數(shù)學(xué)微課程設(shè)計(jì)與應(yīng)用的實(shí)證研究*

張 生 王麗麗 蘇 梅 齊 媛

（1.北京師范大學(xué) 教育統(tǒng)計(jì)與測(cè)量研究所，北京 100875；2.中國(guó)基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)協(xié)同創(chuàng)新中心，北京 100875；3.中國(guó)教育科學(xué)研究院，北京 100088）

數(shù)學(xué)微課程設(shè)計(jì)與應(yīng)用的實(shí)證研究*

張 生1,2王麗麗1蘇 梅1齊 媛3

（1.北京師范大學(xué) 教育統(tǒng)計(jì)與測(cè)量研究所，北京 100875；2.中國(guó)基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)協(xié)同創(chuàng)新中心，北京 100875；3.中國(guó)教育科學(xué)研究院，北京 100088）

采用低學(xué)業(yè)成就的實(shí)驗(yàn)組、高學(xué)業(yè)成就的對(duì)照組前后測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式，文章考察了微課程的設(shè)計(jì)與應(yīng)用對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)成就的影響。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)組（n=69）與對(duì)照組（n=74）前測(cè)結(jié)果差異顯著，后測(cè)結(jié)果無(wú)顯著差異，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的前后測(cè)結(jié)果差量之間有顯著差異，中、低學(xué)業(yè)成就學(xué)生前后測(cè)差異顯著——這說(shuō)明參考微課程設(shè)計(jì)要素設(shè)計(jì)的微課程是改善數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成就的有效手段，且針對(duì)不同層次的學(xué)生有不同的影響效果。

微課程；學(xué)業(yè)成就；能力分層

引言

近年來(lái)有關(guān)微課程的理論研究如火如荼，涉及理論辨析、框架搭建、模式設(shè)計(jì)、錄制、應(yīng)用、評(píng)價(jià)等多方面，但實(shí)證研究的成果很少。唐軍指出，檢驗(yàn)微課程發(fā)展和應(yīng)用如何最有發(fā)言權(quán)的是學(xué)習(xí)者[1]。梁樂(lè)明指出目前沒(méi)有很好的實(shí)證干預(yù)來(lái)研究應(yīng)該如何設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與實(shí)施微課程，并與具體的應(yīng)用情境（如不同學(xué)科、不同群體等）進(jìn)行整合，以有效地促進(jìn)學(xué)生的正式與非正式學(xué)習(xí)[2]。針對(duì)以上問(wèn)題，本研究按照微課程設(shè)計(jì)要素[3]，設(shè)計(jì)制作系列數(shù)學(xué)微課程，并應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)學(xué)校供學(xué)生學(xué)習(xí)，研究系列微課程在多大程度上能改善學(xué)生的學(xué)業(yè)成就。

一設(shè)計(jì)

根據(jù)微課程設(shè)計(jì)要素[4]，本研究從視頻的制作包括對(duì)象定位、內(nèi)容設(shè)計(jì)、技術(shù)支持以及應(yīng)用方式等方面做了詳細(xì)規(guī)劃。

1 對(duì)象屬性設(shè)計(jì)

本研究設(shè)計(jì)對(duì)象屬性時(shí)，考慮文化屬性和個(gè)體屬性兩大方面，具體情況如表1所示。

表1 微課程對(duì)象屬性設(shè)計(jì)

2 內(nèi)容屬性設(shè)計(jì)

本研究設(shè)計(jì)內(nèi)容屬性時(shí)，主要考慮知識(shí)體系建構(gòu)與能力分層設(shè)計(jì)兩個(gè)重要方面，具體情況如表2所示。其中，在知識(shí)體系的設(shè)計(jì)上，主要依據(jù)的是布魯姆教學(xué)分類法，將教材中的知識(shí)點(diǎn)以雙向細(xì)目表的形式呈現(xiàn)，然后將細(xì)目表的內(nèi)容所達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)水平進(jìn)行勾選，保證每個(gè)知識(shí)點(diǎn)上都有微課程存在且能達(dá)到目標(biāo)要求。在能力分層設(shè)計(jì)上，本研究依據(jù)實(shí)驗(yàn)單位老師提供的學(xué)生認(rèn)知水平的差異，主要解決中、低層學(xué)習(xí)者遇到的學(xué)習(xí)問(wèn)題，因此內(nèi)容講解主要采取講授式，內(nèi)容導(dǎo)向設(shè)計(jì)更加偏向于基礎(chǔ)知識(shí)精講，以及部分?jǐn)?shù)學(xué)符號(hào)歷史的補(bǔ)充。

