信息技术支持的促进理解的教学模式有效性研究

鲁文娟

（广东开放大学，广东广州 510091）

一、前言

随着社会的发展和科技的进步，教育教学迎来了一场又一场变革与创新。技术手段的进步和教育理念的革新，让教学变得更加高效、方便和快捷。尽管如此，学生不理解所学的知识仍然是教学中长期存在的问题，而促进学生理解是教学希望达成的重要目标之一。理解是一个复杂的过程，是在个体内部已有知识经验的基础上，新旧知识经验之间发生交互作用，使得个体内部知识结构发生改变和重组，从而构建意义的过程。理解是一个动态的思维活动过程，它丰富并发展了个体内部认知结构，使得个体能够描述对象的特征和由来，并阐述该对象与有关对象之间的区别和联系，进而认识事物之间的联系与本质[1]。

学生不理解所学知识主要是理解时遇到了困难，即所谓的理解障碍。陈建平[2]认为，“数学理解障碍”，就整个理解过程来说，是指在学习者现有的认知水平范围内，通过数学学习活动，试图以目前自身已有的知识和经验对数学知识信息、思想方法等进行思维加工，但尚未能正确地重新加以解释，建构其意义，在思维过程中出现断层，从而不能把新的学习内容正确地纳入已有的知识结构的一种认知状态。此时，学习者不能把握前后知识间内在的联系。钟志华[3]认为，学生数学理解过程中存在的困难归纳为三个方面：从数学理解的对象——数学知识来看，制约学生数学理解的最主要因素是数学问题的复杂性，而不是人们常说的数学的抽象性或严谨性。从理解材料的呈现者——数学教师来看，影响学生数学理解的最主要因素是教师的教学方法。从理解者本身来看，影响其理解的因素主要包括认知因素和非认知因素。在认知因素中，影响学生理解的最重要因素是基本能力和数学思想方法，在非认知因素中，是学习兴趣和学习态度。

笔者认为，在一定程度上，数学理解障碍的影响因素主要在于：（1）数学知识本身，（2）教学方法、策略以及教学环境等，（3）学生本身的认知水平。这三个方面中任何一个环节衔接不上，或出现偏差，都有可能造成数学理解障碍。在充分考虑上述问题的基础上，笔者探讨了影响促进理解的教学开展的主要因素，并构建了一种信息技术支持的促进理解的教学模式，以帮助学生减少或克服数学学习中的理解障碍[4]。

二、信息技术支持的促进理解的教学模式简介

信息技术是促进理解的有效教学工具。电脑及网络能收集大量有关成功学习及学习困难的信息，能显著地促进科学的意义化学习，是促进理解科学的有力工具[5]。另外，数字音像技术、卫星电视广播技术、多媒体计算机技术等能为教学提供丰富的图像、声音、文本、动画等信息。信息技术能够为学生提供可视化图形或可感知的信息，能进行分析比较和抽象概括，为思维过程提供脚手架。同时，这些可视化图形或可感知的信息推动了学生的信息加工，促进学生对新信息进行形象化精制，并使之与其他信息（已有的知识、经验）相联系，这对于实现理解和巩固知识起着非常重要的作用，并且有助于学生形成概念、掌握规则，为学生提供了有效的元认知策略，促进了知识的活用迁移。运用可视化图形可以促进学生的知识生成，促进学生对知识的理解[6]。因此，笔者认为，信息技术对开展促进理解的教学发挥着有力的支撑作用。

有效的教学策略与方法是课堂教学中不可缺少的一部分，它能够帮助学生解决疑难问题、克服理解障碍，让新知识与旧知识及时相联系，能有效地帮助学生进行知识连结和迁移，是课堂教学中促进理解的桥梁和脚手架。姚利民[7]在研究有效教学时，探讨了有效教学的相关策略，如讲授策略、组织课堂讨论策略、提问策略、激励策略、管理课堂策略等。这些策略对于辅助教师教学与学生学习起着积极的促进作用。

