●裴 陽(yáng)

(西北師范大學(xué)教育學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

0 引言

信息技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，已推動(dòng)傳統(tǒng)教育方式發(fā)生深刻變革.2013年教育部頒布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》指出：推進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)融合，建設(shè)智能化教學(xué)環(huán)境，提供優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源和軟件工具，利用信息技術(shù)開展啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，提高信息化教學(xué)水平[1].由此可見，在教育活動(dòng)中融入信息技術(shù)已成為教育教學(xué)的必然要求，信息技術(shù)與教學(xué)不但要融合，更要做到深度融合.國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)深度融合給出的定義是：通過將信息技術(shù)有效地融合于各學(xué)科的教學(xué)過程來營(yíng)造一種信息化教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)一種既能充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又能突出體現(xiàn)學(xué)生主體地位的以“自主、探究、合作”為特征的新型教與學(xué)方式，從而把學(xué)生的主動(dòng)性、積極性、創(chuàng)造性較充分地發(fā)揮出來，使傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性變革[2].在信息化不斷普及的現(xiàn)代社會(huì)，融入信息技術(shù)已成為教育事業(yè)發(fā)展的必然選擇，信息技術(shù)與教育的深度融合研究也成為教育學(xué)者的研究熱點(diǎn)[3-5]. 教科書是開展教育活動(dòng)的重要資源，也是實(shí)施教學(xué)的主要工具，更是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一手資料，信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合最直接的體現(xiàn)就是教科書.在中國(guó)知網(wǎng)高級(jí)檢索中以“信息技術(shù)”為第一主題詞，“數(shù)學(xué)教科書”為第二主題詞，共檢索到32篇文獻(xiàn)，對(duì)于教科書中信息技術(shù)的研究主要集中于教科書中的信息技術(shù)應(yīng)用欄目，如徐章韜在“信息技術(shù)在教科書中的編排”一文中研究了人教A版和湘教版教科書信息技術(shù)應(yīng)用專欄[6]，對(duì)教科書中其他部分的信息技術(shù)應(yīng)用研究較少.教科書中滲透了多少信息技術(shù)內(nèi)容，運(yùn)用了哪些信息技術(shù)，應(yīng)用到教科書的哪個(gè)環(huán)節(jié)中，分別以怎樣的形式呈現(xiàn)……對(duì)這些問題還缺乏系統(tǒng)全面的回答.筆者通過對(duì)人教A版和北師大版的教科書中信息技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對(duì)比分析，對(duì)上述問題作出回答，以期為信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合提供借鑒.

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 研究對(duì)象

選取的研究對(duì)象為人教A版和北師大版兩個(gè)版本的高中《數(shù)學(xué)(必修1-5)》教科書，對(duì)兩套教科書中滲透信息技術(shù)的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每涉及到信息技術(shù)的應(yīng)用，則統(tǒng)計(jì)一次.經(jīng)統(tǒng)計(jì)，北師大版教科書中滲透信息技術(shù)的內(nèi)容共計(jì)145次，人教A版教科書中滲透信息技術(shù)的內(nèi)容共計(jì)138次，對(duì)該部分內(nèi)容作出分類與統(tǒng)計(jì)，并展開詳細(xì)分析.

1.2 研究方法

采用文本分析和量化研究相結(jié)合的方法.文本分析法是通過梳理教科書中運(yùn)用信息技術(shù)的內(nèi)容，從而析出研究框架；量化研究是在文本分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并分別從知識(shí)領(lǐng)域、技術(shù)工具、內(nèi)容環(huán)節(jié)、應(yīng)用形式這4個(gè)維度展開深度分析；數(shù)據(jù)分析采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 23.0進(jìn)行皮爾遜卡方檢驗(yàn)，進(jìn)而分析兩個(gè)版本教科書中信息技術(shù)應(yīng)用的差異性.

