初中数学教师数学教学知识的发展研究——基于数学知识向数学教学知识的转化

摘要

教师知识的发展一直以来是教师专业发展的一个重要部分。对于数学教师来说，并非只要具备充足的数学知识就能成为一位好的数学教师，还需要具有针对特定数学内容的教学知识，即数学教学知识。它是数学教师专业性的重要体现，是区别数学教师与数学家、数学教师与其它学科教师的重要特征。数学教学知识的发展作为数学教师专业发展的核心，影响着教师的数学教学行为、影响着数学课堂教学的质量，对教师专业成长的意义重大。 新一轮数学课程改革提高了对教师数学教学知识的要求，但在课程实施的过程中，教师的数学教学知识发展状况不容乐观；在职前和职后教师的培养中，教师数学教学知识的发展处于一种被忽视的状态。由于数学教学知识概念本身的抽象性及内涵的广泛性，以及其发展机制的不明确性，使得已有的关于教师数学教学知识的研究中很少有切实可行的发展办法。基于我国数学教师长期注重数学知识的专门学习，本研究以“如何有效地实现初中数学教师数学知识向数学教学知识的转化，以促进其数学教学知识的发展?”为核心问题，在对数学教师数学知识向数学教学知识转化(以下简称“教师知识转化”)的内涵进行探究的基础上，采用新手与专家型教师比较的研究范式，运用个案研究与调查研究相结合的方式重点探讨了初中数学教师知识转化的影响因素，尝试架构了促进其数学教学知识发展的策略，并运用微型实验法对策略的有效性进行了初步检验。通过研究，获得以下的初步结论： 其一，关于教师知识转化内涵的研究得出：教师知识转化的起点是教师所拥有的数学知识，由数学本体性知识、关于本体性知识的组织结构的知识、数学思想方法的知识等三大部分构成。教师所拥有的数学教学知识作为转化的目标，不能简单地等同于“数学知识+教学知识”，它是一种综合性知识，主要由两大类五方面的知识构成：特定数学内容与教学联合的知识(包括对数学知识的组织、表述的知识)、特定数学内容与学生联合的知识(包括关于学生的认知特点和误解、学生学习困难、处理学生学习误解和困难的策略的知识)。从外在来看，教师知识转化过程由理解、表征、适应三个环节构成，由此实现教师对某一数学知识归类与解释、表达与呈现、调整与适应，以满足学生的个性特点和需要。从内部来讲，教师知识转化的过程是在已有的数学知识和经验的基础上，同化和顺应一般教学法知识、关于学生的知识、关于数学课程和教科书的知识、以及关于教学情境的知识，主动建构出数学知识教学认知图式的过程。 其二，关于初中数学教师知识转化的影响因素研究分为两个阶段，第一阶段，运用个案研究法对6位数学教师关于《图形的平移与旋转》、《四边形性质探索》和《一次函数》这三个单元的教学进行了课堂观察、录像编码和深度访谈，得出新手教师与专家型教师在知识转化上的主要差异表现在六个方面，即对数学知识的理解程度不同、对教学任务运用的水平不同、所使用的呈现方式不同、使用呈现方式要达到的目的不同、对教科书上的任务的调整情况不同、对表征的适应性的关注程度不同。并在差异研究的基础上，通过深度访谈了解到造成两类教师以上差异的原因大致可以归纳为三个方面：教师所拥有的知识、教师所持的观念、教师所拥有的经验。这为下一阶段进一步探寻教师知识转化的影响因素奠定了基础。 第二阶段，以个案研究的结论为依据，设计问卷对8所中学的150名初中数学教师进行了调查分析，得出初中数学教师知识转化的主要影响因素及其影响程度。总的来说，对初中数学教师知识转化影响最大的是教师的经验系统，其次是教师的观念系统，再次是教师的知识系统。具体来说，影响的直接因素有三个，按影响程度由大到小，它们依次是教师的数学教学经验、教师的问题解决取向的数学观、教师对数学知识理解的贯通度。有间接影响的因素有教师的个人教学效能感、教师的一般教学效能感、教师对数学知识理解的深度、教师对数学知识理解的广度、教师的工具主义取向的数学观等五个因素。 其三，教师知识转化的内涵及影响因素的研究，为促进教师数学教学知识发展策略的建立提供了重要的依据。结合已有的关于教师专业发展的策略，运用认知负荷理论，本研究尝试架构了促进初中数学教师数学教学知识发展的策略——“基于概念构图的行动学习”，该策略以概念图为载体，注重教师知识系统、观念系统、经验系统的整体调动，注重“操作——图式”的活动方式，实现了数学教学知识的外化与内化的结合，实现了自我反思与同伴互助、专业引领的一体化。并运用微型实验研究的方法，初步验证了该策略的有效性。 本研究的创新之处在于：首次提出了通过数学知识向数学教学知识的转化这一新视角来研究教师数学教学知识的发展；运用扎根理论的研究方法定性和定量地尝试探究了教师知识转化的影响因素，运用概念构图的方法初步分析和促进了教师的知识转化；尝试提出了促进初中数学教师数学教学知识发展的策略——“基于概念构图的行动学习”。本研究的不足之处：受研究条件的限制，研究样本的选取范围、层次与数量只局限于小范围，微型实验只采用个别试点的方式，其实验结果有待进一步验证和推广。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引论

