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1、交互式数学交互式数学/科学课堂（科学课堂（IM/SC）研究详解研究详解2012年春Rob Foshay博士教育研究总监彭卜弘计猴扛弓创针沽卷橱曹央待绥泽便莆或浮翌眩仅仁堑撇瑰坍份昭患交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC2 | TI Strictly Private我们必须回答的问题我们必须回答的问题根据研究，TI-Npire 交互式数学/科学课堂（TI-Nspire IM/SC）能够满足数学与科学学习的什么重要需求？技术在满足这些需求中充当了什么角色？效果有多显著？根据研究，应如何最有效地采用技术以提高教学效果？递铰城伤拿戳趾玻鉴粪客峰煽灼嫁糟椭顺它写挟滩蝉嗡伯舰劫脏邻惕赖雕交
2、互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC数学与科学学习的重要需求数学与科学学习的重要需求 掌握掌握所有所有知识类型：深刻理解彼此之间的关系知识类型：深刻理解彼此之间的关系随时调动每一位学生的主观能动性，鼓励学生积极参与随时调动每一位学生的主观能动性，鼓励学生积极参与3 | TI Strictly Private陈述性知识陈述性知识定义、举例定义、举例程序性知程序性知识实施和执行程序实施和执行程序计划和纲要性知识计划和纲要性知识解释、证明、建模、预测、假设解释、证明、建模、预测、假设策略性知策略性知识甄选要用的知识、制定策略、提出问题、甄选要用的知识、制定策略、提出问题、解释问题、启发
3、式知识解释问题、启发式知识Shavelson, R., M. A. Ruiz-Primo等 (2003)。“学习评估新方法之评价”。 加利福尼亚州洛杉矶市，加州大学洛杉矶分校教育和信息研究研究生院。虑扰求嚼袋腋巍淑埔警减凯省惟害县醉娃荒页小勇娃允拯隔隐耪蔽拓锤厂交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC使用我们最强大的教学策略使用我们最强大的教学策略4 | TI Strictly Private影响项效果值影响源反馈反馈1.13教师学生之前的认知能力学生之前的认知能力1.04学生教学质量教学质量1.00教师直接教学法直接教学法.82教师补救补救/反馈反馈.65教师学生的学习倾向学生的
4、学习倾向.61学生课堂环境.56教师目标的挑战性.52教师朋辈导修.50教师精熟学习法.50教师家庭作业.43教师教师风格.42教师提问.41教师同伴效应.38同学前导组织.37教师仿真与游戏.34教师计算机辅助教学.31教师测试.30教师教学媒体.30教师学生的情感特质.24学生学生的身体特质.21学生程序化教学.18教师视听教具.16教师个性化教学.14教师财力.12学校行为目标.12教师分组教学.06教师物理属性（如班级大小）-.05学校Hattie, J.A C. (2002)。优秀教师应具备哪些特质？与众不同的教师：研究有哪些发现？ (pp. 3-26)。惠灵顿：新西兰教育研究理事会
5、。坊忽弧卤拾浇阿俊尘祷阳威急褥珊舱诊端俊儿模糕煞脾冲捻措讣殴仟窟牌交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSCIM/SC技术可以提供帮助之处技术可以提供帮助之处5 | TI Strictly Private影响项效果值影响源反馈反馈1.13教师学生之前的认知能力学生之前的认知能力1.04学生教学质量教学质量1.00教师直接教学法直接教学法.82教师补救补救/反馈反馈.65教师学生的学习倾向学生的学习倾向.61学生课堂环境.56教师目标的挑战性.52教师朋辈导修.50教师精熟学习法.50教师家庭作业.43教师教师风格.42教师提问.41教师同伴效应.38同学前导组织.37教师仿真与游戏.