表2 微課程內(nèi)容屬性設(shè)計(jì)

3 技術(shù)屬性設(shè)計(jì)

本研究設(shè)計(jì)技術(shù)屬性時(shí)，考慮基本要求、可用性、呈現(xiàn)形式三方面，具體設(shè)計(jì)如表3所示。

表3 微課程技術(shù)屬性設(shè)計(jì)

4 應(yīng)用模式設(shè)計(jì)

本研究設(shè)計(jì)應(yīng)用模式時(shí)，主要從應(yīng)用時(shí)機(jī)、生成性和支持服務(wù)三個(gè)方面來(lái)考慮，具體情況如表4所示。

表4 微課程應(yīng)用模式設(shè)計(jì)

二方法

1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

本研究選擇甘肅省威武市涼州區(qū)2個(gè)鎮(zhèn)2所學(xué)校七年級(jí)4個(gè)班級(jí)的學(xué)生為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，共143人，其中實(shí)驗(yàn)組69人，對(duì)照組74人。兩組的基本情況是：實(shí)驗(yàn)組學(xué)業(yè)成就低于對(duì)照組，而在平均年齡、性別比例、家庭背景、學(xué)生人數(shù)等方面則大體相似。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組前后測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。選取的兩個(gè)班級(jí)一為實(shí)驗(yàn)班，一為對(duì)照班。實(shí)驗(yàn)班接受干預(yù)措施，對(duì)照班在實(shí)驗(yàn)期間不接受任何干預(yù)措施。

3 測(cè)試工具

選取《中國(guó)6~15歲兒童青少年心理發(fā)育特征調(diào)查》項(xiàng)目中第三學(xué)段（7～9年級(jí)）中的部分題目進(jìn)行前、后測(cè)評(píng),并將前后測(cè)驗(yàn)的成績(jī)通過(guò)等值轉(zhuǎn)換到一個(gè)量尺。前、后測(cè)試卷由數(shù)與代數(shù)、空間與圖形、統(tǒng)計(jì)與概率三個(gè)維度組成，試卷的信、效度分別達(dá)到測(cè)量學(xué)指標(biāo)的要求。

4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果利用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用的統(tǒng)計(jì)方法包括獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。

三結(jié)果

1 兩組學(xué)生學(xué)業(yè)成就前、后測(cè)結(jié)果比較

對(duì)兩組學(xué)生測(cè)試卷的測(cè)評(píng)結(jié)果分別進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果表明：兩組學(xué)生學(xué)業(yè)成就前測(cè)差異達(dá)到顯著水平，且實(shí)驗(yàn)組顯著低于對(duì)照組（p<0.01)，而后測(cè)差異不顯著；對(duì)照組學(xué)生前、后測(cè)差異一般顯著，而實(shí)驗(yàn)組前、后測(cè)差異顯著水平較高，實(shí)驗(yàn)后得分顯著高于實(shí)驗(yàn)前（p<0.001），具體如表5所示。

表5 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組學(xué)業(yè)成就前、后測(cè)結(jié)果比較

2 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組前、后測(cè)結(jié)果差量比較

為考察兩組學(xué)生實(shí)驗(yàn)后學(xué)業(yè)成就增值上的差異，本研究進(jìn)行了獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。從表中可以看出，實(shí)驗(yàn)后數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成就增值實(shí)驗(yàn)班高于對(duì)照班，且差異顯著，具體如表6所示。

表6 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組前、后測(cè)結(jié)果差量比較

3 實(shí)驗(yàn)組不同水平學(xué)生的學(xué)業(yè)成就比較

為考察微課程對(duì)學(xué)業(yè)成就不同水平學(xué)生影響效果的差異，本研究依據(jù)測(cè)試卷前測(cè)結(jié)果把實(shí)驗(yàn)組學(xué)生分為高、中、低三組（以平均數(shù)上下1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差劃分組別界限），然后作配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)班高分組間差異不顯著，而中、低組學(xué)業(yè)水平提高，且差異顯著（p<0.05），具體如表7所示。

表7 實(shí)驗(yàn)組學(xué)生不同水平數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成就比較

