新型教学软件用于初中数学教学的研究现状分析

2021-08-16苏国东于晓丹

中国教育信息化·基础教育 2021年7期

关键词：研究现状初中数学教学文献

苏国东于晓丹

摘要：文章采用内容分析法，对知网、维普、万方三大期刊平台中2015—2020年发表的洋葱数学、一起中学、希沃、UMU用于教学的相关文献，利用年度分布折线图及软件特性统计表进行研究现状的呈现，对结果进行分析综述，并对后续研究提出四点展望。

关键词：新型教学软件;初中数学教学;研究现状;文献;分析

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2021）14-0066-04

一、引言

随着信息化发展和“互联网+”时代的来临，基于大数据与人工智能的新技术新工具深刻改变着师生教与学的方式。教育部于2018年4月正式发布了《教育信息化2.0行动计划》，积极落实推进“互联网+”教育，坚持信息技术与教育教学深度融合的核心理念。

近年来各种国内新型教学软件在教学中得到了广泛应用，其中洋葱数学、一起中学是基于大数据及人工智能的数学学科教学及线上测试的主流平台，希沃系列教学软件、UMU互动学习平台是互动教学及课程建构的主流工具。各学段各学科都有教师对其进行过应用研究。

二、研究设计

本文以内容分析法为主要研究方法，在中国知网（跨库选择中包含教育期刊和特色期刊）、维普中文期刊服务平台、万方数据知识服务平台中，对2015—2020年国内公开发表的洋葱数学、一起中学、希沃、UMU用于教学的相关文献（包含学术及学位论文）进行统计分析，以期梳理研究现状、研究问题与研究方向。

大部分文献所属期刊在三方平台均有收录，故统计结果会有部分重叠;一般而言知网收录的期刊较为齐全，更新较有时效性，但统计结果显示三方平台各项数据差异不大。为使研究数据反馈更真实全面，本文将其一并列举。

由于四类软件的功能與使用情境具有一定的独立性，故以相关文献年度分布情况折线图以及根据软件各自特性而设计的分布统计表的形式，单独呈现各类研究结果与分析情况。

三、文献年度分布

在三方平台分别以洋葱数学、一起中学（含一起作业、极算、神算子）、希沃、UMU为关键词进行检索，时间跨度从2015至2020年（因为大多数软件在2015年前后兴起）。其中大部分文献在三方平台均有收录，为保证研究的全面性，最终选定了知网460篇、万方453篇、维普456篇文献作为研究样本，具体分布如表1（2020年数据统计至9月18日）所示。

四款软件的相关研究文献均呈逐年增加趋势。如图1、图2所示，洋葱数学与一起中学的增加幅度慢，总体数量较少，研究不深入;一起中学文献从2019年起呈下降趋势，且方向多为英语学科，数学学科的研究近乎空白。

如图3、图4所示，希沃与UMU的文献数量较多，两者从2018年起迅速增长，呈逐年翻倍趋势。单就2019年数量均已接近100篇，希沃在2020年前半年的数量已超过60篇，总量突破200篇;UMU在2020年前半年的数量已超过30篇，总量突破170篇。可见希沃与UMU在教学中已得到较为广泛的应用，研究案例已达到一定规模。但希沃的相关研究主要集中在小学学段、语文及英语等学科，面向初中数学的研究较少。UMU的研究主要以成人教育为主，在中小学的普及程度不高。

四、文献内容分析

洋葱数学和一起中学具有专门的学科指向性（洋葱数学对应数学、物理、化学，一起中学对应数学和英语），故主要根据研究内容划分为课前、课中、课后三个阶段进行统计分析;希沃和UMU适用于各学科学段，故主要通过添加关键词进行二次搜索的方式进行统计分析。

1.洋葱数学文献分析

洋葱数学文献研究方向为数学学科（三方平台使用“全文”检索未见物理、化学相关文献），文献总量较少，但在教学的三个阶段均有涉及，具体分布如表2所示。

课前的研究集中在“预习”方面，较典型的有向兴媛的《谈谈运用微课视频预习——以“洋葱数学”为例》，详细探讨了指导学生利用洋葱数学开展有效预习的方法。[1]

课中的研究集中在“互动教学”，较典型的有黄文平的《依托洋葱数学微课的“三学”教学模式——以“二次函数y=ax2”为例》，提出了一种基于洋葱数学微课的新型教学模式。[2]

课后的研究集中在“知识工具与拓展”，较典型的有王永强的《基于洋葱数学的学习共同体的创建与小组探究模式初探》，提出了一种将分组学习与洋葱数学相结合的新型作业模式。[3]

