智慧学校环境下习题课教学与初中生数学成绩关联性实验研究*

卫德彬 阮 征 陈方勇 韩芬芬

（1.肥西县上派初级中学，安徽 肥西 231200；2.合肥师范学院 数学与统计学院，安徽 合肥 230601；3.卫德彬初中数学名师工作室，安徽 合肥 231200）

一、问题的提出

随着网络强国战略思想的提出，新一代信息技术在各领域均得到了广泛而又深入的应用，目前我国已积极推进信息技术与学校教育教学的全面融合。2018年4月18日安徽省教育厅发布《安徽省普通中小学智慧学校建设指导意见》，该意见要求各地积极推进智慧学校建设工作,由此掀起了智慧学校建设的浪潮。可以说，智慧学校是数字校园发展的升级阶段，是从“三通两平台”建设为标志的教育信息化1.0提升到2.0的重要举措。将其应用于初中数学习题课教学则有着深远的意义。它不仅能够以将信息技术与习题深度融合来激发学生的探究欲望，也能借助变式教学来使数学知识点得到拓展延伸，更能做到渗透数学史知识来为教材的知识点作补充，对于教师的发展和学生的数学学习均带来了无可比拟的优势[1]。为了验证初中数学习题课中应用智慧学校平台环境对学生的数学成绩能够有效性提升的设想，本文在对相关文献进行评述后，以肥西县上派初级中学的两个班为例设计并进行了实验，探索智慧学校环境下的习题教学与初中生数学成绩的关联性。

二、文献评述

1.关键词检索结果分析

任何实证研究都讲究有理有据：既需要理论支撑，又需要实践依据，本次研究也不例外，所以在进行实验前，分别在中国知网中对“智慧学校”、“初中数学习题课”、“智慧学校、数学”、“智慧学校、习题”、“智慧学校、初中数学习题课”、“智慧学校、初中数学习题课、初中生数学成绩”等关键词进行检索，检索结果如表1所示。

表1 关键词检索统计表

观察表1不难发现，对于“智慧学校”的研究相对较多，高达520篇，关于“初中数学习题课”的研究以总数265篇次之，而诸如像“智慧学校、数学”、“智慧学校、习题”、“智慧学校、初中数学习题课”、“初中生数学成绩”等将两者关联起来的关键词搜索结果则不到5篇，有的甚至为0，由此可见智慧学校环境与初中数学习题课的结合缺乏系统、深入的研究，所以本次基于智慧学校环境下的初中数学习题教学与初中生数学成绩关联性的实验具有广阔的研究前景。

2.相关文献综述

纵观相关文献，学者们对于智慧学校与初中数学习题课的研究各抒已见。

张奕华在《智慧教育与智慧学校理念》一文中指出智慧学校是指以学生为主体，通过智慧教育使学生的学习能够有更进一步的提升，并同时强调教师与学生彼此间的配合与高科技软件装备的活用[2]。

何晓东在《普通中学涌动的智慧“云”——关于普通中学智慧校园建设的研究及思考》一文中指出所谓智慧学校，就是在数字校园的基础上，建构一个智慧的校园学习、工作和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务为载体，将教学科研、学校管理和校园生活进行充分的融合[3]。

孙凡哲等人在《智慧型学校：创建、经营与发展》一书的第二章里阐述了“智慧学校”意指以“智慧的教育”作为办学理念并得以物化、理念实践化的学校。并提出智慧学校是催生智慧教育的特殊场地，更是启迪学生终生受用且智慧的优良环境和文化氛围[4]。

单巨东在《智慧教育下的初中数学微课教学资源开发应用研究》一文指出基于初中数学课程标准要求，如何使信息技术与教学深度融合、如何能够推动智慧教育的有效实施，将是我国教育值得深思和关注的问题[5]。

“智慧教育进入普通校园将成为必然，它基于互联网智能感知数据挖掘技术、资源控制技术等深入融为一体化，使人们能便捷地获得知识、高效交流、共享资源服务、直观分析评判、科学处理决策”是钟晓流在《从九方面解析智慧教育体系架构》一文提及的观点[6]。

鹿星南与和学新纵观了国外有关智慧学校建设的研究与实践，得出如下结论：智慧学校作为研究学校的一种新视角，引领了信息时代学校发展与变革的国际潮流与趋势，是未来学校变革的重要走向。另外，智慧学习环境、数字教材、课程体系以及学校基本支持服务体系都将是影响智慧学校建设最直接、最重要的实施条件[7]。

鹿星南在他的另一篇文章中指出考虑到智慧学校建设是一项复杂、庞大的系统工程，理论研究和实践活动也才刚刚起步，在建设过程中势必会遇到众多问题，这在某种程度上加剧智慧学校的发展困境[8]。

许春林在他的论文《初中数学习题课教学策略探究》中提到数学习题课可以帮助初中生形成相应的知识体系、加深他们对于类似题型解题方法的理解，如何进行初中数学习题教学，促进学生数学思维的发展，是数学教师们值得深思的问题[9]。

