信息化学习终端在课堂教学中的实效分析 *——以中学数学为例

石映辉，杨 浩，吴 砥，张 雪，韦 爽

(1.华中师范大学 国家数字化学习工程技术研究中心，湖北 武汉 430079；2.华中师范大学 教育信息技术学院，湖北 武汉 430079；3.华中师范大学 教育信息化协同创新中心，湖北 武汉 430079)

信息化学习终端在课堂教学中的实效分析 *
——以中学数学为例

石映辉1，杨 浩2，吴 砥1，张 雪2，韦 爽3

(1.华中师范大学 国家数字化学习工程技术研究中心，湖北 武汉 430079；2.华中师范大学 教育信息技术学院，湖北 武汉 430079；3.华中师范大学 教育信息化协同创新中心，湖北 武汉 430079)

以电子书包为代表的信息化学习终端以其独有的教学交互特性与移动便利性有效改善了传统课堂教学，具有为学习者创造交互性、趣味性更强的数字化学习环境，有效提升教师的教学效果和学生的学习效果的潜能。该文以某中学7年级四个班级的学生为研究对象，使用自制的量表问卷调查了学生关于电子书包课堂教学的态度与看法，并通过准实验研究，对电子书包应用于课堂教学影响学生学习成效进行了探究。结果发现，学生对电子书包应用于课堂教学普遍持积极认可的态度，男女学生在电子书包的态度上不存在显著性差异；同时对学生数学学习成效前后测数据的分析显示，采用电子书包的实验组学生的数学学习成绩显著高于没有使用电子书包的对照组学生，表明电子书包这一信息化学习终端应用于课堂教学能够有效提高学生的学习成效。

信息化学习终端；电子书包；中学数学；学习成效

一、引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》明确指出，信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视[1]。信息技术在教育教学领域的深入推广与应用，有力地推动了信息化教学的普及与发展。利用互联网和信息化学习终端获取教育资源和开展课堂教学成为信息化教学的主要途径和方式。信息化学习终端是指能够支持数字化学习环境，使用数字化学习资源，以数字化学习方式进行学习实践的电子终端产品[2]，它不仅包括个人计算机、电子白板等设备，还包括电子书包等移动式学习终端产品。

作为一种新型的移动式信息化学习终端，电子书包得到了国内外教育领域广泛的关注。普遍认为，电子书包是一种具有电子课本阅读、学习资源管理、个人学习档案记录、教学交互与评价等功能，可支持多样化学习与个性化学习，并具有信息处理与无线通信等功能的个人便携式终端[3]。电子书包在课堂教学中的应用具有众多传统课堂教学无法比拟的潜能与优势，比如能支持以学生为中心的教学模式，为学生的自主学习提供多样化的学习形式和学习情境[4]，提升课堂教与学的效果等。

电子书包能够提供更好教学环境的潜能和优势得到了许多国家、地区和机构的关注和认可。据克里夫兰市场咨询公司调查统计，当时世界上至少有50个国家计划推广电子书包(包括各种类型的平板电脑、iPad等)，包括亚洲的新加坡、韩国、日本等[5]。在我国，新一轮的电子书包项目从2010年开始试点，并逐步推广到了全国大部分地区。

随着电子书包在中小学课堂教学中的深入应用，关于电子书包的实际应用效果与效能成为了教育管理者、教师、学生乃至家长重点关注的问题。学生对电子书包应用于课堂教学的态度与看法究竟如何，电子书包究竟能够在多大程度上提升学生的学习成效，这些问题需要研究者密切关注和积极面对。鉴于此，本研究以七年级数学课程为实验科目，对电子书包在课堂教学中的应用效果以及学生对电子书包应用于课堂教学的态度与看法进行了探究。

二、文献综述

(一)学生对电子书包课堂教学的态度与看法

学生作为电子书包的直接使用者，是评价电子书包使用效果的重要因素[6]。目前国内外不少研究者，如以芬哈勒(Ifenthaler)和施瓦本特(Schweinbenz)、江丰光等、郭锋涛和段玉山、张汉玉等人从教师的角度出发[7-10]，探究教师对电子书包(平板电脑)的看法和态度，而从学生的视角来调查学生对电子书包课堂教学的态度与看法的研究则不多。

在国外，杜达(Dündar)和阿克恰伊(Akçayir)发现中学生对使用电子书包整体上持有积极的态度，但是不同性别的学生对电子书包的态度没有区别[11]。杜卡斯(Doukas)等人在电子书包的实验研究中发现，学习者的参与热情与积极程度均有大幅提高[12]。美国杜克大学(Duke University)开展的探索iPad项目研究表明，使用iPad后，学生更乐于参与到课堂教学中[13]。