有意义的教学任务或教学活动是教学的前提和基础，如果教学任务或教学活动没有意义，那么整个教学的开展将没有任何价值，它是教学过程中不可缺少的重要前提。随着我国新课程改革的推行，教学任务或教学活动的设置与安排越来越符合学生的身心发展特点，能让他们更积极、更主动地投入到学习中。

要保障教学的顺利进行，除了有意义的教学任务或教学活动之外，还需要对这些教学任务或教学活动进行有效地组织。教学如果没有秩序、没有组织地进行，那么就难以完成教学任务与达成教学目标，同时，也难以保障学生的正常学习，更不用说理解知识的问题了。因此，教学任务或教学活动的有效组织是影响促进理解的教学开展的一种重要保障。

工具，包括学生学习和教师教学需要使用到的各种工具，能够将抽象的问题形象化、具体化，能帮助解决并简化诸多问题，对于提高学习效率、促进学生理解等方面同样起着不容忽视的作用。例如，概念图作为工具时，能够帮助学生进行总结与反思，将知识系统化、结构化，有助于形成知识之间牢固的联系，能够促进学生对新知识的建构，并展现学生大脑理解的渐变过程。

任何形式的学习都不可能是完全封闭的、孤立的，尤其在教学过程中更是不可能。小组合作是学生学习过程中的一种非常重要的学习方式。讨论通常与小组合作贯穿渗透。小组合作和讨论对于知识共享、思想碰撞和启发思维，以及让知识模块在大脑中重组产生概念转变等方面起着不可估量的作用。因此，它们是促进理解的教学中非常重要的部分。

综上所述，笔者认为，对开展促进理解的教学影响较大的几个主要因素包括：信息技术、有效的教学策略与方法、有意义的教学任务或教学活动、教学任务或教学活动的有效组织、工具（学生和教师使用）、小组合作和讨论。在此基础上，经过研究与探讨，笔者构建了一种信息技术支持的促进理解的教学模式，如图1 所示：模式中的各个相邻因素之间有双箭头连线将它们两两相连，是指这些因素之间并不是孤立、分开的，它们之间相互作用、相互协调，共同为促进理解发挥着积极的作用[8]。

图1 信息技术支持的促进理解的教学模式图

三、教学模式有效性研究设计及过程

为了探讨构建的信息技术支持的促进理解的教学模式对促进学生理解的影响效果，笔者采用了具有无处理对照组的前－后测准实验设计，主要研究该模式对促进小学五年级数学内容“第四单元简易方程：用字母表示数”的理解问题，从而检验该模式的有效性。

1.研究设计

本研究采用具有无处理对照组的前－后测准实验设计，实验组接受教学干预处理并进行前后测，对照组不接受教学干预，仅进行前后测，利用问卷调查法和概念图来收集数据。

2.研究对象

以广州市YX 区PZ 小学的五（2）班42 名学生作为实验组，该校五（6）班48 名学生作为对照组。两班的数学任课老师为同一位教师，即为一位40 多岁、有着二十多年小学数学教学经验的教师。

3.研究材料

研究材料是以小学五年级数学上册“第四单元简易方程：用字母表示数”的教学内容形成的教学活动设计，它是在该班数学教师关于该单元的教案，以及对《最新小学教案与作业设计 五年级数学》[9]参考的基础上，以该模式为核心设计而成。

4.研究工具

调查问卷，概念图。前测中，调查问卷和概念图测试主要是了解学生关于“第四单元简易方程：用字母表示数”的基础水平。后测中，调查问卷和概念图测试主要是了解学生通过实验后对这部分内容的理解和掌握情况。概念图计分方式采用诺瓦克与古温（1984）的四结构计分法。

5.研究过程及结果

（1）基本情况

实验班五（2）班前测和后测回收有效问卷各42 份，对照班五（6）班前测和后测回收有效问卷各48 份。实验班五（2）班前测和后测概念图均为42 份，全部有效，对照班五（6）班前测和后测概念图均为48 份，全部有效。

在实验开始之前，实验班和对照班均未学习“第四单元简易方程：用字母表示数”这部分内容，且其数学任课教师为同一位教师，两班的教学进度、授课方法、授课内容等方面基本上保持一致。

