中学数学计算机辅助教学认识心理的研究
摘要
随着21世纪的来临，我们迎来了人类文明史上的第三次大飞跃——由工业化社会进入到信息化社会，以计算机为核心的信息技术在这其中起到了非常重要的作用。信息技术在教育教学领域的全面应用，产生了现代教育技术，进而导致教学内容、教学手段、教学方法和教学模式发生深刻的变革。计算机辅助教学(Computed Assisted Instruction——CAI)是现代教育技术的一种重要应用模式，是建构新型教学环境的理想认知工具，因此人们对它的研究也越来越深入。
综观这些年来的研究成果可以发现，对计算机辅助教学的研究更多地是侧重于教师的“教”，主要是关于其基本特点、基本教学模式、教学方法、教学设计的思想和原理等方面的内容，而对于计算机辅助教学中学生学习认知心理的研究还比较薄弱，这在一定程度上阻碍了计算机辅助教学的健康发展。我们看到，当前数学教育研究的主要趋势，正逐步转向对学习过程中认知心理的研究，所以对计算机辅助教学中学生认知心理的研究成为促进计算机与数学教学整合的重要内容。
通过对计算机辅助教学发展的历史回顾和国内外研究的综述，本文为进一步探索计算机辅助教学环境下学生的认知心理，建立了研究框架，并在这一理论指导下进行了多次实验研究。
实验分两个内容进行：一是利用计算机辅助课堂教学，探讨在此环境下学生学习认知心理机制。为此，本实验先选取桂林中学高一四个班作为实验和调查对象，采取四种不同的教学模式(讲授法、CAI法、自主CAI、几何画板法)进行“二次函数在给定区间上的最值”内容的教学，然后对测试和调查结果进行分析，揭示课堂教学中计算机辅助教学的学习心理机制；二是学生应用计算机进行探究性学习的认知心理机制的研究。通过对学生历时一个半月的自主学习的观察及最终测试的分析，探索计算机的应用对学生认知心理的影响。
本研究的结论与启示：
(1)计算机辅助数学教学的实质是学生在利用现代技术创设的一个合适环境中，通过自己的探索，建立正确的心理表象的数学认知活动。不管是在传统的班级同步教学模式还是
办学牛rl土学习模式中使川计算机进行辅助教学，其作用都是帮助学生建立数学对象的表
g。
（2）创建丈适的教学和学习环境，是计算机辅助教学取得成功的关键，合理地使用计
算机媒体才能帮助学生建立起正确恰当的心理表象。
门）如何合理、科学地解决计算机辅助教学中存在的男女生差异，是计算机辅助教学
面对全休学生的－个主耍阔码。
（4）亡卜算机辅助教学要取得良好效果，其关键是：教师要转变观念并在实践中勇于探
索，要0教学研究活动中对有效的新技术实施二次开发。
耍树立以学生为中心的观念去指导教育技术的使用。学生头脑中的数学概念表象是由自
己建t起来的，所以教师必须要根据学生的特点去设计教学，才能利用计算机创设合适的学
习佑景，帮助学牛么构建正确的心理表象。
（5）利）！川算机能培养学生的归纳椎理能力，但对学生的演绎推理能力没有直按促进
作用，学生不能〔1发地从门纳椎理到演绎推理。由此可见，解决好从表象到抽象的关系，是
计算机辅助教学发挥更好效果的一个重要环竹。注重教师的教学设计，加强在教学中对学生
的引导，是解决灯这个问题的重要的方法。
（6）在计算机辅助教学过程中体现出来的男女生差异是客观存在的，这是多方面因素
影响的结果。要改变这种状况，一方面要从情感冈素入手，改变女生对计算机的态度：另一
方而，从教学模式的角度来看，可以采用小纽合作学习的方式，实行男女生混合编组，发挥
各囱的思维优势，实现互补。同时注意这种并异性具有阶段性的特点。
最后值得捉及的是，冈理论与教学实践水平的不足，本研究尚有待进一步完善和发展．
Along with arriving of 21 centuries,we have greeted the information age. With The development of applying information technology in teaching domain,The Computed Assisted Instruction-CAI becomes one kind of important application model of modern education technology,and becomes building the ideal cognition tool that constructs the new teaching environment.
According to the research achievements in resent years,we can find,research to the CAI even more is to lay special emphasis on "teaching",while the research of student's cognitive mentality still fairly weak,this is certainly hindering the healthily development of computer-aided teaching in the level. So the research becomes more and more important in the CAI of mathematics teaching.
In order to explore further the student's cognitive mentality,ths text builds the research frame,and in the guidance,the writer takes many experiments.
