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基于CiteSpace的信息技术与数学教育的深度融合研究.pdf
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1、 133 科学视界/2023年8月(上)现代信息技术与科学研究面对 21 世纪课程体系改革以及教育信息化发展的新趋势,信息技术在教育领域中的应用逐渐规模化,信息技术与数学课程整合成为占主导地位的课程学习方式和方法。我国的国家教育信息化十年发展规划(20112020 年)义务教育课程标准(2011 年版)普通高中数学课程标准(2017 年版)等一系列文件也对信息技术深度融合数学课程提出了新的要求,重视信息技术在教学中的运用。当前,我国基础教育领域进行的一场深层次的教育改革“双减”,其意在减轻学生负担,促进学生在德、智、体、美、劳上的全面发展。那怎样才能做好双减的“加减法”呢?信息技术在这里大有可
2、为。信息技术与数学教育的深度融合研究,对于高质量推进“双减”政策、落实数学教育改革要求具有重要意义。因此,基于文献计量学方法,对知网收录的北大核心及 CSSCI 来源的期刊文献进行分析,通过总结研究现状、研究热点、研究内容等,为后续的信息技术与数学教育的深度融合研究提供参考。一、数据来源与研究工具(一)数据来源以中国知网作为数据来源,在高级检索条件下,以“信息技术”和“数学教育”或“数学教学”为主题,检索北大核心及 CSSCI 来源的期刊文献。根据标题与内容人工筛选文献样本,剔除报刊、会议、通知等不相关内容,最后得到 421 篇有效分析文献。(二)研究工具及方法采 用 文 献 计 量 法 和
3、内 容 分 析 法,并 借 助CiteSpace5.6.R3 软件,从文献年度分布、作者及机构情况、关键词分布、研究内容等方面进行多维度分析。二、文献年度分布文献的年度分布情况具有重要的统计学意义,从中可以获知某一课题研究的主要内容及动态发展进程。统计各年份的文献发表情况,并通过线性拟合得到论文数量随时间分布的回归曲线,结果见图 1。从图 1 可以发现,该领域研究发文数量总体呈现上升趋势,局部波动活跃。文献年度分布情况分为三个主要阶段:首先是初步发展阶段(19982002 年),其间共发文14篇;第二阶段为兴盛阶段(20032016年):2003-2004 年发文量激增,分析具体文献内容,发现
4、这主要是因为 2003 版普通高中数学课程标准实验的颁布,课标中提倡实现信息技术与课程内容的有机整合。该阶段发文量为337篇。第三阶段为缓慢发展阶段(20172021 年),发文增长趋势放缓,共有 70 篇。但相信伴随着技术的发展和新课改的要求,会涌现出更多的优秀研究成果,迎来又一波研究高潮。三、研究内容分析深入研读文献,并结合关键词分布,将研究内容分为以下几个方面。(一)动态几何软件在教学中的应用几何画板是图4中的重要节点之一,因其易于操作,功能强大等特点,被广泛运用于教学中。石树伟借助几何画板工具,敏锐地发现正方形与圆的教学内容中数学史的融合点,取得了不错的教学效果。这次尝试也为克服数学史
5、和数学结合的瓶颈提供了宝贵的解决方案。有的学者也推荐将 GeoGebra 引入课堂中进行使用。伍春兰、李红云在北京某初中学校开展“基于 GGB 的数学实验”的校本课程实践,以四边形全等条件的探究为例,说明学生如何在 GeoGebra 环境下进行探究学习,并提出强化信息技术与数学教学融合的四个意识从而形成“课堂用、经常用、普遍用”的信息化教学新常态。而另一款动态几何软件超级画板是在 2000 年左右走进课程教学的,以其参数化的思想打破了几何基于CiteSpace的信息技术与数学教育的深度融合研究金邹靖(扬州大学 数学科学学院,江苏扬州,225002)摘 要 信息技术与数学教育的深度融合已成为21