图2 概念图对归纳和理解知识的作用

从图2 来看，实验班和对照班绝大部分学生认为概念图对帮助归纳和理解知识有作用，如“增强记忆，层次分明”，“画概念图让我们归纳学了什么知识，把知识分类，可以让我们对知识巩固，更清楚和了解知识”，“复习所学过的知识，归纳总结知识”，“知道有哪些知识，从概念看出自己没掌握哪一个知识点”，“可以看出我们有没有认真听课，可以让我们记住上课的内容”，“能使思路清晰，容易理解”，“可以掌握知识重点,找到没理解的知识”等。可见，利用概念图来总结学习中掌握的知识和没有理解的知识，对于促进理解和帮助学习有着重要的影响作用。

（2）t 检验分析

实验班与对照班回收的前测调查问卷得分样本相互独立，采用独立样本t 检验。利用SPSS 软件进行t 检验，结果如图3 所示：看“Levene's Test for Equality of Variances”的结果，由样本计算的F ＝3.081，显著性概率P ＝0.083，P＞0.05，方差相等。看“t-test for Equality of Means”的结果，由于是等方差，因此这里看上面一行。由样本计算的t ＝-1.010，显著性概率P=0.315，P＞0.05，推断两样本均值没有显著差异，即实验班与对照班的前测调查问卷得分没有显著差异（F＝3.081，P＞0.05）。

实验班和对照班回收的前测概念图得分样本相互独立，采用独立样本t 检验。利用SPSS 软件进行t 检验，结果如图4 所示：看“Levene's Test for Equality of Variances”的结果，由样本计算的F ＝0.356，显著性概率P=0.552，P＞0.05，方差相等。看“t-test for Equality of Means”的结果，由于是等方差，因此这里看上面一行。由样本计算的t ＝-1.301，P=0.197，P＞0.05，推断两样本均值没有显著差异，即实验班与对照班的前测概念图得分没有显著差异（F ＝0.356，P＞0.05）。

实验班和对照班回收的后测调查问卷得分样本相互独立，采用独立样本t 检验。利用SPSS 软件进行t 检验，结果如图5 所示：看“Levene's Test for Equality of Variances”的结果，由样本计算的F ＝11.484，显著性概率P=0.001，P＜0.05，方差不相等。看“t-test for Equality of Means”的结果，由于是异方差，因此这里看下面一行。由样本计算的t ＝2.284，P=0.025，P＜0.05，推断两样本均值有显著差异，即实验班与对照班的后测调查问卷得分有显著差异（F ＝11.484，P＜0.05）。在样本中实验班是第一组，对照班是第二组，两组的均值之差是0.443，说明后测中实验班的问卷得分显著高于对照班问卷得分。

图3 实验班与对照班前测调查问卷得分 独立样本t 检验结果

图4 实验班与对照班前测概念图得分 独立样本t 检验结果

图5 实验班与对照班后测调查问卷得分 独立样本t 检验结果

图6 实验班与对照班后测概念图得分 独立样本t 检验结果

图7 实验班前测后测调查问卷得分 配对样本t 检验结果

图8 实验班前测后测概念图得分 配对样本t 检验结果

实验班和对照班回收的后测概念图得分样本相互独立，采用独立样本t 检验。利用SPSS 软件进行t 检验，结果如图6 所示：看“Levene's Test for Equality of Variances”的结果，由样本计算的F ＝10.261，显著性概率P=0.002，P＜0.05，方差不相等。看“t-test for Equality of Means”的结果，由于是异方差，因此这里看下面一行。由样本计算的t ＝2.824，显著性概率P=0.006，P＜0.05，推断两样本均值有显著差异，即实验班与对照班的后测概念图得分有显著差异（F ＝10.261，P＜0.05）。在样本中实验班是第一组，对照班是第二组，两组的均值之差是5.077，说明后测中实验班的概念图得分显著高于对照班的概念图得分。