在国内，张立春和焦建利对高中生关于电子书包态度的调查表明，学生对电子书包的态度整体上是积极的，大部分学生都认可电子书包的价值与作用；此外，该研究还发现男女生对电子书包的态度存在显著性差异[14]。周晨蕊和孙众的调查结果表明，低年级学生比高年级学生对电子书包的满意度更高；满意度与使用电子书包的频率呈正比[15]。周安琪的调查表明，接近一半的学生认同电子书包具备便于携带的优势，大部分学生对电子书包持有积极的态度[16]。

(二)电子书包课堂教学与学习成效

近年来，在信息和通信技术的驱动下，包括平板电脑、iPad在内的电子书包等移动学习终端得到了快速的发展，并被证明在教育教学环境中，具有提升学习者学习效果与教学效果的优势与潜能[17][18]。美国苹果公司开展的iPad项目表明，iPad有利于学生提高学习成绩，能够促进教学法的改进[19]。费勒(Ferrer)等探索了平板电脑等信息化学习终端设备在西班牙某地区的使用情况，发现相比其他学生，学业较差学生的学习成绩有了显著性进步[20]。在国内，张文兰等人开展的电子书包应用于小学数学课堂的实证研究表明，实验组学生的数学成绩有明显提高，但在统计学上与对照组没有显著性差异[21]。类似地，管珏琪等人的研究发现使用与未使用电子书包学习的小组在数学测验成绩上有显著差异[22]。张屹等人开展的基于iPad的移动学习研究表明，使用iPad的实验班级学生的数学学习成绩显著高于使用传统教学模式的对照班级[23]。

(三)研究目的与问题

本研究的主要目的是调查中学生对电子书包应用于课堂教学的态度与看法，以及电子书包课堂教学对学生学习成效的影响。数学科目是我国基础教育的主干课程之一，因而本研究选择了中学七年级的数学课程作为研究科目。在综述了前期研究文献的基础之上，本研究将进一步探究如下问题：

1.学生对电子书包课堂教学的态度与看法如何？

2.不同性别学生对电子书包课堂教学的态度与看法是否存在差异？

3.电子书包应用于课堂教学对学生数学学习成效的影响如何？

三、研究方法与过程

为了分析学生对电子书包课堂教学的态度与看法，以及电子书包在中学课堂教学中的应用对学生学习成效的影响，本研究采用问卷调查法和准实验研究法开展研究。

(一)研究设计

1.研究对象

本研究选取武汉市某中学七年级四个班级的学生作为研究对象，依托数学课程开展电子书包教学实验。该中学是武汉市电子书包试点学校之一。在本研究开展之前，学校组织参与试点的任课教师完成了相关培训，所有参与实验的教师都能够熟练地使用电子书包辅助开展课堂教学，学生们对电子书包也有了一定程度的了解，大部分学生都能够熟练完成日常的学习与使用操作。四个班级被随机分为实验组和对照组，每组各包含两个班级。四个班级共207名学生参与到本次实验中，其中男生116名，女生91名。参与学生的基本情况如表1所示。

表1 实验对象情况

有两名数学教师参与本次实验，一名教师负责实验组的数学教学，另一名教师负责对照组的数学教学。需要说明的是，虽然有两位教师参与本次教学实验，但两位教师均为男性，年龄相仿，具有相似的教学经验和教龄，因而可认为具有同等的教学能力水平。实验组的教师前期接受了电子书包教学技能培训，能够熟练地使用电子书包和相应的教学模式辅助开展数学课堂教学。

本次实验的目标科目为数学，使用的数学教材为人民教育出版社七年级数学教材，并依据教育部发布的课程标准作为本研究教学活动开展的依据。

2.实验方案

本实验采用不等组前、后测准实验研究。本研究将两个小组学生的期中数学考试成绩作为前测得分，用于衡量两个小组学生的先行数学能力水平；实验结束后，将两个小组学生的期末数学考试成绩作为后测得分，用于衡量两个小组学生的数学学习成效。整个实验教学从期中考试结束后的第一周持续到该学期期末，用时约2个月。在实验结束后，使用量表对实验组进行态度与看法的调查。

