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第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 时代发展对人才素质的新要求 2

1.1.2 中学数学新课程教学改革的迫切需要 3

1.1.3 信息技术与数学课程深层次整合的需要 5

1.2 相关研究的介绍 7

1.2.1 有关数学实验的研究 7

1.2.2 有关中学数学教学模式的研究 12

1.2.3 有关信息技术与数学课程整合的理论实践研究 15

1.3 亟须解决的一些现实问题 23

1.3.1 信息化环境下中学数学观念与教学方式存在误区 23

1.3.2 对中学数学认知工具缺乏合理有效的应用 26

1.3.3 缺乏有效、易操作的教学模式、策略与教学设计技术 27

1.4 小结 28

第2章 理论基础与数学学习模型分析 31

2.1 理论基础 32

2.1.1 数学实验教学相关基础理论 32

2.1.2 主导-主体教学结构理论 34

2.1.3 创造性思维理论 36

2.2 信息化环境下中小学生数学学习机制的进一步探讨 37

2.2.1 当前数学学习机制研究状况 38

2.2.2 信息化环境对现有学习机制研究提出的挑战 39

2.2.3 分布式认知理论及启示 39

2.2.4 关于中小学生数学学习机制的进一步探讨——CT-based LMM模型 42

2.2.5 结论 45

第3章 基于认知工具的中学数学实验教学模型（CT-based MET模型）构建 46

3.1 模型构建路线 46

3.2 相关概念辨析 48

3.2.1 教学模式及相关概念辨析 49

3.2.2 数学实验及相关概念辨析 50

3.2.3 认知工具 54

3.3 技术支持环境下的数学实验学习观 55

3.4 CT-based MET模型构建及其分析 57

3.4.1 信息技术环境下数学课堂教学结构分析 58

3.4.2 CT-based MET模型关键属性分析 60

3.4.3 情境再现——解决基于历史性数学知识的教学 78

3.4.4 结论验证——解决基于经验性数学知识的教学 79

3.4.5 问题探索——解决基于探索性数学知识的教学 80

3.4.6 综合应用——解决基于研究性数学知识的教学 80

第4章 基于认知工具的中学数学实验教学设计方法 82

4.1 教学设计活动论 82

4.2 基于认知工具的中学数学实验教学过程设计概述 84

4.3 前期分析 88

4.3.1 分析学习目标——从活动的视角 88

4.3.2 分析学习主体——信息技术环境下学生特征 93

4.3.3 分析学习对象——中学数学内容 97

4.4 数学实验活动任务设计 102

4.4.1 数学实验活动任务描述 102

4.4.2 数学实验活动任务与学习目标、数学内容之间的关系 104

4.4.3 数学实验活动任务类型 105

4.4.4 数学实验活动任务设计的一般原则 108

4.5 数学认知工具的分析与设计 111

4.5.1 数学认知工具相关理论 111

4.5.2 中学数学常用认知工具及其教学功能 112

4.5.3 信息化数学实验认知工具设计 124

4.5.4 中学数学实验认知工具应用分析 128

4.5.5 中学数学实验认知工具选择与应用原则 139

4.6 实验过程及策略设计 139

4.6.1 一节独立的数学实验课活动环节及相关策略 140

4.6.2 情境性知识再现策略设计 145

4.6.3 形象化规律验证策略设计 147

4.6.4 精确性数形结合策略设计 150

4.6.5 实践性调查研究策略设计 154

4.6.6 实施数学实验活动中的组织策略 154

4.6.7 数学实验活动应注意的问题 156

4.6.8 基于认知工具的数学实验课教学案例分析 158

4.7 数学实验活动评价设计——学的视角 160

4.8 教学设计方案再评价——教的视角 161

第5章 教学试验与结论 164

5.1 概述 164

5.1.1 试验校的基本情况 165

5.1.2 试验开展情况 165

5.1.3 试验的总体效果 168

5.2 个案实验研究效果及数据分析 168

5.2.1 实验设计 168

5.2.2 实验步骤 169

5.2.3 数学实验教学过程分析 169

5.2.4 学习结果类目标的达成度数据分析 170

5.2.5 学习过程类目标的达成度数据分析 172

5.3 总体行动研究效果及数据分析 176

5.3.1 前期准备 177

5.3.2 研究方法及效果数据分析 177

5.4 小结与思考 192

附录1 《反比例函数的图像和性质》数学实验教学设计方案 194

附录2 《反比例函数的图像和性质》常规教学设计方案 200

附录3 《特殊平行四边形的性质》数学实验教学设计 203

附录4 《课题学习——重心》数学实验教学设计 208

参考文献 213