16-CTCL视野下的某小学数学概念转变的实证研究——以“相交与垂直”为例

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1、Vol.28No.22018*CTCL视野下的小学数学概念转变的实证研究——以“相交与垂直”为例尹相杰1董玉琦1[通讯作者]胡航2（1．上海师范大学教育技术系，上海200234；2．天津职业技术师范大学教育技术系，天津300222）摘要：文章基于CTCL（Culture,Technology,Content,Learner）研究范式及其基本理念，以小学数学“相交与垂直”的学习内容为例，对学习者的前概念进行测查，了解他们的认知状况及其形成原因，并将学习者的前概念进行分类，之后依据学习者的前概念类型进行个性化学习设计，并按照前概念类型将学习者分组进行个

2、性化学习。实验表明，针对学习者的前概念，借助技术进行个性化学习能够有效促进学习者的概念转变，提高学习者的学业成绩。关键词：CTCL；前概念；概念转变；个性化学习设计；相交与垂直【中图分类号】G40-057【文献标识码】A【论文编号】1009—8097（2018）02—0047—07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2018.02.007引言南国农[1]先生曾提出“成功的电教，要从两个出发，其中一个就是要从学生出发。电教工作，……都要从学生的实际需求出发。”学习分析在近五年的《地平线报告》中均有提及，《2016年地平线报告（

3、高等教育版）》[2]更是指出，学习分析与自适应学习将在近期被采用。Linn[3]在1994年就开始进行知识整合（KnowledgeIntegration）的研究，强调对学习者的重视，尤其是要重视学习者在正式学习之前其头脑中的原有观点，以此为起点的教学才是最有效的。因此，教育技术学研究对学习者的关注是必不可少的。近些年来，一些教育技术学研究虽然已经开始关注学习者，但对学习者的关注尚不充分[4]。怎样充分地关注学习者，如何利用技术改善学习者的学习，这些研究仍处于探索中。具体到数学教育中，不能回避的一个重要的问题就是：学生到底是如何学习数学的？[5]研究

4、表明，学生在走进课堂进行学习时，并不是一张白纸，其头脑中或多或少存在一些关于将要学习内容的认知，即前概念[6][7][8]。学生的前概念一旦形成，如果这些前概念是基本科学的，那么将会促进学生的学习；如果这些前概念是不科学或错误的，这对教师教学来说将会是一项挑战。因此，针对学习者的前概念而进行的概念转变教学就非常重要，“学习是概念的转变”[9]这一隐喻也日益受到研究者的关注。在这样的背景下，国内外教育技术学研究领域逐渐兴起一种新的教育技术研究范式——CTCL，即研究者在文化（Culture）视野下，将技术（Technology）、学习内容（Conte

5、nt）、学习者（Learner）相统合的教育技术学研究新范式[10][11][12]。该范式不仅体现了对技术、学习内容的关注，同时也对学习者进行了充分、深层次的关注。一研究问题教育技术学研究应该找到合适的研究视角，从内隐、外显两个角度深层次地关注学习者。47Vol.28No.22018心理是CTCL研究范式的首选视角[13]，概念转变是进行有意义学习的内在机制[14]，对小学数学进行概念转变的研究也就成为一个重要的视角。前期的文献研究表明，学生在学习某一内容之前，头脑中或多或少存在前概念，因此本研究假设学生在进入课堂学习之前存在前概念，基于CTCL

6、研究范式，围绕“概念转变”这一核心，以小学数学四年级“相交与垂直”内容为例，从学生的心理视角出发，以认知为切入点，主要关注两个问题：①学生在学习“相交与垂直”内容之前存在哪些前概念？这些前概念可划分成哪些类型？②基于CTCL研究范式，如何利用技术进行个性化学习设计以促使学生发生概念转变，从而提高学业成绩？二研究方法与过程1研究方法本研究主要采用问卷调查法、访谈法、准实验法和观察法。问卷调查主要包括二阶诊断测试卷和技术偏好问卷：二阶诊断测试卷用于测查学生的前概念，以便基于实验组学生的前概念进行个性化学习设计；技术偏好问卷是了解学生对教学实验中应用的技

7、术的态度。此外，访谈法主要辅助问卷调查；准实验法是对实验组和对照组学生进行不同的教学干预；观察法是通过课堂录像，观察学生上课的行为表现。2研究过程本实验的研究过程如图1所示。前概念的测查与分类是本研究的一个关键环节，也是整个实验的基础，是促使学生从非科学概念向科学概念转变的第一步。通过对相关文献的梳理分析以及与一线老师的交流，本研究选取“相交与垂直”中可能存在前概念的知识点，以二阶诊断测试卷进行测查。通过测查，本研究发现学生对“相交”的认知存在三种前概念类型：基本科学、绝对化概念、空壳概念；对“垂直”存在四种前概念类型：基本科学、生活推理、字面联想

8、、表未及里。测查完成之后对实验组和对照组进行前测，一是了解两组是否处于同一水平，二是获取实验组学生的前概念及其分布情况。接