程燕英在《巧用“问题连续体”活化初中数学“习题课”教学》一文中认为在初中数学习题课教学中，习题的选取至关重要，在有限的课堂时间内进行习题教学，习题的选择通常是少而精[10]。

严肇宏认为全面发挥学生主体地位、确保习题多样化、注意分析习题的流程、小组合作是提高初中数学习题课有效性的重要途径[11]。

刘艳杰认为教师要利用数学知识体系的丰富内涵，树立综合统筹的教学理念，并运用发展的思维，投入包含众多知识点、解法以及要求的数学综合习题，通过组织习题的讲解与探索活动，升华初中数学习题课的教学效果[12]。

高杏和綦聪认为以智慧教育为核心理念，将现实生活与数学课堂的巧妙结合、将信息技术数学课堂的深度融合是构建具有农村特色的智慧课堂的关键点，需要数学教师们不断的经验积累[13]。

纵观检索的各类文献，不难发现学者们对于“智慧学校”概念的界定也各不相同，本文将所谓智慧学校定义为在课堂上，学生和教师每人手中一个平板，教师利用智慧校园平台（系统）资源，有目的的向学生端推送素材（学习资料或习题等），师生通过系统对话（阅读或批改或修正）完成学习内容。另外，对于“智慧学校”和“初中数学习题课”这两者的研究基本都是分开的，将二者结合起来的论文仅有1篇，所以研究智慧学校环境下的初中数学习题教学与初中生数学成绩的关联性具有一定的理论和实践意义。

三、研究设计

1.研究方法

本文主要采用文献研究法和实验研究法，在对相关文献进行梳理整合之后提出“智慧学校”的概念，并通过选取肥西县上派初级中学的两个平行班级进行实验，以此获得真实数据来探索智慧学校环境下的习题课教学对初中生数学成绩的影响。

2.样本选取

本次的实验对象是初中生，而通过调查发现相比数学代数习题课而言，安装智慧学校平台的教学环境更适用于数学几何习题课，而沪科版八年级和九年级上册的数学教材内容以几何为主，七年级上册教材则以代数内容为主，考虑到九年级面临中考压力的因素，本次实验选取本人的工作单位——肥西县上派初级中学八年级的两个平行班级：八（8）班和八（16）班作为样本进行实验，其中八（8）班是实验班，八（16）班是对照班，两班均有46名学生，共计92人。

3.研究过程设计

本次实验时间段为2018年10月-2019年1月，实验过程分为“前测——实验——后测”三步，其中实验班八（8）班将近四个月时间使用智慧学校平台环境辅助习题课教学，而对照班八（16）班则采用传统的数学习题教学，并且在对实验班进行实验教学之前，对整个八年级进行了第一次月考。这两个被测班级的月考成绩则作为本次实验的前测数据，实验班在智慧学校环境下实施辅助习题课后，进行学期期末测试，选取两个被测班级的期末考试成绩作为本次实验的后测数据进行分析。

四、实验试卷质量检验

实验试卷的质量也是决定实验成功与否的重要因素，本次实验的测量工具选用SPSS19.0软件，要想检验一份试卷是否可行可靠，就要进行相应的信度和效度分析。其中，信度分析也叫可靠性分析，是对检测工具所测得结果的稳定性与一致性进行的检验，在SPSS19.0软件中通过操作“分析”→“度量”→“可靠性分析”即可获得试卷的可靠性统计表；另外，效度分析则是指对检测所得结果的正确性程度进行的检验，在SPSS19.0软件中通过操作“分析”→“降维”→“因子分析”即可获得试卷的效度分析表，又叫KMO和Bartlett检验表。

1.前测试卷质量检验结果

将实验班和对照班各46名学生的前测成绩，即第一次月考分数依次录入SPSS19.0软件的数据视图中，进行前测试卷的信度效度检验，前测试卷信度分析结果如表2所示，选择α检验得到克隆巴赫系数为0.789，则表示信度良好，效度分析结果如表3所示，显示KMO值为0.726，表示前测试卷结构效度良好，说明本次实验的前测试卷是可信可靠的。

表2 前测试卷可靠性统计量

表3 前测试卷KMO和Bartlett的检验

2.后测试卷质量检验结果

再将实验班和对照班共92名学生的后测成绩，即本学期期末考试分数依次录入SPSS19.0软件的数据视图中，进行后测试卷的信度效度检验，导出的后测试卷信度分析结果如表4所示，可以看到后测试卷的Alpha系数为0.788，信度可靠，后测试卷的效度分析结果如表5所示，表中位于第一行位置的KMO值为0.612，表明效度是可以接受的，说明本次实验的后测试卷也是可信可靠的。

表4 后测试卷可靠性统计量

表5 后测试卷KMO和Bartlett的检验

五、实验结果分析

前文提到本次实验的对象选取了肥西县上派初级中学八（8）班和八（16）班两个班级的学生，以实验前两个被测班级的第一次月考成绩为前测成绩数据，本人作为数学教师在实验班八（8）班进行了为期四个月的智慧学校平台环境辅助数学习题课的“特殊”教学方式，而作为对照班的八（16）班则一直沿用一般的数学教学方式，终于在本学期的期末考试中获得了两个被测班级的实验成绩即后测成绩。下面对具体的实验数据进行分析：