本研究中，在对照组采用传统教学方式开展教学，以纸质课本和投影多媒体为教学工具。在实验组则使用电子书包辅助开展教学。实验组的教学活动设计遵循以学生为中心、能力本位和多元化的原则。电子书包作为学具被用于展示代数方程式和解题步骤、显示几何图像，以及用于数学计算和教学交互等。教师使用电子书包来演示代数方程式的求解过程，解释复杂几何图形，从而使学生更好地理解代数方程与抽象几何。此外，在实验组，教师每次课至少开展一次基于问题的协作学习活动，教师鼓励学生通过无线局域网，使用电子书包上的实时交互软件来发表自己的观点，以及与老师及同伴进行交流。

(二)测量工具

1.学生态度与看法测量工具

本研究用于测量中学生对电子书包课堂教学态度与看法的工具为本研究团队自制的《中学生电子书包感知量表》。研究者前期对该量表进行了预测试、相关性分析、探索性因子分析和验证性因子分析等，KMO抽样适度测定值、巴氏球形检验和克隆巴赫α系数表明该量表具有良好的效度和信度，最终形成了包括“总体印象”“学习贡献”“技术优势”和“负面影响”4个维度的16个5级里克特量表题项，每个维度均包含4个题项。每个题的选项从“强烈反对”到“强烈赞成”，分值为1到5。该量表总的克隆巴赫α系数为0.86，关于该量表的详细说明如表2所示。

表2 “中学生电子书包感知量表”详细说明

2.学习成效前测与后测试题

两个小组学生的前测试题与后测试题分别为期中考试和期末考试的数学考卷，由学校统一命题，统一组织考试和试卷批改。

四、数据统计与分析

(一)学生对电子书包应用于课堂教学的态度与看法

在实验教学结束后，使用《中学生电子书包感知量表》对实验组学生关于电子书包课堂教学应用的态度与看法进行了调查。发放问卷103份，回收有效问卷87份。使用SPSS对问卷数据进行统计分析，结果如表3所示。

表3 学生得分情况

由表3可知，学生在前三个维度上均取得了较高的得分均值。在“总体印象”维度上的得分均值最高，这表明学生对电子书包课堂教学具有较好的总体印象，乐意使用电子书包进行学习；在“学习贡献”维度和“技术优势”维度上的得分均值较高，这表明学生认为电子书包是一个有用的学习工具，能够增强课堂教学中的师生互动，有助于提升他们的学习兴趣和学习效果。学生在“负面影响”维度的得分均值接近3，表明学生大体上对电子书包课堂教学存在的缺点与不足持中立或保留的态度。总的来看，七年级学生对电子书包应用于数学课堂教学给予了较高的评价，肯定了电子书包的优势特性和积极作用，对电子书包课堂教学的效果充满了期待。

为进一步探究不同性别学生对电子书包课堂教学应用的态度与看法的差异性，对实验组男女学生的量表得分进行了独立样本t检验，结果如表4所示。

表4 不同性别学生独立样本t检验结果

从表4中的数据可以看出，男生在“学习贡献”维度和“技术优势”维度上的得分均值略高于女生，而女生则在“总体印象”维度和“负面影响”维度上的得分均值稍高于男生。统计结果表明，男生女生在四个维度的得分均值上均不存在显著性差异。

(二)学生的数学学习成效对比分析

为了解电子书包课堂教学对七年级学生数学学习成效的影响，使用独立样本t检验对对照组和实验组学生的前测成绩进行了分析，结果如表5所示。

表5 两个小组学习成效前测得分独立样本t检验结果

由表5可知，在前测得分上，对照组学生的平均分为71.7分，比实验组学生的平均分高出5.2分，但实验组学生与对照组学生在前测得分上不存在显著性差异(t=1.89, p＞0.05)。

为了消除前测成绩存在的差异对后测成绩分析的干扰，将前测成绩作为协变量，后测成绩作为因变量，对经过实验教学之后的实验组和对照组学生的后测成绩进行协方差分析，结果如表6所示。

表6 两个小组学习成效后测得分协方差分析结果

由表6可知，实验组学生与对照组学生在调整后的后测得分均值上存在显著性差异(F=4.85, p＜0.05)，也即实验组学生的得分均值显著高于对照组学生。这表明经过实验教学之后，使用电子书包开展数学教学的实验组学生的数学成绩有了明显提高，也表明电子书包课堂教学能够有效提高学生的学习成效。