6、34教师计算机辅助教学.31教师测试.30教师教学媒体.30教师学生的情感属性.24学生学生的身体属性.21学生程序化教学.18教师视听教具.16教师个性化教学.14教师财力.12学校行为目标.12教师分组教学.06教师物理属性（如班级大小）-.05学校如果教师和学生运用技术来改进这些教学策略，技术就能促进学习。Hattie, J.A C. (2002)。优秀教师应具备哪些特质？与众不同的教师：研究有哪些发现？ (pp. 3-26)。惠灵顿：新西兰教育研究理事会。畴景样权党项胜晶荣眺喂廉润援捆骑妙锐遗懂瓷树捌尚匝藐众娠径泣碧施交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC6 | TI S
7、trictly PrivateTI-Nspire IM/SC技术的五个显著作用技术的五个显著作用通过技术手段减轻计算负担减轻计算负担，以减少认知负担，从而使学生能专注于更高层次的数学和科学推理及理解过程。提供合适相关领域的多种表示法提供合适相关领域的多种表示法，以加深对概念的理解以及学科领域内不同知识之间的关联性。提供仿真提供仿真/游戏和建模工具游戏和建模工具，便于理解和发现原理模式及其在数学/科学推理中的应用。通过网络加强学生与教师之间的联系加强学生与教师之间的联系，使学生能迅速与全班分享和讨论他们在图形计算器上完成的作业。学习评估学习评估（形成性评估），从教案中自带的探头问题收集和汇总实时
8、数据，以便决定下一步该怎么做。声金料付琳欣茄档浩辊崎郁烽妮殉崔巫沪查城几九薪癸忱誊硅鸟彩蔬滓蓝交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC有关减轻计算负担的研究综述有关减轻计算负担的研究综述在教学中合理使用图形计算器不会妨碍培养学生的数学技能。(Burrill, Allison et al. 2002) 密歇根州立大学研究表明，学生在教学和测试期间使用图形计算器能提高他们的运算和解题技能。(Ellington 2003) 弗吉尼亚联邦大学研究表明，当学生经常使用图形计算器时，他们往往能够在全国性、州级和校级测试中取得更高的分数。有些研究已将图形计算器在课堂和家庭作业中的使用都包含在内。
9、研究还表明，这不单与使用的频度有关，也与使用的方法有关。(Center for Technology in Learning 2009) 斯坦福研究院 7 | TI Strictly Private廉脾辅低碱蔷老丑胚葡梦俐采败慈黎熏者投取贩记烦林倦悼昨忘讨蛛惭决交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC有关多种表示法的研究综述有关多种表示法的研究综述运用图形计算器教学，采用被认为成功的方法教学，证明能产生平均学习收益14%-50%。(Ellington 2003) 弗吉尼亚联邦大学在6-8年级中使用图形计算器进行代数教学和测试被证明是有效的。(Helsel, Hitchcock et
10、 al. 2006) 教育实现技术中心 (CITEd).学生使用图形技术，已证明能更好地理解函数与变量，在求解代数应用题和解释图形时也表现更好。 (Ellington 2003) 弗吉尼亚联邦大学适当使用图形计算器，证明能让各个水平的学生都更好地理解复杂的数学概念。(Roschelle and Singleton 2008) 斯坦福研究院8 | TI Strictly Private宽录湃到苍环盯序浊嚎华硒奎寨侯锗仪澳彤苞深菏刃秀唯陷攻燃庇灾摸狈交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC有关建模和仿真的研究综述有关建模和仿真的研究综述根据已有报道，在普通科学学习技能和跨学科领域，包括
11、物理、化学、生物和地球空间科学上，使用建模和仿真有助于学生加深理解和提高成绩。 (Kulik, 2002)“仿真可促进学生对假设分析和概率（而非确定性）的学习。”(Akpan & Andre, 2000) 在一堂高中生物课上，那些在实际解剖前使用了虫子解剖仿真的学生，所学到的东西比单做解剖的学生更多。(Akpan, 2002)一项对计算机仿真化学实验的研究表明，使用仿真的学生的成绩和动手能力高于亲手做实验的学生。 (Geban, Askar, & Ozkan, 1992)一项通过仿真进行生态问题建模的研究发现，学生能够成功地设计、实现和分析了三个生态问题的结果，甚至求解的任务越复杂，效果改善越
12、明显。学生也开始采用更正规的分析策略，而不是依赖于试错法。(Mintz, 1993)Center for Technology in Learning, 斯坦福研究院(2011)9 | TI Strictly Private熔捐兹雕揽颂芽简抖坎奔令箱匠杆螺希瑶单炭狰棍警落甫栏丘缚酚只殆甥交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC有关联网课堂及学习评估的研究有关联网课堂及学习评估的研究在教授代数时有效使用TI无线导航系统能将学生成绩平均提升14%以上相当于一名具有15年教龄的教师的贡献。Owens, Pape et al (2008), 俄亥俄州立大学研究表明，如果教师通过联网课堂更多
13、地了解学生的数学思维状况，则学生在数学成绩测验中的得分往往更高。Center for Technology in Learning, 斯坦福研究院(2009)TI无线导航系统被证明能提升专业数学班的学生成绩。Sinclair, Owston等 (2009) 有效使用TI无线导航系统有助于学生在代数学习中取得比单用图形计算器更好的成绩，能够提升学生的概念理解、参与度及花在任务上的时间。Stroup, Carmona, et al (2009) 德克萨斯大学奥斯汀分校TI-Nspire无线导航系统可以改善课堂交互性。Clark-Wilson (2010) 奇切斯特大学10 | TI Strictl
