基于ACT-R理论的“数列”教学设计研究

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1、分类号密级UDC编号专业硕士研究生学位论文基于ACT-R理论的“数列”教学设计研究AStudyofInstructionalDesignofSequenceofNumberBasedonACT-RTheory学院数学学院专业学位类别教育硕士专业学位领域学科教学（数学）研究生姓名任瑞学号1626080010导师姓名黄永明职称教授2018年4月17日摘要摘要数列是高中必修内容，是反映自然规律的基本数学模型，蕴含着许多重要的数学思想。在实际教学中，学生在解决数列相关问题时存在以下困难：因公式多而混淆，因类型多而无法正确选择，因综合性强而无从下手等。其主要原因是教师认为数列易教易

2、学，教学设计简单，学生缺失良好的学习过程，对于“陈述性知识”和“程序性知识”两类知识的认知不够清晰。所以，有必要探索数列行之有效教学模式，优化教学设计。本研究采用文献法、调查访谈法、教育实验法、经验总结法，主要解决四个问题：首先，基于ACT-R理论，挖掘该理论对数列教学的指导意义，总结了七个原则，并对传统教学模式进行了改进。其次，结合教材、课标、学情等要素的分析，提出了基于ACT-R理论的数列单元教学设计建议。然后，为了验证该教学设计的有效性，笔者在实际教学中挑选两个水平相当的班级进行实验研究——实验班和对照班分别采用ACT-R理论下的教学设计和传统教学进行授课。最后，主

3、要从以下四个方面检验实验的效果：（1）是否提高了学生的数列学习成绩；（2）是否提升了学生的非认知因素发展；（3）对3位不同层次工作经验的一线教师进行访谈；（4）用3个典型案例记录和分析了实际课堂。研究成果主要有以下三个方面：第一，根据ACT-R理论总结了七个原则：直观化原则、程序化原则、简单化原则、主动性原则，反思性原则、匹配性原则、适度性原则，加强了传统教学模式；第二，提出了基于ACT-R理论的数列教学策略和单元教学设计建议；第三，通过实验数据分析，得出以下结论：（1）基于ACT-R理论的数列教学设计能提高学生的数学成绩；（2）能改善学生的非认知因素；（3）对上述的七个

4、原则进行了改进和加强：直观化原则中需要注意新课引入应该适度；程序化原则中采用探究式教学更有利于学生掌握程序性知识；简单化原则应该注重教学内容局部与整体的关系；主动性原则中应注意要保证学生的主体地位，不要过于主动；反思性原则中应该以鼓励为主。希望这项研究能引起一线教师对学生认知规律的重视，对数列的教学设计和有效教学提供参考。关键词：数列；ACT-R理论；教学设计；认知规律；有效教学IAbstractAbstractSequenceofnumberisobligatorycourseinseniorhighschool.Itisbasicmathematicalmodelth

5、atbothreflectslawsofnatureandcontainsalotofimportantmathematicideas.Studentshaverunintofollowingproblemsconcerningsequenceofnumber.Theyareconfusedwithsomanyformulas.Theyhavedifficultyinmultiple-choicequestionsinthepresenceofnumeroustypes.Theydon’tknowwheretostartduetoitswiderangecategorie

6、s.Teachersoftensupposethatsequenceofnumberiseasy,sotheirteachingprocedureisbriefandrough.Thestudentsthereforearelackofadetailedlearningprocedure.Theyarenotclearenoughaboutboth“declarativeknowledge”and“proceduralknowledge”.Itisquitenecessarytoexploreeffectiveteachingmethodandtheoptimizedte

7、achingdesignaboutsequenceofnumber.Thisarticleappliedreferences,surveyandinterview,educationexperimentandempiricalsummary.Itaimedtosolvefourissues:1.ExcavatetheguidingsignificanceofACT-Rtheoryuponteachingaboutsequenceofnumber.Itsummarizedsevenprinciplesandmodifiedtra