1.3 研究框架

本文的研究框架是借鑒了羅伯特·泰勒的研究框架及其意義[7]，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行本土化改編，得到指標(biāo)體系的框架如下：

2 研究結(jié)果與分析

信息技術(shù)在教育教學(xué)中主要體現(xiàn)在：為學(xué)習(xí)者提供資源和環(huán)境、工具和方法等，因此，能達(dá)到以上目的的信息技術(shù)內(nèi)容均在統(tǒng)計(jì)之列.接下來筆者將從知識(shí)領(lǐng)域、技術(shù)工具、內(nèi)容環(huán)節(jié)以及應(yīng)用形式這4個(gè)維度展開分析.

2.1 知識(shí)領(lǐng)域

兩個(gè)版本教科書涉及的知識(shí)內(nèi)容有集合與函數(shù)、立體幾何、解析幾何、算法初步、統(tǒng)計(jì)與概率、三角與向量、數(shù)列與不等式這7個(gè)模塊，從而將知識(shí)領(lǐng)域維度劃分為以上7個(gè)領(lǐng)域.考慮到不同知識(shí)模塊在教科書中所占的比重不同，因此為提高不同知識(shí)領(lǐng)域間對(duì)比的科學(xué)性，筆者對(duì)信息技術(shù)在不同知識(shí)領(lǐng)域的分布密度進(jìn)行分析，具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1和圖1所示：

表1 信息技術(shù)在不同知識(shí)領(lǐng)域的應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)表

圖1

注：密度=相應(yīng)模塊信息技術(shù)應(yīng)用次數(shù)÷該模塊章數(shù).

由表1可知兩個(gè)版本教科書中信息技術(shù)應(yīng)用的總體密度差異不大，北師大版平均每章比人教A版多一次.由圖1可以看出兩個(gè)版本教科書中信息技術(shù)應(yīng)用密度最高的都是“算法初步”領(lǐng)域，最少的都是“立體幾何”領(lǐng)域，兩個(gè)版本教科書對(duì)不同知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用信息技術(shù)量的設(shè)計(jì)具有一致性.利用SPSS 23.0軟件對(duì)兩個(gè)版本教科書中不同知識(shí)領(lǐng)域的信息技術(shù)分布密度進(jìn)行卡方檢驗(yàn)，結(jié)果顯示：二者無顯著差異(其中χ2=10.261，p>0.05)，與條形圖(如圖1所示)的分析結(jié)果一致.

2.2 技術(shù)工具

信息技術(shù)工具是指有關(guān)數(shù)據(jù)與信息的應(yīng)用技術(shù)工具.數(shù)學(xué)教與學(xué)中應(yīng)用到的信息技術(shù)工具主要有計(jì)算器、計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng).數(shù)學(xué)教科書中計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用較為廣泛，主要是Excel和幾何畫板.這兩種技術(shù)工具被同時(shí)使用時(shí)，則各統(tǒng)計(jì)一次.教科書中還涉及到個(gè)別其他類型的技術(shù)工具(如數(shù)據(jù)采集器、溫度傳感器、測(cè)震儀等)，這里均按其他統(tǒng)計(jì)，還有一些未指明何種技術(shù)工具的也按其他統(tǒng)計(jì)，具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2、圖2和圖3所示：

表2 不同信息技術(shù)工具應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)

圖2 圖3

由表2可以看出兩個(gè)版本教科書對(duì)于計(jì)算器的使用差異不大，但對(duì)于計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的使用頻次存在較大差異，人教A版教科書對(duì)于計(jì)算機(jī)的使用量明顯多于北師大版，而北師大版對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用頻次明顯高于人教A版，且人教A版中對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用次數(shù)僅有兩次，小于統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的計(jì)數(shù)基數(shù).從SPSS 23.0數(shù)據(jù)分析結(jié)果來看，兩個(gè)版本教科書在不同信息技術(shù)工具應(yīng)用情況上有著顯著差異(χ2=16.606，p<0.05)，與上述分析結(jié)果吻合.

由圖2和圖3可知北師大版不同信息技術(shù)工具應(yīng)用的均勻性較好，而人教A版中出現(xiàn)了壟斷局面：計(jì)算器和計(jì)算機(jī)的使用率高達(dá)94%，基本壟斷了教科書中應(yīng)用的信息技術(shù)工具，互聯(lián)網(wǎng)和其他技術(shù)工具的使用率僅有6%，處于弱勢(shì)地位.

