到了充分體現,也初步顯示了整合過程結構設計的合理性。④發現重點中學和普通中學的學生在整合過程中具有不同的特點,因此,在活動方式和活動策略的選擇中要有一定差別性。 本研究試圖創新之處:從理論上初步建構DGS技術與初中幾何教學整合的過程結構,該結構體現了整合的活動性和過程性、突出了DGS技術的特色以及幾何學習的重要特征;在微型實驗研究的基礎上,總結和探討了關于DGS技術與初中幾何教學整合的主要策略,這些策略對于DGS技術和幾何教學有一定的針對性和可操作性。本研究的不足之處:在構建整合過程結構中并未充分考慮學生心理需求,缺乏心理理論的支撐;實驗研究所選樣本較小,因此對整合教學實踐的深入分析還不夠。
【學位授予單位】:西南大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2008
【分類號】:G633.6

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