实验班前后测调查问卷的得分为配对样本，采用配对样本t 检验。利用SPSS 软件进行t 检验，结果如图7所示：计算的t ＝-10.611，显著性概率（双侧）为0.000，所以单侧显著性概率P=0.000，P＜0.01，即实验班后测调查问卷得分显著高于其前测调查问卷得分，干预效果显著（t ＝-10.611，P＜0.01）。

实验班前后测概念图的得分为配对样本，采用配对样本t检验。利用SPSS软件进行t检验，结果如图8所示：计算的t ＝-5.559，显著性概率（双侧）为0.000，所以单侧显著性概率P=0.000，P＜0.01，即实验班后测概念图得分显著高于该班前测概念图得分，干预效果显著（t ＝-5.559，P＜0.01）。

（3）结论

由实验班与对照班前测调查问卷得分t 检验结果分析表明，实验班与对照班的前测调查问卷得分没有显著差异（F ＝3.081，P＞0.05）。由实验班与对照班前测概念图得分t 检验结果分析表明，实验班与对照班的前测概念图得分没有显著差异（F ＝0.356，P＞0.05）。这两项数据表明，在教学干预实施之前，这两个班学生的知识水平和对该单元教学内容的理解程度基本处于同一水平上。

由实验班与对照班后测调查问卷得分t 检验结果分析表明，实验班与对照班的后测调查问卷得分有显著差异（F ＝11.484，P＜0.05），后测中实验班的问卷得分显著高于对照班的问卷得分。由实验班与对照班后测概念图得分t 检验结果分析表明，实验班与对照班的后测概念图得分有显著差异（F ＝10.261，P＜0.05），后测中实验班的概念图得分显著高于对照班的概念图得分。这两项数据表明，后测中实验班的问卷得分和概念图得分均显著高于对照班相应的得分，干预效果显著。

由实验班前后测调查问卷得分t 检验结果分析表明，实验班后测调查问卷得分显著高于该班前测调查问卷得分，干预效果显著（t ＝-10.611，P＜0.01）。由实验班前后测概念图得分t 检验结果分析表明，实验班后测概念图得分显著高于该班前测概念图得分，干预效果显著（t ＝-5.559，P＜0.01）。这两项数据表明，实验班后测调查问卷和后测概念图得分均高于该班前测相应得分，干预效果显著。

综上可知，在教学干预实施之前，这两个班学生的知识水平和对该单元教学内容的理解程度基本处于同一水平。经过教学干预后，实验班的得分均高于对照班的相应得分，且实验班本身的后测得分均高于其前侧得分，干预效果显著。即在本研究中，信息技术支持的促进理解的教学模式能够促进学生对本单元知识的理解，能够为改善学生学习提供帮助，具有有效性。

四、结束语

本研究主要是在小学五年级数学上册“第四单元简易方程：用字母表示数”的教学内容基础上探讨了信息技术支持的促进理解的教学模式的有效性问题。研究范围较小，但研究结果却是肯定的，该模式能够为帮助学生理解知识、改善学习状态起到积极的推进作用。当然，学生不理解知识的问题不是仅仅提出某个教学模式、教学方法或技术手段就能完全解决的。它是一个长期的、艰巨的、复杂的难题，需要我们进一步研究和探索，以便在不同的教学情境、教学内容等方面为帮助学生克服理解困难从而提升教学质量起到一定的积极作用。

[1][4][8]鲁文娟.信息技术支持的促进理解的教学模式构建[J].现代教育技术,2012(10).

[2]陈建平.8、9年级学生代数学习中的数学理解障碍及其成因研究[D].上海:华东师范大学,2005.

[3]钟志华.理解性数学教学论[D].南京:南京师范大学,2007.

[5]Ron Good &Carl Berger,熊召弟译.第8 章 电脑是理解科学的有力工具.Joel J.Mintzes 等著,黄台珠等译.促进理解之科学教学——人本建构取向观点[M].台北:心理出版社,2002.

[6]盛群力.学与教的新方式[M].杭州:浙江大学出版社,2007.7.

[7]姚利民.有效教学研究[D].上海:华东师范大学教育学系,2004.4.

[9]谢鼓平.最新小学教案与作业设计,五年级数学[M].乌鲁木齐:新疆青少年出版社,2007.4.