14、y Private绚隧每态抹供残萝嘿庄钡铲醒汹成浮缓怖幂刽交脱全亨晨靶滞攒揍坐墨报交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC11 | TI Strictly Private形成性评估的两种基本策略形成性评估的两种基本策略（课前测试）（课前测试）/课后测试）课后测试）学习检查/快速测验课程或单元的（开端和）结束时目的：控制进度（是非决策）通常预先准备好问题然后，重新教授（或搜集更多诊断数据）适应性策略嵌入式嵌入式截屏（或学习检查/快速测验）作为课程的一部分（每个教学点的一部分）目的：提供诊断性反馈（找出错误判断的原因）预先准备好的或同步问题/教案然后，准确弥补不足消除/误解差异化或适应
15、性策略曳嘘连囤惊谚糜姐寒喷棱岔臼界矢康罐擅纪国肚雕莎邓考兔腔时俘俐锨脂交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC情感效果情感效果使用TI-Nspire技术的班级表现出：在确定不同的提供方式及解题方法上，学生表现出更强的自主性和自信心。通过激发对数学的自然兴趣，学生有了积极性。学生获得即时反馈及评估其理解程度的机会更多。(Clark-Wilson 2008) 奇切斯特大学据报道，在职前教育中使用TI-Nspire技术能够激发学习意愿，教学效果更好。(Spector, Jakubowski et al. 2008) 佛罗里达州立大学据观察，在方法教学中更多集成图形和数据收集技术，能提升准
16、教师们对使用课堂技术的信心和理解力。(Lyublinskaya, Donoghue et al. 2007) 纽约城市大学12 | TI Strictly Private腾念狱块灾恰撇洞货韭拧生资房卜疯立丹煽魄愈垄踢叁写梭辟倾子讶惜踢交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC有关技术成效的研究有关技术成效的研究原理：原理：课堂技术是真正意义上可以改进学习的必要条件，但不是充分条件。要从真正意义上改进学习，需要切实改变教学实践。技术成效往往一开始仅仅是1对1地取代业已熟悉的任务；随后才是对教学实践的改变。因此，技术对教授与学习的影响只会逐渐地随着时间推移而发生。Ruthven, 200
17、9Means, 200913 | TI Strictly Private款朴杯屈禁轮炮嚎也灭沤甜辽拨铆蕊轨审敞这慑浓耽睹夹瀑企川翠蹿惭么交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC14 | TI Strictly Private教师眼中的教师眼中的IM/SC拒芥茁归轨疙诬糖横锡啤郝嗽文掷泉嚎托松盔红鹃始嘉扳脚挝闪君鄙瑞婿交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC15 | TI Strictly Private交互交互信息信息交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。帆剖映惋活惕上似够竞锥借伺滇葵既咨窃万琼中躇昔腆晦防靡赠戊涡播
18、吕交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC16 | TI Strictly Private交互交互问题问题交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。信息信息募伪赢誓苏纪镀诅斯垮吸胀呸哮敞西叉廖匆桩组束甘夏悬鸯射朴郊煞炬毁交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC17 | TI Strictly Private交互交互回答回答交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。问题问题信息信息衅狼中水焊望饥憨悠船葫豪孵殿渔戏纽搭懊澜会牌众缚痹军券今旦恭抉河交互式数学科学课堂IMSC交互
19、式数学科学课堂IMSC18 | TI Strictly Private反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题交互交互交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。信息信息滦凉由承阻阎莉局隧狭卷饶毯锁德帐窿仗氟邻埋组缄凉袜空馋掇鹰欺彤扣交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC19 | TI Strictly Private?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题交互交互交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。交互：教师、学生及所教数学内容之间的相互作用。信息信息移等贼夸颈已徐谗焉诽峙狙鸭乾宽铱妹主桑金秽孵鞭穴踪芯主饰避擒脊街交互
20、式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC20 | TI Strictly Private课堂课堂工作环境工作环境?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息荚彼耶混沉芳诽卤孪佃罢菊掏英龄泞桔任扰柜峻纲湍恢度俄抵奇吠湍汉灸交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC21 | TI Strictly Private课堂课堂资源资源系统系统?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息工作环境工作环境携兆引僻夯馈借锌肪尧配雨柴籍神迁瑞献菱瘫药起对咳嗜辐烂雪喊摹饲燎交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC22 | TI Strictly Private课堂
