小学生数学问题解决能力培养平台开发与运用

培养学生数学问题解决能力是教育改革的重要目标,也是学生全面发展的重要内容。然而,现行的大多数平台和教学模式却难以完成这个目标。基于问题的学习(Problem-BasedLearning,简称PBL)是国际上比较流行的学习模式之一。该模式将学习置于复杂的、有意义的问题情境中,学生通过小组合作、自主探究等步骤解决实际的、综合性的问题。通过这个过程,培养学生方案设计选择能力、信息搜集和处理的能力、问题分析和解决的能力、与人交流与合作的能力等,而这些能力正是问题解决能力的重要构成指标。PBL学习的开展需要一个真实或者接近真实的环境,但是现实的教学很难提供,PBL学习也就无从谈起。研究发现,计算机网络资源丰富、联系便捷、技术成熟,借助于计算机技术建立平台,可以提供PBL所需的问题情景,支持开展基于问题的学习活动。因此,本研究拟从教学设计和软件设计两个方面,对支持小学生数学问题解决能力培养的平台进行研究,研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本研究论文选用文献研究法、问卷调查法等研究方法,开展相应研究工作,取得一定的成果。(1)确立了平台设计的理论基础。通过查阅、分析国内外的研究成果,确立了经验主义理论、建构主义情境理论、基于问题的学习理论及Web2.0理论为本研究理论基础;对小学生数学问题解决能力培养的相关研究进行梳理,明确界定了数学问题、数学问题解决能力等概念。(2)开展了平台的教学设计。本研究在认真分析有关研究成果的基础上,得出了小学生数学问题解决能力培养平台的教学设计模型,主要要素有:学习者分析、学习目标设定、问题情景设计、学习资源和认知工具设计、协作交流设计、学习策略设计、反思评价设计、展示设计等,并建构了学习模型。平台的教学设计为后期模块设计及功能实现奠定了基础。(3)完成平台的软件设计。通过研究,得出平台实现模型,开展了平台的需求分析、总体设计和具体设计等。通过软件实现设计建立相应的软件模型,为小学生数学问题解决能力培养平台实例开发提供良好的模型。(4)初步开发了一个实例平台,并完成试用。在前期平台的教学设计和软件设计的基础上,以人教版小学四年级数学(下)(2005年10月第2版)综合实践部分为问题素材来源,开发设计了一个平台实例;抽取部分小学生进行试用,观察平台对培养小学生数学问题解决能力的影响。论文的创新之处是:(1)本研究对培养平台的学习环境进行了系统设计,建构出科学的学习模型,避免出现平台开发“重平台设计,轻教学设计”的诟病,为平台功能模块和界面设计实现提供科学依据,使平台更具针对性、科学性,并为实例应用提供一个使用流程参照。(2)在相关理论的指导下,经过系统研究得出一套行之有效的小学生数学问题解决能力培养平台的设计方法和模型,也为小学其他学科学习平台开发提供了重要参考。未来的研究工作主要是进一步完善平台的各个模块的功能,进一步充实平台内容,逐步改进小学生数学问题解决能力指标体系。【关键词】：数学问题解决能力问题解决教学设计软件设计
【论文提纲】：摘要6-8ABSTRACT8-11第一章绪论11-201.1问题的提出11-121.2相关研究综述12-171.2.1国外方面12-141.2.2国内方面14-171.3研究目标与意义17-181.3.1研究目标171.3.2研究意义17-181.4研究内容与方法18-191.4.1研究内容181.4.2研究方法18-191.5论文结构19-20第二章平台的相关概念和理论基础20-312.1相关概念20-232.1.1数学问题20-212.1.2数学问题解决能力21-232.2平台的理论基础23-312.2.1经验主义理论23-242.2.2建构主义学习环境理论24-262.2.3基于问题的学习理论26-292.2.4Web2.029-31第三章小学生数学问题解决能力培养平台的教学设计31-463.1平台设计流程31-323.2平台的学习要素分析与设计32-413.2.1学习者分析32-343.2.2学习目标分析34-353.2.3学习策略设计35-363.2.4问题的设计36-373.2.5问题情景创设37-393.2.6学习资源设计39-403.2.7协作交流设计403.2.8反思设计403.2.9评价设计40-413.3平台的学习环境模型建构41-463.3.1构建目标和原则42-433.3.2学习环境模型建构433.3.3平台应用的一般流程43-46第四章小学生数学问题解决能力培养平台的软件设计46-704.1平台设计的总体设想46-484.1.1总体思路和任务464.1.2设计目标464.1.3软件设计基本方法46-484.2平台的软件设计48-674.2.1平台的软件设计模型48-494.2.2平台的需求分析49-534.2.3平台的静态分析53-554.2.4平台的动态分析55-564.2.5平台的数据库设计56-614.2.6平台的总体设计61-634.2.7平台的具体设计63-674.3平台的实现设计67-694.3.1平台组件图67-684.3.2平台部署图68-694.4平台设计的评审与优化69-70第五章小学生数学问题解决能力培养平台的应用实例70-815.1背景先容705.2实例平台的实现70-765.3实例的应用76-795.3.1准备工作765.3.2学习过程76-795.4对应用实例的反思79-81第六章总结与展望81-836.1研究总结816.2主要创新81-826.3未来的工作82-83注释83-84参考文献84-87附录87-92攻读硕士学位期间发表的论文92-93致谢93