1.1研究的背景

1.1.1数学教学知识成为数学教师专业发展的新视角

1.1.2数学课程改革对数学教学知识的新要求

1.1.3数学教师教育中数学教学知识发展的缺失

1.2研究的问题及意义

1.2.1研究问题

1.2.2研究意义

1.3研究的思路与论文的结构

1.3.1研究思路

1.3.2论文结构

第2章文献综述

2.1关于教师知识结构的研究

2.1.1国外关于教师知识结构的研究

2.1.2国内关于教师知识结构的研究

2.1.3数学教师的知识结构

2.2关于教师学科知识的研究

2.2.1学科知识的含义

2.2.2学科知识的重要性

2.2.2数学领域中对学科知识的研究

2.3关于教师学科教学知识的研究

2.3.1教师学科教学知识的内涵及其演变

2.3.2教师学科教学知识的结构

2.3.3教师学科教学知识的发展

2.4关于教师知识转化的研究

2.4.1教师的学科知识向学科教学知识的转化

2.4.2数学知识的学术形态向教育形态的转化

2.5关于新手与专家型教师的教学比较的研究

第3章数学教师数学知识向数学教学知识转化解析

3.1教师数学知识向数学教学知识转化的内涵分析

3.1.1对“教师的数学知识”的认识

3.1.2对“教师的数学教学知识”的认识

3.1.3对“教师数学知识向数学教学知识的转化”的认识

3.2教师数学知识向数学教学知识转化的理论探析

3.2.1从建构主义理论看数学教师数学知识向数学教学知识的转化

3.2.2从知识整合理论看数学教师数学知识向数学教学知识的转化

3.2.3从默会知识理论看数学教师数学知识向数学教学知识的转化

3.3教师数学知识向数学教学知识转化的过程结构分析

3.4初中数学教师数学知识向数学教学知识转化的理论分析框架

3.4.1教师数学知识向数学教学知识转化与教学表征的关系

3.4.2初中数学教师数学知识向数学教学知识转化的理论分析框架

第4章初中数学教师数学知识向数学教学知识转化的影响因素初探

4.1研究的设计与过程

4.1.1研究总体与样本

4.1.2研究工具

4.1.3数据收集与日程

4.1.4数据处理和分析

4.2案例(一)的结论：《图形的平移与旋转》单元新手与专家型教师知识转化的比较

4.2.1教师AN与教师AE知识转化差异的比较分析

4.2.2教师AN与教师AE知识转化差异的原因分析

4.3案例(二)的结论：《四边形性质探索》单元新手与专家型教师知识转化的比较

4.3.1教师BN与教师BE知识转化差异的比较分析

4.3.2教师BN与教师BE知识转化差异的原因分析

4.4案例(三)的结论：《一次函数》单元新手与专家型教师知识转化的比较

4.4.1教师CN与教师CE知识转化差异的比较分析

4.4.2教师CN与教师CE知识转化差异的原因分析

4.5个案研究总结

4.5.1新手教师与专家型教师在知识转化上的差异

4.5.2新手教师与专家型教师知识转化差异的原因

第5章初中数学教师数学知识向数学教学知识转化的影响因素再探

5.1研究对象

5.2研究工具

5.3研究方法

5.4研究结果

5.4.1教师知识转化的水平分析

5.4.2教师的知识系统与教师的知识转化水平的相关分析

5.4.3教师的观念系统与教师的知识转化水平的相关分析

5.4.4教师的经验系统与教师的知识转化水平的相关分析

5.4.5各影响因素对教师知识转化的影响程度分析

5.5结论与讨论

5.5.1研究结论

5.5.2对结论的分析与讨论

第6章促进初中数学教师数学教学知识发展的策略研究

6.1制定初中数学教师数学教学知识发展策略的依据

6.1.1基于教师专业发展策略的相关研究

6.1.2基于教师数学知识向数学教学知识转化的过程结构及影响因素

6.1.3基于认知负荷理论

6.2促进初中数学教师数学教学知识发展的策略——基于概念构图的行动学习

6.2.1“基于概念构图的行动学习”策略的含义

6.2.2“基于概念构图的行动学习”策略的基本特征

6.3促进初中数学教师数学教学知识发展的微型实验研究

6.3.1实验目的

6.3.2实验设计

6.3.3实验过程

6.3.4实验结果与分析

6.4结论

第7章结论、建议与反思

7.1研究的主要结论

7.1.1关于教师数学知识向数学教学知识转化的内涵

7.1.2关于影响教师数学知识向数学教学知识转化的主要因素

7.1.3关于促进教师数学教学知识发展的策略

7.2建议

7.2.1对职前数学教师知识发展的建议

7.2.2对在职数学教师知识发展的建议

7.3研究的不足与展望

7.3.1本研究的局限性

7.3.2后续研究展望

参考文献

附录

致 谢