2.3 內(nèi)容環(huán)節(jié)

教科書的內(nèi)容環(huán)節(jié)是引導(dǎo)教師教與學(xué)生學(xué)的主線，不同的教科書有不同的內(nèi)容劃分形式，但總體離不開以下5個(gè)部分：引入知識(shí)、探索問題、例題習(xí)題、拓展欄目、小結(jié)反思.教科書中在這5個(gè)環(huán)節(jié)中均有不同程度的信息技術(shù)應(yīng)用，具體數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3、圖4和圖5所示：

表3 信息技術(shù)在不同環(huán)節(jié)的應(yīng)用次數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖4 圖5

由表3可知兩個(gè)版本教科書中不同環(huán)節(jié)信息技術(shù)的應(yīng)用頻次均呈現(xiàn)“正態(tài)分布”的趨勢(shì)，但兩個(gè)正態(tài)圖的峰值處在教科書內(nèi)容的不同環(huán)節(jié)：北師大版教科書中信息技術(shù)的應(yīng)用主要集中在拓展欄目，以信息技術(shù)應(yīng)用專欄的形式呈現(xiàn)；人教A版教科書中信息技術(shù)的應(yīng)用在例題習(xí)題環(huán)節(jié)分布最多，從圖4和圖5還可看出北師大版信息技術(shù)在不同內(nèi)容環(huán)節(jié)分布的集中趨勢(shì)更明顯.從數(shù)量上分析，兩個(gè)版本教科書在不同環(huán)節(jié)的信息技術(shù)應(yīng)用頻次上也有較明顯差異，與SPSS 23.0卡方檢驗(yàn)結(jié)果(χ2=51.042，p<0.05)一致.

2.4 應(yīng)用形式

信息技術(shù)的應(yīng)用形式多種多樣，可以作為學(xué)習(xí)的對(duì)象，如學(xué)習(xí)信息技術(shù)科學(xué)知識(shí)、信息技術(shù)基本技能和信息技術(shù)對(duì)社會(huì)的用途和影響等；也可以為學(xué)習(xí)者提供資源環(huán)境；還可以作為輔助學(xué)習(xí)的工具，如演示、交流、信息加工等，作為工具時(shí)信息技術(shù)的作用可以統(tǒng)一劃分為解決問題；此外，還可以應(yīng)用于編程,以上4種應(yīng)用形式在教科書中均有體現(xiàn)，具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4和圖6所示：

表4 信息技術(shù)的不同應(yīng)用形式統(tǒng)計(jì)

圖6

由表4可知兩個(gè)版本教科書中被應(yīng)用于編程的信息技術(shù)內(nèi)容差異不大，但其他3種應(yīng)用形式上均存在明顯差異，SPSS 23.0數(shù)據(jù)分析結(jié)果也表明兩者差異顯著(χ2=37.194，p<0.05).從圖6可以清晰地看出北師大版的信息技術(shù)主要以問題解決和學(xué)習(xí)資源的形式呈現(xiàn)，而人教A版則主要集中在問題解決上，以學(xué)習(xí)資源形式呈現(xiàn)的信息技術(shù)內(nèi)容極少.

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

3.1.1 兩個(gè)版本教科書信息技術(shù)應(yīng)用的共同點(diǎn)

1)不同知識(shí)領(lǐng)域信息技術(shù)融合廣度較好，但深度差異明顯.信息技術(shù)在兩個(gè)版本教科書七大知識(shí)模塊中都有涉及，覆蓋范圍較廣，說明教科書與信息技術(shù)融合廣度較好，而且信息技術(shù)的應(yīng)用能夠與相應(yīng)知識(shí)的特點(diǎn)緊密結(jié)合，例如算法通常被編成計(jì)算機(jī)程序，利用計(jì)算機(jī)執(zhí)行并解決問題，節(jié)省了大量的人力，因此該模塊與信息技術(shù)結(jié)合得非常緊密；函數(shù)圖像是函數(shù)的表示方法之一，它能很好地幫助我們分析函數(shù)的性質(zhì)及特點(diǎn)，借助信息技術(shù)強(qiáng)大的作圖和分析功能及其對(duì)函數(shù)圖像能進(jìn)行直接操作的優(yōu)越性，可以使我們方便地觀察函數(shù)的整體變化情況等.從融合程度上來看，不同知識(shí)領(lǐng)域中信息技術(shù)的應(yīng)用還存在較大差異，即融合深度不一.從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，立體幾何、三角與向量、數(shù)列與不等式這3個(gè)模塊的信息技術(shù)的融合情況較差，與其他4個(gè)模塊相比，呈現(xiàn)明顯不均衡勢(shì)態(tài).