These experiments are divided into two parts:one is teaching processing,the other is studying processing. The students who are as experiment and the investigation object are from four classes of GuiLin middle school,the writer adopts four different kinds of teaching models.
The conclusion of this authentic proof research ai.- enlightenment:
(1) In the suitable environment that the substance of the CAI in mathematics teaching is student at the modern technology of utilization founded,in the supervising down of first cognition of mathematics,by way of self explores,the mathematics cognition activity of the establishment mentality idea correctly;
(2) found suitable teaching and the study environment,that is the key of CAI gaining success ,and reasonably uses the computer medium can help student's establishment correctly proper mentality idea;
(3)How to reasonably scientifically solve the different of man and women in CAI is a main obstacle that all students must face the CAI;
(4) The keys which good effect will be gained in the CAI are:Teacher will change the concept and be brave in exploring in the practice ;The conception which takes students as the center and draw on it to direct the using of education technology.
(5) The induction ability of student can be cultivated in the utilization computer,but their deduction ability is not directly promoted the effect;
(6) Being the objective existence at the living difference of men and women that the CAI embodies out,this is the result of many-sided factor influence.
综观这些年来的研究成果可以发现，对计算机辅助教学的研究更多地是侧重于教师的“教”，主要是关于其基本特点、基本教学模式、教学方法、教学设计的思想和原理等方面的内容，而对于计算机辅助教学中学生学习认知心理的研究还比较薄弱，这在一定程度上阻碍了计算机辅助教学的健康发展。我们看到，当前数学教育研究的主要趋势，正逐步转向对学习过程中认知心理的研究，所以对计算机辅助教学中学生认知心理的研究成为促进计算机与数学教学整合的重要内容。
通过对计算机辅助教学发展的历史回顾和国内外研究的综述，本文为进一步探索计算机辅助教学环境下学生的认知心理，建立了研究框架，并在这一理论指导下进行了多次实验研究。
实验分两个内容进行：一是利用计算机辅助课堂教学，探讨在此环境下学生学习认知心理机制。为此，本实验先选取桂林中学高一四个班作为实验和调查对象，采取四种不同的教学模式(讲授法、CAI法、自主CAI、几何画板法)进行“二次函数在给定区间上的最值”内容的教学，然后对测试和调查结果进行分析，揭示课堂教学中计算机辅助教学的学习心理机制；二是学生应用计算机进行探究性学习的认知心理机制的研究。通过对学生历时一个半月的自主学习的观察及最终测试的分析，探索计算机的应用对学生认知心理的影响。
本研究的结论与启示：
(1)计算机辅助数学教学的实质是学生在利用现代技术创设的一个合适环境中，通过自己的探索，建立正确的心理表象的数学认知活动。不管是在传统的班级同步教学模式还是
办学牛rl土学习模式中使川计算机进行辅助教学，其作用都是帮助学生建立数学对象的表
g。
（2）创建丈适的教学和学习环境，是计算机辅助教学取得成功的关键，合理地使用计
算机媒体才能帮助学生建立起正确恰当的心理表象。
门）如何合理、科学地解决计算机辅助教学中存在的男女生差异，是计算机辅助教学
面对全休学生的－个主耍阔码。
（4）亡卜算机辅助教学要取得良好效果，其关键是：教师要转变观念并在实践中勇于探
索，要0教学研究活动中对有效的新技术实施二次开发。
耍树立以学生为中心的观念去指导教育技术的使用。学生头脑中的数学概念表象是由自
己建t起来的，所以教师必须要根据学生的特点去设计教学，才能利用计算机创设合适的学
习佑景，帮助学牛么构建正确的心理表象。
（5）利）！川算机能培养学生的归纳椎理能力，但对学生的演绎推理能力没有直按促进
作用，学生不能〔1发地从门纳椎理到演绎推理。由此可见，解决好从表象到抽象的关系，是
计算机辅助教学发挥更好效果的一个重要环竹。注重教师的教学设计，加强在教学中对学生
的引导，是解决灯这个问题的重要的方法。
（6）在计算机辅助教学过程中体现出来的男女生差异是客观存在的，这是多方面因素
影响的结果。要改变这种状况，一方面要从情感冈素入手，改变女生对计算机的态度：另一
方而，从教学模式的角度来看，可以采用小纽合作学习的方式，实行男女生混合编组，发挥
各囱的思维优势，实现互补。同时注意这种并异性具有阶段性的特点。
最后值得捉及的是，冈理论与教学实践水平的不足，本研究尚有待进一步完善和发展．
Along with arriving of 21 centuries,we have greeted the information age. With The development of applying information technology in teaching domain,The Computed Assisted Instruction-CAI becomes one kind of important application model of modern education technology,and becomes building the ideal cognition tool that constructs the new teaching environment.