五、结论与讨论

本研究使用自制问卷调查了中学生对电子书包应用于课堂教学的态度与看法，发现七年级学生普遍对电子书包应用于数学课堂教学持积极的态度，并肯定了电子书包在课堂进行中的优势特性和积极作用。这一研究发现与杜达和阿克恰伊以及张立春和焦建利等人的研究结论大体上是一致的，即学生对电子书包的态度整体上是积极的，大部分学生都认可电子书包的优势特性与作用，认为电子书包具有提高他们学习效果的潜能。学生们对电子书包应用于课堂教学的积极态度有助于学生更积极地参与到基于电子书包的课堂教学中，教师们可以充分利用这一契机吸引和保持学生们的学习兴趣，从而提升课堂的教学效果和学生的学习效果。

通过进一步分析男女学生对电子书包应用于课堂教学的态度差异，发现男女学生在“总体印象”“学习贡献”“技术优势”和“负面影响”四个维度的得分均值上均不存在显著性差异，也即表明男女学生总体上对电子书包应用于课堂教学的态度是相同的。本研究在不同性别学生对于电子书包的态度与看法方面的结论与杜达和阿克恰伊的研究结论是一致的，即男女学生对于电子书包的态度与看法没有显著性差异，但与张立春、焦建利等人的研究结果不太一致。该研究发现男女学生在对电子书包价值的理解、对电子书包的期望以及在使用电子书包的情绪上不存在显著性差异，但在对使用电子书包的信心、感觉、行为和态度方面存在显著性差异。关于在使用信息技术工具(如各种类型的计算机、网络、信息系统等)方面是否存在性别差异，一直是研究者们重点关注的话题，目前关于该方面的结论不分伯仲，尚无定论。对于电子书包课堂教学来说，无论是教师、家长还是研究者，都期望男女学生都能够无差别地使用电子书包来辅助开展学习，提升自身的学习体验。

此外，本研究通过开展准实验研究法，以数学为实验科目，对电子书包应用于课堂教学对七年级学生数学学习成效的影响进行了探究。结果发现采用电子书包的实验组学生的数学学习成绩显著高于没有使用电子书包的对照组学生，表明电子书包应用于课堂教学能够有效提高学生的学习效果。本研究的结果与张文兰等人的研究结果基本上是一致的，后者的研究表明采用电子书包的实验组学生的数学学习成绩稍高于没有使用电子书包的对照组学生，虽然不存在显著性差异。尽管研究结果不尽相同，但可以肯定的是，在课堂教学中合理有效地使用电子书包辅助开展教学，能够有效提高学生的学习成效。

目前国内的中小学电子书包课堂教学试点应用正如火如荼，关于电子书包的课堂教学效果成为了教育工作者、家长和学生重点关注的问题。然而鲜有试点单位或研究者报告电子书包的课堂教学应用实效。在目前已知的电子书包课堂教学应用效果研究文献中，关于电子书包课堂教学实效的结论喜忧参半。对于部分研究发现电子书包课堂教学应用对学生学习成效没有显著性提高，可能的原因主要有以下几点：

(1)由于实验时间有限、教师信息技术应用能力不足等，使得教师和学生对于电子书包的课堂教学应用还没有完全熟悉和适应，电子书包应用于课堂教学的优势无法完全显现出来，这一点在张文兰等人的研究总结中得到了体现；

(2)由于国内的电子书包还没有一个统一的标准，体系框架不完善[24]，功能模块差异较大，因此在教学功能方面，不同类型的电子书包在有用性和易用性等方面存在着一定的差异性，而这也可能会影响到学生使用电子书包进行学习的态度和意愿，进而影响电子书包课堂教学效果；

(3)由于电子书包是一种相对较为新颖的教学工具，在很多方面都存在着缺陷与不足，如电子书包会影响学生的视力和身心健康，电子书包的书写不够流畅、功能不够稳定等问题，也会影响到学生的电子书包学习体验以及电子书包在课堂教学中的应用效果；

(4)合适且有效的课堂教学模式是实践电子书包课堂教学的关键。电子书包课堂教学模式的核心是教学交互，而教学交互被认为是学习和保持学习兴趣的关键[25]。此外，贺平等人[26]在其研究中也指出新的教学方法和模式将会是电子书包未来的重要研究趋势。因此，教师应转变其原有的教学方法，采用新颖有效的电子书包课堂教学模式来设计交互性更好的教学活动，以充分发挥电子书包的潜能。这一点在张屹等人使用iPad开展的移动学习研究中得到了证明。该研究针对iPad课堂教学精心设计了一套高效的教学模式，并通过设计小组合作学习、小组自评等学习活动成功地提升了实验组学生的学习成效。因此，有效的教学模式是成功实施电子书包课堂教学的重要因素之一。