2.一起中学文献分析

一起中学大部分文献专注于学生课后作业布置方法的多样性研究，且以英语学科为主，数学方面的研究极少。

三方平台中数学方面的文献均没涉及课前、课中阶段的研究，课后的研究不足10篇，具体分布如表3（其中初中数学方面的文献知网仅有1篇，万方、维普均0篇，故不作统计）所示。较典型的有谢峰的《巧用智能手机APP优化初中数学作业环节》，通过分析初中数学作业环节的现状，阐述了一起中学优化作业环节方式方法的应用。[4]

3.希沃文献分析

希沃的研究文献较多，涵盖各学科学段。对希沃的核心软件“希沃白板”添加关键词“数学”和“初中”进行二次搜索，三方平台文献数量均达到35篇左右，具体分布如表4所示。较典型的有余莉的《深度备课，结合希沃白板5将数学课讲清楚》，运用希沃白板及学科工具将知识动态化、直观化展现，打造精彩课堂。[5]

此外，教学辅助工具“授课助手”的相关文献已超过50篇，“班级优化大师”的相关文献超过20篇。其中面向初中数学的研究中，较典型的有冷经伟的《利用Q+S教学模式进行初中生数学课后辅导的实践研究》，将QQ群与授课助手相结合创造出“Q+S”课后辅导模式。[6]

4.UMU文献分析

UMU的研究文献覆盖面广，主要以成人教育为主，近年也涌现了少量与初中数学相关的研究。添加关键词“数学”与“初中”分别进行二次搜索，三方平台数量均在5篇与10篇左右，具体分布如表5所示。其中面向初中数学的较典型的有位旦等的《基于UMU的课堂互动教学实践——以中学数学教学为例》，提出了一种基于UMU平台的新型教学模式，并对教学设计思路做出了详细论述。[7]

五、分析结果综述

1.文献内容以应用研究为主

现有文献主要以实践应用的研究为主，并获得了一些方法与模式。例如部分文献探讨了如何利用洋葱数学开展有效预习与微课教学、利用一起中学优化作业环节等方式，基于UMU平台提出一种新型的教学模式，结合希沃授课助手创造一种新型课后辅导模式等。研究内容贴近教学实际需求，实操性强，对一线教师实施教学教研有较大指导作用。

2.面向初中数学的研究相对较少

近年相关文献的数量逐年增多，各学段学科都相继出现了一定规模的研究成果。对于通用类软件的相关文献，以希沃为例，研究主要面向小学学段，面向语文、英语等学科，与初中数学相关的较少;对于学科指向类软件，面向数学的相关文献数量更少，一起中学不足10篇，洋葱数学不足25篇。可见新型教学软件初中数学领域的研究仍有较大空白。

3.数学相关研究未能兼顾教学各阶段

受软件功能、使用习惯或研究倾向的影响，部分软件数学相关的研究大多集中在教学的某一阶段或环节。例如希沃白板作为课件制作工具，研究多集中在课堂教学中的运用，未见课前与课后的相关研究;而一起中学作为线上测试平台，可用于课前预习、课堂检测及课后作业等环节，但现有研究基本集中在课后巩固与拓展方面，未见课前与课中的相关研究。

4.未见软件整合运用及深度融合研究

现有研究绝大部分仅围绕单一教学软件的使用展开，例如单独使用洋葱数学微课探索新型教学模式，暂未见几类软件整合运用的实践研究。同时，现有研究多数体现为教学软件作为辅助工具用于师生的教与学，仍属于整合层面，暂未见能够实现教学软件与初中数学教学深度融合的方法或模式的研究。

六、后续研究展望

1.进一步丰富应用与理论成果

鉴于现有研究广度不足，后续应开展更多与新型教学软件相关的应用研究，为初中数学的教与学提供更丰富有效的教学案例与教学模式。

鉴于现有研究深度不足，可从教育学与心理学的层面进行系统的理论研究，探索新型教学软件的应用原理和理论依据，以及相关的育人功能，进一步丰富研究领域的应用成果与理论成果。

2.相互借鉴形成学科专属研究

各类软件的研究均呈现多学段多学科特点，但较少围绕初中数学进行。后续研究应重视学科之间的相互借鉴，结合其他学科的现有研究方法与研究成果，挖掘新型教学软件的学科特性，探索软件应用于初中数学领域的研究思路，开展更多“同型异构”的学科专属研究。

例如利用希沃白板中专属的数学画板、函数工具等进行数学课堂的教学研究，利用一起中学的错题本与查漏补缺功能进行差异化、个性化学习研究等。

3.研究软件在教学各阶段的有效整合

全面分析初中数学教与学的不同阶段与不同课型，针对传统教学中存在的不足，结合新型软件的功能特性有效整合到教学的各阶段中。

以一起中学为例，除了研究软件在作业环节的优化方式，更可研究软件用于预习或当堂检测，通过大数据与人工智能技术反馈学情报告，帮助教师及时调整授课策略;或研究软件与其他工具在课堂教学中的有效组合运用，或研究软件在新授课、复习课、讲评课中的使用差异性等。