According to the research achievements in resent years,we can find,research to the CAI even more is to lay special emphasis on "teaching",while the research of student's cognitive mentality still fairly weak,this is certainly hindering the healthily development of computer-aided teaching in the level. So the research becomes more and more important in the CAI of mathematics teaching.
In order to explore further the student's cognitive mentality,ths text builds the research frame,and in the guidance,the writer takes many experiments.
These experiments are divided into two parts:one is teaching processing,the other is studying processing. The students who are as experiment and the investigation object are from four classes of GuiLin middle school,the writer adopts four different kinds of teaching models.
The conclusion of this authentic proof research ai.- enlightenment:
(1) In the suitable environment that the substance of the CAI in mathematics teaching is student at the modern technology of utilization founded,in the supervising down of first cognition of mathematics,by way of self explores,the mathematics cognition activity of the establishment mentality idea correctly;
(2) found suitable teaching and the study environment,that is the key of CAI gaining success ,and reasonably uses the computer medium can help student's establishment correctly proper mentality idea;
(3)How to reasonably scientifically solve the different of man and women in CAI is a main obstacle that all students must face the CAI;
(4) The keys which good effect will be gained in the CAI are:Teacher will change the concept and be brave in exploring in the practice ;The conception which takes students as the center and draw on it to direct the using of education technology.
(5) The induction ability of student can be cultivated in the utilization computer,but their deduction ability is not directly promoted the effect;
(6) Being the objective existence at the living difference of men and women that the CAI embodies out,this is the result of many-sided factor influence.
引文
[1] 张奠宙·数学教育研究导引·江苏教育出版社，1998
[2] 刘儒德·论有关计算机辅助教学效果的研究·心理学报，1998，1：113—120
[3]．徐平、李恒、王静·CAI实验研究的理论及方法，中国电化教育，2000，8：7—10
[4] 何克抗·当代教育技术的发展趋势·中国电化教育，1996，2：23—28
[5] 贾瑞凤、王艳、邹劲松·中国计算机辅助教学20年·中国电化教育，2000，8：5—7
[6] 李树芳、王肖群·信息社会的教育与教学，电化教育研究，1997，2：15—20
[7] 何克抗·论现代教育技术与教育深化改革(下)——关于ME命题的论证·电化教育研究，1999，2：21—29
[8] 刘雍潜·教育技术学科研究现状与发展的调查报告·中国电化教育，2001，1：5—9
[9] 南国农·90年代以来我国的五大现代教育技术实验·电化教育研究，1999，6：42—45
[10] 邵瑞珍·教育心理学·上海教育出版社
[11] 陈琦、刘儒德·当代教育心理学·北京师范大学出版社
[12] 张庆林·当代认知心理学在教学中的应用·西南师范大学出版社
[13] R·N·加涅·学习的条件和教学论·华东师范大学出版社