6、 世纪以来我国数学教育界的关注热点。借助CiteSpace5.6.R3软件,对检索的中国知网文献数据进行年发表量、作者及机构合作情况、关键词共现分析,并结合具体文献内容进行深入分析。回顾信息技术与数学教育的研究,可以发现:研究作者之间合作较少;研究热点集中于整合、课程、数学探究等;研究内容主要为几何画板等动态几何软件、图形计算器等计算机代数系统、信息技术与数学课程整合、教学模式与教学设计、基于 TPACK 的研究以及资源建设与开发。关键词 信息技术;CiteSpace;数学教育中图分类号:G350 文献标识码:A 文章编号:1002-1221(2023)22-0133-03图 1 信息技术与数
7、学教育的融合研究成果发文量 134 科学视界/2023年8月(上)现代信息技术与科学研究画板“一统天下”的局面。唐彩斌等通过将我国自主研制的超级画板软件应用于小学教学的实践研究,验证并阐述了软件在教学中起到的积极作用。徐章韬、张景中又以直线与二次曲线的交点问题在超级画板中的呈现为例,进一步表述超级画板的教育、教学价值。(二)图形计算器等计算机代数系统在教学中的应用图形计算器是一种依据数学学科特点而设计的手持式信息技术,是进行数学实验和探究教学的一种有力工具。吴绍兵等从认知科学的角度出发,并结合具体的教学案例,探讨了图形计算器在数学概念精加工中的作用。秦德生认为 CAS 是高等数学教学中不可替代
8、的认知工具,它可以使自主探究、实践操作和互动交流等方式等到具体体现,强化学生掌握数学本质,促进数学能力的提升。高雪松、金宝铮、张敏等结合具体课例应用,探讨在概率统计、解析几何等内容学习中的重要实践价值。除了对动态几何软件和计算机代数系统的教育价值探讨外,学者们也进行着反思。针对国家每年投入大量经费用于购买国外软件的情况,张景中将几何画板,超级画板,Math3.0 这三款具有代表性的国内外数学教育软件进行比较,指出其各自的得失,分析它们与我国教育的适配程度,进而论述了积极推广优秀国产软件的可能与必要性,并对如何评价、选择教育软件给予一些建议。尚晓青调查分析西安地区应用 DGS 及相关的支持平台进
9、行教学的情况后,提出了一些参考性建议:教师应转换观念,在了解技术、掌握技术的基础上,去应用技术。在使用中,需要根据学生水平把握一个“度”,同时也不局限于一种教学模式;学生有必要去学习和了解技术,能够自主的进行探索学习;有关的教育部门应注重教师尤其是职前教师的信息素质培养。胡耀华希望在借鉴国外有关图形计算器环境下的数学学科评价研究成果的同时,也要注意以下几点:首先,要通过教会学生合理使用计算器、采用多种评价方式等合理的方法,解决目前科学计算器引入教学后产生的一些问题;其次,计算器类的技术应与数学课程进行全方位且深层次的整合不仅是在教学中应用,而且也应进入课标、教材以及评价体系中;最后,有关计算器
10、进入考试给试题带来的变化,以及是否需要通过考试倡导计算器的使用的问题,需要研究者们认真总结和学习国内外经验,继续深入研究。总之,信息技术要与数学课程整合成功,仍需要更多的思考与关注,“假于物,授之渔,师生都将远行”。(三)信息技术与数学课程整合研究该内容包含对“整合”内涵的解读、问题与对策的宏观研究。信息技术与数学课程有着密不可分的关系,学者们从不同的理论视角对“整合”进行着深入探讨。张定强认为整合的实质是发展,也就是说在创新基础上使教师、学生、资源都得到全面和谐的发展。乔连全和高文从数学问题解决功能的转变来谈信息技术与数学教学的整合。石翠芸、张艳萍等也阐述了信息技术与不同学段的数学课程整合的
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