2)教科書信息技術(shù)應(yīng)用形式廣泛，注重實(shí)踐應(yīng)用和問題解決.兩個(gè)版本教科書中信息技術(shù)的應(yīng)用形式廣泛，作為學(xué)習(xí)對(duì)象，可以讓師生了解與信息技術(shù)有關(guān)的知識(shí)、拓展知識(shí)面；作為學(xué)習(xí)資源，可以為師生創(chuàng)造信息化的學(xué)習(xí)資源和環(huán)境；計(jì)算機(jī)編程可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的邏輯思維能力和運(yùn)籌帷幄能力；解決問題是信息技術(shù)呈現(xiàn)最多的形式，它可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用和問題解決的能力.希爾伯特說過：只要一門科學(xué)分支能提出大量的問題，它就充滿著生命力.數(shù)學(xué)不僅能提出大量問題，還能教會(huì)我們大量解決問題的方法，數(shù)學(xué)的精髓在于應(yīng)用和實(shí)踐，而教科書中的信息技術(shù)主要應(yīng)用于實(shí)踐和解決問題，借助信息技術(shù)解決問題，學(xué)生不但解決了問題，而且掌握了信息技術(shù)的操作方法，體現(xiàn)了“做中學(xué)”的理念.

3.1.2 兩個(gè)版本教科書中信息技術(shù)應(yīng)用的不同點(diǎn)

1)北師大版教科書中信息技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn).教科書為師生創(chuàng)造了一個(gè)智能化教學(xué)環(huán)境，并提供多樣化的數(shù)字教育資源和軟件工具，用來進(jìn)行數(shù)據(jù)與信息的采集、表示、處理、顯現(xiàn)等.北師大版教科書中計(jì)算器的使用較多集中在圖形計(jì)算器，主要是用于繪制函數(shù)圖像、解聯(lián)立方程組等，科學(xué)計(jì)算器應(yīng)用較少，這改觀了學(xué)生以往對(duì)計(jì)算器只能進(jìn)行科學(xué)計(jì)算的片面認(rèn)識(shí).教科書中不同信息技術(shù)工具的應(yīng)用，雖側(cè)重計(jì)算機(jī)和計(jì)算器的使用，但對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的使用也較為重視，每本教科書末尾均有“信息檢索網(wǎng)址導(dǎo)引”，介紹了不同的教育學(xué)習(xí)網(wǎng)站，例如“中國(guó)基礎(chǔ)教育網(wǎng)”“基礎(chǔ)教育教科書網(wǎng)”等，這些網(wǎng)址資源不僅能提供教學(xué)實(shí)例、教學(xué)課件等，還能為師生提供交流互動(dòng)的平臺(tái).在內(nèi)容環(huán)節(jié)方面，教科書中設(shè)有大量的信息技術(shù)應(yīng)用專欄，詳細(xì)介紹了如何利用信息技術(shù)工具解決數(shù)學(xué)問題，同時(shí)較好地體現(xiàn)了信息技術(shù)應(yīng)用實(shí)例，這樣的拓展欄目有助于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和視野的開拓，幫助學(xué)生加深對(duì)數(shù)學(xué)的理解.此外，北師大版教科書中設(shè)置了一個(gè)特色欄目——信息技術(shù)建議，該欄目是針對(duì)該小節(jié)中涉及到的內(nèi)容給出相應(yīng)的信息技術(shù)建議，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用合適的信息技術(shù)工具，從而對(duì)本節(jié)內(nèi)容做到融會(huì)貫通、加深理解.