1.实验班实验结果分析

将实验班的前测与后测成绩录入SPSS19.0软件的数据视图中，进行描述性统计分析和描述性频率分析，得到了如表6所示的实验班前测、后测成绩描述性分析统计表和如图1和图2所示的实验班前测、后测成绩频数分布直方图：

表6 实验班前测、后测成绩描述性统计量

图1 实验班前测成绩频数分布直方图

图2 实验班后测成绩频数分布直方图

观察表6，不难发现实验班在实验后的考试成绩平均分相比实验前来说有明显的提高。另外，从图1和图2中可以看出实验班后测成绩较前测成绩的频数分布值方图上的正态分布曲线对称轴由80分左侧的位置移动到了80分的右侧，即后测均值μ=81.8＞77，并且不及格率也有所降低，高分段人数明显增多。由此可见使用智慧学校平台辅助数学习题课教学对初中生的数学成绩的提高是有帮助的。

为了检验实验前后学生的成绩是否存在显著性差异，现对实验班学生的前测成绩和后测成绩进行配对样本T检验，得到如表7所示的实验班学生前测、后测成绩配对样本T检验分析表。

表7 实验班学生前测、后测成绩配对样本T检验分析表

首先假设H0∶μ1=μ2，那么表7中的显著性水平值为0.007＜0.05，也就是μ1≠μ2，即假设发生的概率只有0.7%，在0.05的显著性水平上拒绝原假设H0，表明实验班的前测、后测成绩存在显著性差异，智慧学校平台环境辅助初中数学习题课教学与初中生数学成绩存在关联性，它有助于学生数学成绩的提高。

2.对照班实验结果分析

同样，将进行传统数学习题教学的八（16）班的46名学生的前测与后测成绩录入SPSS19.0软件的数据视图中，也进行和实验班前测、后测成绩数据相同的操作，得到了如表8所示的对照班前测、后测成绩描述性分析统计表；进行描述性频率分析，导出了如图3和图4所示的对照班前测、后测成绩频数分布直方图：

表8 对照班前测、后测成绩描述性统计量

图3 对照班前测成绩频数分布直方图

图4 对照班后测成绩频数分布直方图

观察表8，不难发现传统数学习题课教学下的对照班两次测试成绩平均分虽然也有所提高，但前后差距并不明显，对照班后测成绩的频数分布直方图上的正态分布曲线位置和前测成绩相比几乎没有变动，并且对照班的后测成绩的极小值较前测成绩而言也有所下降。可见采用传统教学的八（16）班学生的数学成绩的并没有得到明显提高。

现将对照班46名学生的前测成绩和后测成绩在SPSS19.0中进行“比较均值”→“配对样本T检验”的操作，导出得到了如表9所示的对照班学生前测、后测成绩配对样本T检验分析表。

表9 对照班学生前测、后测成绩配对样本T检验分析表

观察表9不难看出对照班后测成绩相比前测成绩平均分只提高了1.783分，没有实验班明显，并且显著性水平值为0.241＞0.05，即假设发生的概率将近24.1%，在0.05显著性水平上接受原假设H0，也就是对照班前测、后测成绩之间没有显著性差异，施用传统数学习题教学模式的对照班学生的数学成绩并没有得到显著的提高。

六、研究讨论

由一个实验班和一个对照班的前测与后测成绩的描述性统计和配对样本T检验结果分析可以发现八（8）班在历经将近四个月的实验教学后，期末成绩较第一次月考成绩有明显提升，而未进行实验教学的八（16）班后测成绩虽然也有提高，但差距甚微、极其不显著，由此可见智慧学校环境下的习题课教学与初中生的数学成绩是存在关联性的，将智慧学校平台环境应用于初中数学习题课是能够提高学生数学成绩的。另外本次实验也告诉我们对智慧学校平台的实践研究还存在很多的困难，建设和发展智慧学校环境依然是一项长期的任务，需要广大教师的共同努力。

七、结论总结

综上所述，结合先前的文献评述，并通过本次研究智慧学校环境下的习题教学与初中生数学成绩关联性的实验设计与实践以及实验数据的结果分析可知，二者是存在关联性的，前者对后者起到了高效的“推动”作用，使学生的数学成绩得到大幅度提升。另外，随着网络强国口号的提出，智慧学校作为一种新型的校园生态，已进入各类学校，并有机融入到了初中数学习题课教学中，对初中生的数学成绩的提高产生了明显的效果，除了前文提到的优势外，在智慧学校环境的辅助下还可以有效地发展学生的深度学习以及超前学习，并且可以发展数学多元表征，对于数学教师的专业成长也起到了潜移默化的作用，这些都是原本的数学习题教学很难做到的。智慧学校平台的出现也像”创口贴“一样将传统教学存在的漏洞有效“贴合”，发展了新课改的理念，当然智慧学校的发展依然需要相当长的时间，相信在广大教师的共同努力下智慧学校平台日后必能在数学教学领域里得到更大的开发。