[14] 高峰强·行为主义学习理论进展的内在轨迹——尝试性的透视和探索·外国教育研究，1997，3
[15] 李康·从行为主义到人本主义——论学习理论对CAI课件设计的影响·电化教育研究，1999，2：30—36
[16] 王新发、师书恩·计算机辅助学习环境的支撑基础·电化教育研究，1999，40：48—51
[17] 从春瑜·基于建构主义学习理论的多媒体CAI软件设计原则·辽宁师范大学学报(自然科学版)，2001，3：90—92
[18] 蔡宪·建构新型教学模式是教育技术的首要任务，中国电化教育，2000，4：5—7
[19] 秦长春、王淑荣·多媒体CAI教学模式初探·中国电化教育，2001，4：18—19
[20] 何耀根·数学多媒体课件的选择与设计原则·中国电化教育，2001，1：47—48
[21] 张波·关于数学CAI公开课的思考·数学教育学报，2001，1：44—47
[22] 孙旭花、谢文彪·数学技术对于新世纪数学教育的意义·数学教育学报，2001，2：68—70
[23] 张君麟·新技术支持下的数学教与学·数学教育学报，2000，3：12—14
[24] 张波、钱林·计算机与数学教学整合中的几个特殊关系，数学教育学报，2002，1：79—82
[25] 黄广旭·图象计算器与数学课堂改革·数学教育学报，1996，4：26—29
[26] 刘茂森、王玉皎、安伟·应用优化策略促进素质发展·中国电化教育，2000，9：15—20
[27] 王长沛·掌上电脑与后PC时代的数学教学·数学教育学报，2000，1：16—22
[28] 唐瑞芬·数学教学理论选讲·华东师范大学出版社
[29] 王更生，汪安圣·认知心理学·北京大学出版社
[30] 李士錡·PME：数学教育心理· 华东师范大学出版社
[31] 王光明、苏帆·现代数学教育选讲·西南师范大学出版社
[32] 吴筱萌·计算机教学课件制作的研究·中国电化教育，2001，9：37—39
[33] 李华·多媒体网络异步教学初探·中国电化教育，2000，9：54—55
[34] 钱大波·《几何画板》辅助中学数学教学·中国电化教育，2000，10：31—33
[35] 喻平、孙杰远、汤服成等·数学教育导引·广西师范大学出版社
[36] 张君达·数学教育实验设计·上海教育出版社
[37] 钟启泉主编·现代教学的模式化研究· 山东教育出版社
[38] 李晓文、王莹·教学策略·高等教育出版社
[39] 大卫·W·约翰逊等著·合作性学习的原理与技巧·机械工业出版社
[2] 刘儒德·论有关计算机辅助教学效果的研究·心理学报，1998，1：113—120
[3]．徐平、李恒、王静·CAI实验研究的理论及方法，中国电化教育，2000，8：7—10
[4] 何克抗·当代教育技术的发展趋势·中国电化教育，1996，2：23—28
[5] 贾瑞凤、王艳、邹劲松·中国计算机辅助教学20年·中国电化教育，2000，8：5—7
[6] 李树芳、王肖群·信息社会的教育与教学，电化教育研究，1997，2：15—20
[7] 何克抗·论现代教育技术与教育深化改革(下)——关于ME命题的论证·电化教育研究，1999，2：21—29
[8] 刘雍潜·教育技术学科研究现状与发展的调查报告·中国电化教育，2001，1：5—9
[9] 南国农·90年代以来我国的五大现代教育技术实验·电化教育研究，1999，6：42—45
[10] 邵瑞珍·教育心理学·上海教育出版社
[11] 陈琦、刘儒德·当代教育心理学·北京师范大学出版社
[12] 张庆林·当代认知心理学在教学中的应用·西南师范大学出版社
[13] R·N·加涅·学习的条件和教学论·华东师范大学出版社
[14] 高峰强·行为主义学习理论进展的内在轨迹——尝试性的透视和探索·外国教育研究，1997，3
[15] 李康·从行为主义到人本主义——论学习理论对CAI课件设计的影响·电化教育研究，1999，2：30—36
[16] 王新发、师书恩·计算机辅助学习环境的支撑基础·电化教育研究，1999，40：48—51
[17] 从春瑜·基于建构主义学习理论的多媒体CAI软件设计原则·辽宁师范大学学报(自然科学版)，2001，3：90—92
[18] 蔡宪·建构新型教学模式是教育技术的首要任务，中国电化教育，2000，4：5—7
[19] 秦长春、王淑荣·多媒体CAI教学模式初探·中国电化教育，2001，4：18—19
[20] 何耀根·数学多媒体课件的选择与设计原则·中国电化教育，2001，1：47—48
[21] 张波·关于数学CAI公开课的思考·数学教育学报，2001，1：44—47
[22] 孙旭花、谢文彪·数学技术对于新世纪数学教育的意义·数学教育学报，2001，2：68—70
[23] 张君麟·新技术支持下的数学教与学·数学教育学报，2000，3：12—14
[24] 张波、钱林·计算机与数学教学整合中的几个特殊关系，数学教育学报，2002，1：79—82
[25] 黄广旭·图象计算器与数学课堂改革·数学教育学报，1996，4：26—29
[26] 刘茂森、王玉皎、安伟·应用优化策略促进素质发展·中国电化教育，2000，9：15—20
[27] 王长沛·掌上电脑与后PC时代的数学教学·数学教育学报，2000，1：16—22
[28] 唐瑞芬·数学教学理论选讲·华东师范大学出版社
[29] 王更生，汪安圣·认知心理学·北京大学出版社
[30] 李士錡·PME：数学教育心理· 华东师范大学出版社
[31] 王光明、苏帆·现代数学教育选讲·西南师范大学出版社
[32] 吴筱萌·计算机教学课件制作的研究·中国电化教育，2001，9：37—39
[33] 李华·多媒体网络异步教学初探·中国电化教育，2000，9：54—55
[34] 钱大波·《几何画板》辅助中学数学教学·中国电化教育，2000，10：31—33
[35] 喻平、孙杰远、汤服成等·数学教育导引·广西师范大学出版社
[36] 张君达·数学教育实验设计·上海教育出版社
[37] 钟启泉主编·现代教学的模式化研究· 山东教育出版社
[38] 李晓文、王莹·教学策略·高等教育出版社
[39] 大卫·W·约翰逊等著·合作性学习的原理与技巧·机械工业出版社