基于学习支架数学解题系统设计和实现

数学问题解决能力作为学生能力素质中的一种,一直是中小学教育研究的热门。在初中教育中,学生基础参差不齐,存在着大量的数学学习困难学生。他们对数学概念理解不深刻、对相近的性质极易混淆,碰到数学问题时盲目地套公式,与科学地解决数学问题还存在着一定的差距。一方面,教师在数学问题教育中以传授为主的现象还很突出,只留意将正确的解题过程讲给学生,却忽略在结论得出之前的尝试过程。这造成的后果是学生顺着教师思路一知半解地懂了,但当下次再碰到题目时,碰到以前不理解的地方还是感到有困难。另一方面,学生在独立解决问题时,往往能够解决问题的一部分,而在一些解题的关键环节往往会因基础不扎实、忽略某一要素等使解题过程受到阻碍,进而会影响学生学习数学的积极性。波利亚的“怎样解题表”的思想被广大的国内外教育家所接受和改进。在数学课堂上,教师在进行解题教学时,利用这张表可以行之有效地指导学生学习,发展学生思维能力,提高学生数学解题能力。本文以为|教育论文网|在信息化环境下应用其思想,可以为学生的课后解题提供必要的学习支持。综合以上各个方面,本文设计了基于学习支架的数学解题系统。本系统主要分为由教师负责的题目编辑子系统和学生使用的解题子系统。在题目编辑子系统,教师根据题目的特点和数学解题的一般步骤,设计解题步骤中的诱导性问题即问题支架和与问题支架相对应的答案支架,形成具有反馈机制的数学解题流程。学生在解题子系统中可以选择教师导入的数学题目,根据问题支架的提示和答案支架的选择,解答题目。本系统的应用一方面不仅为学生的课后解题提供了及时的反馈,更重要的是学习支持是以问题支架的形式,问题支架的设计可以促进和刺激他们对已学的知识概念进行重构和反思。从而加强对知识的深度理解和领会,使呆滞的惰性知识转化为内化的活性知识,并进一步理解新知,促进思维发展和能力提升。另一方面,本系统要求教师把要学生做的数学题输入到数据库中,并且分析该题的解题步骤和解题方法。避免了教师盲目布置作业的现象,促进了教师对题目的深入研究,将教师的留意力从单纯地“传递教学知识”上转移到促进学生解题技能、技巧和能力的发展上,加快了教师由新手型教师向专家型教师的转变。【关键词】：数学问题解决能力学习支架题目编辑子系统解题子系统
【论文提纲】：摘要6-7Abstract7-9目录9-11图目录11-12表目录12-13第1章绪论13-191.1课题研究的背景13-141.2国内外研究现状14-151.3课题研究的思路和方法15-171.3.1研究思路161.3.2研究方法16-171.4研究意义171.5论文的结构安排17-19第2章数学解题系统设计的理论基础19-282.1学生学习特点19-202.1.1知识获得的特点192.1.2学习的迁移理论19-202.2数学解题的相关理论20-232.2.1数学解题的心理分析20-232.2.2问题解决的认知策略232.3学习支架的相关理论23-282.3.1支架式教学策略23-252.3.2波利亚解题思维理论25-262.3.3有限状态机(F)原理26-28第3章基于学习支架的数学解题系统的设计28-483.1初中生数学解题系统设计的需求分析28-323.1.1初中生数学解题调查问卷设计28-293.1.2数学解题调查问卷的分析29-313.1.3对设计学习支架的启示31-323.2系统设计模型32-333.3系统先容33-343.4数学题目管理子系统的设计34-463.4.1数学题目编辑功能模块353.4.2设计学习支架功能模块35-463.4.3数学题目管理子系统的应用463.5学生解题子系统的设计46-48第4章数学解题系统的实现48-634.1系统开发环境484.2系统数据库设计48-504.3数学题目管理子系统功能实现50-544.3.1数学题目管理功能架构图50-514.3.2编辑数学题目514.3.3设计学习支架的实现51-534.3.4启用题目的实现53-544.4学生解题子系统功能实现54-554.5系统应用案例55-634.5.1题目编辑56-614.5.2学生答题61-63第5章总结与展望63-655.1总结63-645.2展望64-65参考文献65-68附录1:波利亚的怎样解题表68-70附录2:初中生数学解题情况的调查问卷70-73致谢73