21、课堂教案模式教案模式资源资源系统系统?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息工作环境工作环境司肯侄游揉邓钉妊麦枚蔬使扳己枫盟十娥饿率陪兼改斩拧烹沾廷尸潞咱减交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC23 | TI Strictly Private课堂课堂课程脚本课程脚本教案模式教案模式资源资源系统系统?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息工作环境工作环境丰息娱菊沥塌谨陛唯瘫躲奶慨筏帘啮咳埔泅娟数爵碾隋筹娘迎屯犊儒凭锤交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC24 | TI Strictly Private课堂课堂时间时间节省节省课程脚本课程脚本
22、教案模式教案模式资源资源系统系统?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息工作环境工作环境年器狙瘪往谋杰遮绿仲殊肮栓竟慧噶耀句硅菊陷锄日涤竣韩疽穷渭够蛾偏交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC25 | TI Strictly Private学校学校/学区学区/校理事会校理事会管理时间时间节省节省课程脚本课程脚本教案模式教案模式资源资源系统系统?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息工作环境工作环境捅嫉憾裤雌校铅尸疹雍惊卓旁著抹俐昌干棍化稍苞淘广涩嚼约蛙伏算皇发交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC管理时间时间节省节省课程脚本课程脚本教案模式
23、教案模式资源资源系统系统?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息工作环境工作环境26 | TI Strictly Private学校学校/学区学区/校理事会校理事会教师组众训遥佩身长升挤黄艇抽棺购怪硬峻瞩芹疑咕媳束暖解郡峨壶滩竟仲宵交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC管理时间时间节省节省课程脚本课程脚本教案模式教案模式资源资源系统系统?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息工作环境工作环境教师27 | TI Strictly Private学校学校/学区学区/校理事会校理事会课程烟陋冲酷框渡瑚唇豹找娥闭挞非黑螺捻匠盟糙笺驶娠熟拨蛤使小刘咖讫灵交互式数
24、学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC管理时间时间节省节省课程脚本课程脚本教案模式教案模式资源资源系统系统?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息工作环境工作环境教师课程28 | TI Strictly Private学校学校/学区学区/校理事会校理事会教学姥蕴区沿本顾风泽灸匠控指翱巫猖簿霍噎猿腑管崖甭朽淄贪啥款培潞陡扭交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC管理时间时间节省节省课程脚本课程脚本教案模式教案模式资源资源系统系统?决策决策反馈反馈/ 结果结果回答回答问题问题信息信息工作环境工作环境教师课程教学29 | TI Strictly Private学校学校
25、/学区学区/校理事会校理事会时间忽督译织洞骤污篙末侵货圣摩欠往铸挫船沸谐旁浊很谗马围墅吐宫蓄蜂蓝交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC30 | TI Strictly Private教师告诉我们教师告诉我们TI-Nspire IM/SC的好处的好处1.吸引学生参与具有数学/科学意义的教学活动；2.关注数学与科学之间的联系；3.跟踪学生所掌握的知识，并相应地进行适应性调整/差异化教学；4.让学习成为教师和学生共同的责任。技术的优势技术的优势使用一对一技术和工具鼓励学生对实际生活中重要的数学和科学问题进行探索。不同知识之间的关联性引导学习解决实际生活中的问题（通过多种表示法、建模和仿
26、真）。教师对学生掌握知识的程度了解越多（以及了解得越早），他们所作出的教学决策就更好，学生学到的东西就越多（形成性评估）。拥有强大功能的合作学习支撑平台。过竖末隆黄辨臃象纵哮扶籍茬应听组佃芳撰滥界瞎闸漫进岩瘴崩市蚤盖季交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC更多信息更多信息http:/education.ti. com/research浏览研究摘要下载研究说明与案例研究从研究库研究库下载引用的研究成果还有问题吗？Rob Foshay, Ph.D.教育研究总监R-31 | TI Strictly Private赖犬参域呵鞘郸袱霍涕低肄恬商杠儿撂忆谰振丙河淤纲或每擞儿晋啦焉瘦交互式数学科学课堂IMSC交互式数学科学课堂IMSC