4 實(shí)驗(yàn)組學(xué)生學(xué)業(yè)能力水平結(jié)果比較

從實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組后測(cè)增值結(jié)果的對(duì)比中可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組前后差異的顯著性增加，為此本研究單獨(dú)從能力的維度（包括知道事實(shí)、運(yùn)用規(guī)則、數(shù)學(xué)推理以及非常規(guī)問(wèn)題解決四個(gè)方面）考察微課程學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)組學(xué)生數(shù)學(xué)能力水平的影響效果，并對(duì)前后測(cè)的結(jié)果進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組前、后測(cè)能力維度的四個(gè)方面結(jié)果變化不顯著，具體如表8所示。

表8 實(shí)驗(yàn)組學(xué)業(yè)能力前后測(cè)結(jié)果比較

四討論

1 內(nèi)容嚴(yán)控的微課程學(xué)習(xí)有助于提高學(xué)生學(xué)業(yè)成就

（1）微課程能集中有效時(shí)間解決學(xué)習(xí)中的疑難問(wèn)題。微課程具有“短小精悍”的特點(diǎn)，可以直擊“要害”，具有清晰明確的課程目標(biāo)，給學(xué)習(xí)困難者提供了有效解決疑難問(wèn)題的途徑。

（2）微課程增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，滿足了學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供了優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源。微課程的出現(xiàn)，使學(xué)生開(kāi)拓了眼界、拓寬了思路，領(lǐng)略到除教師與課本之外的教學(xué)方法，尋求到滿足自身價(jià)值的教學(xué)內(nèi)容。

（3）微課程直接為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了“有源”的學(xué)習(xí)環(huán)境[5]。以往的課堂與校本課程都是在真實(shí)環(huán)境之外的學(xué)習(xí)，學(xué)生只能靠想象將課本知識(shí)與現(xiàn)實(shí)狀況結(jié)合。微課程則將學(xué)生置于一種真實(shí)、具體、典型案例化的教學(xué)情景中，可以實(shí)現(xiàn)“隱性知識(shí)”、“默會(huì)知識(shí)”等高階思維能力的學(xué)習(xí)[6]，更有助于促進(jìn)學(xué)生高級(jí)思維能力的發(fā)展[7]。

2 分層設(shè)計(jì)的微課程學(xué)習(xí)有益于不同學(xué)業(yè)水平學(xué)生發(fā)展

張生等提出“分層微課”設(shè)計(jì)方案，其目的旨在呼吁“分層而教”的微課程教學(xué)設(shè)計(jì)，這樣既滿足布魯姆“分類而教”[8]的教學(xué)目標(biāo)，也意在迎合孔子的“因材施教”?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出“要關(guān)注學(xué)生不同特點(diǎn)和個(gè)性差異，發(fā)展每一個(gè)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)潛能，為每個(gè)學(xué)生提供適合的教育?！盵9]要達(dá)到這個(gè)目的，就要改變千篇一律的培養(yǎng)模式，采用個(gè)性化的教育方法[10]，使每一個(gè)學(xué)習(xí)者的潛能得到最大限度的發(fā)揮，獲得成功體驗(yàn)和生存效能感[11]。雖然本研究中的“分層”不針對(duì)學(xué)生個(gè)體，但選擇的是群體屬性相近的處于同一層次的人，因此微課程教學(xué)可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平和接受能力而提供不同的學(xué)習(xí)進(jìn)度與不同難度的學(xué)習(xí)內(nèi)容，打破當(dāng)今學(xué)科教育中常見(jiàn)的教學(xué)方式統(tǒng)一、授課進(jìn)程統(tǒng)一與評(píng)價(jià)機(jī)制統(tǒng)一等缺陷。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：中分組和低分組學(xué)生的增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯、變化顯著。

3 短期微課程教學(xué)對(duì)學(xué)生能力素養(yǎng)提高效果不明顯

數(shù)學(xué)能力素養(yǎng)的提升側(cè)重點(diǎn)在于強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法及思想解決實(shí)際問(wèn)題，而這些問(wèn)題的解決離不開(kāi)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的整體感知，因而新課程改革后把學(xué)生數(shù)感的培養(yǎng)放在突出位置[12]。但數(shù)感不同于一般素樸意義上的原始直覺(jué)，它是一種精致化了的數(shù)學(xué)意識(shí)，是一種高級(jí)思維能力[13]，它更多地表現(xiàn)為主體在數(shù)學(xué)活動(dòng)中通過(guò)學(xué)習(xí)、積累、體驗(yàn)而形成的主體能力，是主體自身積極積累經(jīng)驗(yàn)，主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的結(jié)果[14]。本研究在微課程的視頻設(shè)計(jì)上更加生活化、情景化，將抽象思維的產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榭陀^、量化、可視性，更便于接受與理解[15]，但微課程在短期內(nèi)的主要效果是發(fā)展學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的直覺(jué)[16]，并不能快速建立起學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)的整體感知，尤其是學(xué)生高層高級(jí)思維能力和復(fù)雜情境中解決問(wèn)題的能力。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：短期內(nèi)微課程學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)能力水平的提升效果不顯著。

