教育游戏对小学比较类问题解决的影响研究——以数学问题表征为视角

摘要

自上世纪80年代Mayer提出著名的数学问题解决经典理论以来，能否正确地表征数学问题被认为能否成功解决数学问题的关键。在传统教学中，数学问题解决的教学更多地关注在数学算术运算的策略上，而非如何形成正确的表征。大量实验研究表明，相对于合并问题、变换问题，由于涉及关系句的表征，儿童在表征比较类问题时最为困难。以往的研究中大多采用简单的比较类型问题（一级比较）为实验材料，以低年级儿童为实验对象，并且缺少信息技术支持。四年级作为义务教育课程标准第二学段的开始，处于学习分化的关键时期，数学课程的学习也从具象过渡到抽象，是数学学习的关键时期。这个关键时期不仅体现在学生学习能力和情感的快速发展上，还体现在具体的学习要求上。《义务教育数学课程标准》在“解决问题”模块学习中明确提出“进一步认识到数据中蕴含着信息，发展合情推理能力，能有条理的思考，能比较清楚地表达自己的思考过程和结果”，这说明对数学问题表征能力提出了明确要求。
　　在信息技术支持下，教育游戏是根据特定的教育目的而开发的游戏，兼具娱乐性和教育性，相对于传统的问题解决策略教学而言，具有情境化、可交互、寓教于乐的优点。这样的教育游戏既可以用于传统教学课堂辅助教学，也可以用于学习者课后有针对性的查漏补缺。所以笔者假设，从教育游戏辅助学习的角度出发，开发基于问题表征的教育游戏作为学习工具，让学生在轻松愉快地情境下学习知识，有利于提升四年级比较类问题低表征正确率学生的问题表征正确率。所以本研究的重点是基于教材分析和已有研究成果的前提下，设计基于问题表征的教育游戏，并将开发出来的教育游戏投入教育实践，验证其对四年级比较类问题低表征正确率学生表征正确率是否有正向影响。
　　研究的基本过程是:首先通过文献分析，整理数学问题表征、问题表征策略学习以及比较类问题表征的相关国内外研究成果，以及现有结论;然后分析人教版和苏教版小学数学教材，结合《义务教育课程标准》，分析四年级学生比较类问题题型和学生掌握的表征方法，确定四年级比较类问题题型;接着根据不同比较类问题题型，设计具体的数学问题表征步骤，在此基础上运用Flash程序软件开发教育游戏并提出假设;最后筛选符合条件的被试，将教育游戏（基于情境）与纸质工具（将教育游戏的题目以纸质的方式呈现）两种形式的学习工具投入实验，验证假设。
　　研究的主要结论是:无论是教育游戏还是纸质工具，两种基于问题表征的学习工具对四年级比较类问题低表征正确率学生的整体表征正确率都有正向影响，但是在不同的题型上两种实验工具表现的效果不一样，在“差异量未知”和“语词与运算不一致”题型上教育游戏能显著提升四年级低表征正确率学生的表征正确率，在“语词与运算一致”题型上则没有，而纸质工具在“语词与运算一致”题型上对四年级低表征正确率学生的表征正确率有显著的提升作用，在“差异量未知”和“语词与运算不一致”题型上则没有显著提高作用。相对于教育游戏和纸质工具，常规的普通训练，即没有解题步骤训练，则前后测成绩无明显差异。

目录

声明

摘要

图目录

第1章 绪论

1．1 研究背景及动机

1．1．1 特殊的问题解决类型：比较类问题

1．1．2 特殊的年级：小学学习分化的四年级

1．1．3 从义务教育数学课程标准看“数的运算”

1．1．4 从教育游戏的角度出发，以问题表征理论支持游戏设计

1．2 研究意义

1．2．1 理论意义

1．2．2 实践意义

1．3 研究框架

第2章 文献探讨

2．1 名词释义

2．2 数学问题表征相关研究

2．2．1 国外数学问题表征相关研究

2．2．2 国内数学问题表征相关研究

2．3 比较类问题相关研究

2．4 表征策略学习的相关研究

第3章 研究总体设计

3．1 问题提出

3．2 研究思路

3．3 研究目的

3．4 研究内容

3．5 研究方法

第4章 基于教材的比较类问题题型分析和学生表征方法分析

4．1 人教版小学数学教材比较类问题教材内容具体年级分析

4．2 苏教版小学数学教材比较类问题教材内容具体年级分析

4．3 苏教版小学数学教材“解决问题的策略”教材内容分析

4．4 基于课程标准和思维发展规律对学生表征方法的分析

第5章 基于比较类问题题型问题表征的教育游戏设计思路

5．1 四年级小学数学二级比较类问题题型分类

5．2 二级比较类问题题型问题表征教育游戏设计

5．3 二级比较类问题题型问题表征分步设计

5．3．1 句子表征设计

5．3．2 关系句表征设计

5．3．3 整体表征设计

5．4 教育游戏开发

第6章 教育实验研究

6．1 研究假设

6．2 方法

6．2．1 实验对象

6．2．2 实验材料和工具

6．2．3 实验设计

6．2．4 实验过程

6．3 数据收集和处理

6．4 实验数据分析

6．4．1 K-S正态分布检验

6．4．2 配对样本T检验

6．4．3 独立样本T检验

6．5 实验结论讨论

6．5．1 验证假设

6．5．2 实验结论讨论

第7章 结论与展望

7．1 研究结论

7．2 研究创新

7．3 研究不足与展望

附录

参考文献

致谢