在本研究中，由于师生们前期使用电子书包已经有一段时间，教师能够熟练地操作和使用电子书包并设计相应的教学活动来充分发挥电子书包的交互特性与功效，学生们也都能够熟练地使用电子书包进行个性化、自主学习，而这可能是本研究的电子书包课堂教学能够取得实效的重要原因。

需要说明的是，本研究只对某中学七年级四个班级学生的数学科目进行了电子书包课堂教学准实验研究，因而本研究结论可能无法完全反映电子书包课堂教学在其他科目与年级上的效能与效果。因此，建议后续研究能够将电子书包课堂教学实效研究拓展到数学以外的其他科目(如英语、科学等)以及其他年级层次(如小学、高中等)。此外，教育工作者和相关研究者应该更多关注电子书包课堂教学模式与应用模式的有效设计与实施，以便能够有效地提高学生在电子书包课堂教学中的学习体验和学习效果。

六、结语

作为一种相对较为新型的信息化学习终端，电子书包近年来在教育教学领域，尤其是中小学的广泛应用引起了研究者的深入关注。本研究通过问卷调查法和准实验研究法分别调查了中学生对电子书包应用于课堂教学的态度与看法，以及电子书包应用于课堂教学对学生学习成效的影响。研究结果表明，在态度与看法方面，学生们整体上对电子书包课堂教学应用持积极的态度，对电子书包的优势特性和学习贡献给予了较高的评价和期望；在学习成效的影响方面，通过实验教学发现电子书包应用于课堂教学能够有效提高学生的学习成效。

以电子书包为代表的信息化学习终端以其独有的教学交互特性与移动便利性有效改善了传统课堂教学，为学习者创造了一个交互性、趣味性更强的数字化学习环境，有效提升了教师的教学效果和学生的学习效果。在后续的研究中，我们将尝试将电子书包应用于更多的学科和不同的年级，并从基于特定学科的电子书包课堂教学模式入手，进一步探讨电子书包应用于课堂教学的效果与效能。我们期望可以通过进一步的研究，为正在开展电子书包课堂教学的师生以借鉴和启示，以充分发挥电子书包的这一信息化学习终端功效，提升课堂教与学的效果，从而实现信息技术与课堂教学的有效融合。

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The Effects of e-Learning Terminals on Classroom Instruction: Taking Junior High School Mathematics as an Example

Shi Yinghui1, Yang Hao2, Wu Di1, Zhang Xue2, Wei Shuang3
(1.National Engineering Research Center for E-Learning, Central China Normal University, Wuhan Hubei 430079; 2.College of Information Technology in Education, Central China Normal University, Wuhan Hubei 430079; 3.Collaborative & Innovative Center for Educational Technology, Central China Normal University, Wuhan Hubei 430079)

E-learning terminal, represented by the electronic schoolbag, has the potential to improve the traditional classroom instruction and create a more interactive and interesting digital learning environment for classroom teaching and learning with its features of interactivity and facilitation, which is seen as a promising way to facilitate both teachers’ teaching and students’ learning. This study, took seventh grade students as the subjects, investigated students’ attitudes and perceptions toward the use of electronic schoolbags in classroom instruction with a self-made questionnaire, and quasi-experiment method was employed to explore the effects of electronic schoolbag on students’ mathematics learning achievement. The results indicated that most students had a positive attitude toward electronic schoolbag in general, and no statistically significant gender difference was found to exist in students’attitudes and perceptions toward electronic schoolbag. Moreover, statistical analysis on the scores of pre- and post-test of mathematics showed that experimental group students that used electronic schoolbag have a significant higher scores than those of control group students that did not use electronic schoolbag, which suggested that the use of electronic schoolbag in classroom instruction can improve students’ learning achievement effectively.

e-Learning Terminal; Electronic Schoolbag; Junior High School Mathematics; Learning Achievement

赵兴龙

G434

A

1006—9860(2016)07—0087—06

* 本文系教育部哲学社会科学重大课题攻关项目“信息技术支持下的教育教学模式研究”(项目编号：14JZD044)研究成果。

2016年4月16日

石映辉：博士，讲师，研究方向为信息化教学绩效评估(yhshi@mail.ccnu.edu.cn)。

杨浩：“楚天学者”特聘教授，博士生导师，院长，研究方向为信息化教育(harrison.yang@oswego.edu)。

吴砥：博士，教授，博士生导师，研究方向为教育信息化发展战略、教育信息化绩效评估等(mr.wudi@163. com)。