4 微課程教學(xué)應(yīng)用模式仍是有效利用資源的重中之重

微課程既有別于傳統(tǒng)單一資源類型的教學(xué)課例、教學(xué)課件、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)反思等教學(xué)資源，又是在其基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展起來(lái)的一種新型教學(xué)資源[17]。微課程以恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用模式，帶給其發(fā)展的延續(xù)性、持久性。許多研究者認(rèn)為微課程是一種通過(guò)信息技術(shù)輔助在課后完成知識(shí)的方式，知識(shí)內(nèi)化則在課堂中經(jīng)老師的幫助與同學(xué)的協(xié)助完成。在國(guó)外，較為成功的模式是將微課程（在線視頻課程）應(yīng)用于“顛倒課堂”、“電子書(shū)包”、“混合學(xué)習(xí)”等教育改革項(xiàng)目，來(lái)支持教學(xué)工作[18]，但這對(duì)學(xué)生的自主性要求較高。因此，有研究者指出可將微課程引入課堂之中，即在上課前幾分鐘觀看預(yù)習(xí)微課程，在下課前幾分鐘觀看復(fù)習(xí)微課程[19]，便可達(dá)到資源利用的最大化。本研究中采用的應(yīng)用模式為課下觀看微課程，一方面培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，另一方面檢驗(yàn)微課程對(duì)學(xué)生是否有吸引力。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：在這種應(yīng)用模式下，學(xué)生的學(xué)業(yè)成就有所提高。

六結(jié)論

經(jīng)過(guò)前、后測(cè)試卷等值后兩組學(xué)生的學(xué)業(yè)成就基本持平，且有實(shí)驗(yàn)組反超對(duì)照組的趨勢(shì)；微課程教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)組中的高分組無(wú)影響作用，對(duì)中分組和低分組有顯著的影響效果。經(jīng)過(guò)內(nèi)容把控、分層設(shè)計(jì)的微課程對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)成就有顯著影響，可以提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成就。

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編輯：小西

Empirical Study on Mico-course of MathematicsApplications

ZHANG Sheng1,2WANG Li-li1SU Mei1QI Yuan3
(1.Institute of Educational Statistics and Measurement,Beijing Normal University,Beijing,China 100875; 2 .National Innovation Center for Monitoring the Basic Education Quality,Beijing Normal University,Beijing,China 1 00875 ;3 .National Institute of Education Science,Beijing,China 1 00088)

The influence of design and application of the micro-course on the academic achievement of students was investigated with low academic achievement as the experimental group and high academic achievement as the control group using the experiment design approach of pre-test and post-test.The results shown that the pre-test results between experimental group(n=69)and control group(n=74)were significantly different.However,there was no significant difference in post-test results;and there was remarkable difference between experimental-group and control-group in the dispersion of pre-test and post-test,especially for medium and low academic achievement students,which proved that the designed micro-course referring to the micro-course design elements was an effective method to improve students’mathematics academic achievement,and had different effects for students at different levels.

micro-course;academic achievement;ability stratified

2015年4月7日

G40-057

A【論文編號(hào)】1009—8097（2015）12—0053—06

10.3969/j.issn.1009-8097.2015.12.008

本文為國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金教育學(xué)青年課題“利用信息技術(shù)促進(jìn)留守兒童全面發(fā)展的實(shí)證研究”(項(xiàng)目編號(hào)：CCA130135)、北京市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2012年度重點(diǎn)課題“利用信息技術(shù)創(chuàng)新流動(dòng)兒童家庭教育的理論與實(shí)踐”(項(xiàng)目編號(hào)：AJA12131)的階段性研究成果，并受中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)經(jīng)費(fèi)專項(xiàng)資金資助。

張生，副教授，博士，研究方向?yàn)榻逃郎y(cè)量與評(píng)價(jià)以及教育技術(shù)，郵箱為zsllz@163.com。