2)人教A版教科書中信息技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn).人教A版教科書較重視計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，且軟件呈現(xiàn)形式也多種多樣，例如Excel、幾何畫板等.此外，人教A版教科書中還呈現(xiàn)了許多其他的信息技術(shù)工具，如數(shù)據(jù)采集器、溫度傳感器、測(cè)震儀等，豐富多樣的信息技術(shù)工具的應(yīng)用，拓寬了信息化教學(xué)的覆蓋面，提高了信息化教學(xué)水平.不同內(nèi)容環(huán)節(jié)上的信息技術(shù)應(yīng)用主要集中在例題、習(xí)題環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了人教A版教科書對(duì)信息技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用較為重視.此外，在章末小節(jié)中，人教A版教科書將信息技術(shù)的應(yīng)用融合在本章知識(shí)點(diǎn)，體現(xiàn)了教科書與信息技術(shù)的深度融合.

3.2 建議

3.2.1 兼顧多領(lǐng)域多環(huán)節(jié)嵌入信息技術(shù)，推進(jìn)信息技術(shù)與教科書的深度融合

兩個(gè)版本教科書都應(yīng)充分發(fā)揮信息技術(shù)的功能與作用，與各知識(shí)領(lǐng)域緊密結(jié)合.尤其是立體幾何模塊，《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中提出相應(yīng)的內(nèi)容與要求：利用計(jì)算機(jī)軟件觀察大量空間圖形.對(duì)于立體幾何模塊來說，結(jié)合信息技術(shù)可以讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)幾何體、觀察空間中點(diǎn)線面的位置關(guān)系，但在教科書中涉及信息技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容卻很少.因此，教科書編寫者還需作出科學(xué)全面的改編，利用信息技術(shù)促進(jìn)數(shù)學(xué)知識(shí)的構(gòu)建[8]，以更好地實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教科書的深度融合.此外，為更好地開展信息化教學(xué)環(huán)境下的啟發(fā)式、探究式教學(xué)，對(duì)于教科書的引入知識(shí)和探究問題環(huán)節(jié)，還需加大信息技術(shù)的融合力度.

3.2.2 均衡多種信息技術(shù)工具的應(yīng)用，創(chuàng)建信息技術(shù)多樣化的教與學(xué)平臺(tái)

兩個(gè)版本教科書中，信息技術(shù)工具的使用均出現(xiàn)了不同程度的集中趨勢(shì)，尤其是人教A版教科書呈現(xiàn)了壟斷趨勢(shì).計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代一種用于高速計(jì)算的電子計(jì)算機(jī)器，不但可以進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和邏輯計(jì)算，還能用于處理數(shù)據(jù)繪圖等，有著較高的實(shí)用性，計(jì)算器常被用于解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算問題，實(shí)用性也較高.但正因?yàn)閮烧叩膶?shí)用性，計(jì)算機(jī)軟件和計(jì)算器的使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他技術(shù)工具，這種集中呈現(xiàn)趨勢(shì)不利于信息技術(shù)應(yīng)用的多樣化發(fā)展.因此，教科書應(yīng)當(dāng)均衡多種信息技術(shù)工具的應(yīng)用，力求通過教科書創(chuàng)建出信息技術(shù)多樣化的教與學(xué)平臺(tái).

3.2.3 加大互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用力度，建立虛擬化學(xué)習(xí)社區(qū)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，傳統(tǒng)的教學(xué)模式將逐漸被替代.雖然教科書中也涉及到了互聯(lián)網(wǎng)這一技術(shù)工具的應(yīng)用，但力度過輕，還需加大互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用力度.例如可以將優(yōu)質(zhì)課堂或者例題、習(xí)題的講解視頻以二維碼的形式呈現(xiàn)在教科書中，這樣學(xué)生可以課堂聽教師講解，課下通過網(wǎng)絡(luò)視頻輔助學(xué)習(xí)，真正實(shí)現(xiàn)“線上線下一體化”學(xué)習(xí).