电子画板

《在电子白板环境下基于几何画板的数学教学探究与实践》课题开题报告

宁夏贺兰县如意湖中学曹学文

一、问题的提出

1.为落实《义务教育数学课程标准（2011年版）》对信息化教学资源应用的需要

《义务教育课程标准(2011年版)》指出：“要将信息技术作为教师从事数学教学实践与研究

的辅助性工具，同时还要作为学生从事数学活动的辅助性工具。”几何画板是学生进行数学探究活

动的必要工具，它便于学生有效地开展数学探究活动，从而提升数学探究能力。学生学会了利用几

何画板自主探究、发现数学问题。只要把数学问题从静态提升到动态，常常会出现新的问题及现象，

会成为数学探究的出发点。在具有交互式电子白板环境下学生运用几何画板进行实践与探究学习，

还可以拓展他们的数学视野，使学习变得更有趣，更容易、更广阔、更加丰富多彩。

2.信息技术将成为教数学、学数学和做数学的必要工具

信息技术的飞速发展使得数学教学面貌发生了前所未有的变化，信息技术已经成为数学教学中

的基本要素。张景中院士指出：利用计算机开展教学，能够实现：本来要做的事，做得更快更容易，

提高了效率；过去想到而做不到的，可以轻松实现，如：动态立体图形，平称、旋转、缩放、分割、

取截面、表面展开、函数图象的绘制等；能够创造出过去可能想不到或不敢想的教学资源。在信息

技术帮助下，学生通过观察、实验，归纳进行合理的数学推理，获得对数学知识的深刻理解，体验

数学思想方法的真谛，领悟数学的本质。

3.电子白板数学课堂教学的需要

在电子白板、视频展台等媒体终端实现“班班通、室室通”的今天，很多数学教师对利用电子白

板开展数学教学的认识不到位，没有对交互式电子白板的强大功能进行深入的研究，而是把它当成

可以手写批注的PPT在用。一些教师只是把电子白板作为数学公开课或观摩课的工具，平时很少

使用白板，认为做课件比较费时，就从网上下载一个PPT课件，稍加修改便登上白板。不言而喻，

这样的课件不能为教师提供即兴有效发挥的环境，教师只能在课堂教学中机械地演示准备好的课

件。至于人机交互，实现过去想到而做不到的事情，如平移、旋转等图形变换，更是困难重重：教

学中教师点击白板次数远远多于学生使用的次数。因此说，在PPT课件面前教师扮演着放映员的角

色,而学生则成了“观众”，电子白板自然就成了放映幕布。

4.学科工具软件与数学教学有效融合的需要

交互式电子白板走进课堂，它的应用为师生转变教学方式和学习方式，提高课堂实效提供了人

机交互、及时反馈的学习环境。然而就在电子白板环境下开展的数学教学，尤其是图形与几何的教

学中，白板的自带工具还不能很好满足当前中小学数学教学的需求，而借助几何画板这一优秀的教

学软件，能很好发挥电子白板的优势。实践证明，在电子白板环境下基于几何画板的数学课堂教学

能够满足这一教学需求。

基于以上分析，我们确立了“基于电子白板模式下的几何画板数学教学研究”课题。

二、课题的界定

1教学探究

本课题的教学探究有两个层面的含义；一是指教师将几何画板软件作为教师从事数学教学实践

与研究的辅助性工具；二指师生双方在白板环境下运用几何画板开展的探究式教学法，即学生在教

师的引导下，进行探究发现，推理验证，得出结论的教学方式。

2.教学实践

本课题的教学实践是指师生在教室或数学实验室开展的实践教学，学生通过自主探究、合作学

习、实验操作、观察分享、推理验证等实际操作环节，具体地解决问题。从而获得对数学知识的深

刻理解，体验数学思想方法的真谛，领悟数学的本质。

三、理论依据

1.新课标理念

《义务教育课程标准(2011年版)》指出：“要将信息技术作为教师从事数学教学实践与研究

的辅助性工具，同时还要作为学生从事数学活动的辅助性工具。几何画板是学生进行数学探究活动

的必要工具，它便于学生有效地开展数学探究活动，从而提升数学探究能力。学生学会了利用几何

画板自主探究、发现数学问题。只要把数学问题从静态提升到动态，就会出现新的问题及现象，会

成为数学探究的出发点。

2.建构主义理论

建构主义理论认为：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主

动建构，是其核心。学生的数学学习活动不应只限于接受、记忆、模仿、练习等被动的吸收过程，

而应是在教师指导下依赖于已有的认知结构而进行的主动建构学习的过程。学生是信息加工的主

体，是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。

四、国内的研究现状

1国内方面

《几何画板》在全国推广已近十年，目前最新版是几何画板5.06，很受数学教师的欢迎，全国

许多中学已经在这方面先行一步，积累了丰富的经验。几何画板教学在全国的长期研究与实践也进

入新的阶段，并提供了众多的案例与资源。

2.区内方面

我区的计算机网络、多媒体系统，电子白板系统为几何画板教学提供了良好的硬件环境，有利

于推进信息化教学资源有效应用。但是，几何画板教学在我区推广进展与全国相比，比较缓慢，目

前在我区还在探索阶段，在教师中以自发学习和应用为主，没有形成学科应用氛围，没有产生规模

效应与资源聚集，几何画板教学的优势没有得到充分的发挥。

五、课题研究的意义价值

（一）课题研究的意义

1.有利于提升学校现有信息化教学资源的应用价值

通过本课题的研究，能充分挥学校信息化资源的作用，尤其是交互式电子白作用。交互式电子

已经实现的班班通，它有效应用关键在于对话和交流的学习环境的营造。几何画板不仅能营造这种

基于电子白板环境下对话与交流的学习环境，而且提升和拓展了电子白板的操作性交互，通过操作

交互即感官交互的加强间接影响到人际交互、认知交互等高级交互活动（如下图所示），帮助学生

建构知识。因此，从学校层面上看，本课题的研究有利于于提升学校现有信息化教学资源的应用价

值。

2.有利于提高数学教师的信息化素养

通过本课题的研究，能促进教师在白板环境下应用几何画板创设学习的情景，特别是提出问题、

分析问题和解决问题的情景，让学生在情境中体验、学习、理解和运用知识；应用几何画板构建学

习的支架，帮助学生理解概念和原理,发展学科思维和方法；应用几何画板支持学习的交互，在学

生、教师和教学资源的交互中巩固、迁移和应用已学的知识。因此，从教师层面上看，本课题的研

究有利于提高数学教师的信息化素养。

3.有利于发展学生的思维，提高课堂实效

通过本课题的研究，能改变学生的学习方式，提高学生的学习数学的兴趣，让学生在几何画

板的辅助教学中发展数学思维能力，从而提高课堂实效。

（二）课题研究的价值

本课题的研究，能够促进教师从以教为中心向以学为中心转变，从知识传授为主向能力培养

为主转变，从课堂学习为主向多种学习方式转变。促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学

内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，在充分发挥交互式电

子白板的优势的过程中，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具，从而能

更好地为提高课堂教学质量服务。

六、课题研究的目标、内容及创新之处

（一）研究目标

1.通过研究，提高教师制作几何画板课件的能力，促进教师创新教学思路，转变教学方式，更

新教师的教育理念，使多媒体课件能更好地为提高课堂教学质量服务。

2.通过研究，改变学生的学习方式，提高学生的学习数学的兴趣，让学生在几何画板的辅助教

学中提升数学思维能力，从而提高课堂实效。

3.通过研究，初步形成课堂教学中几何画板课件制作和运用模式，逐步认识和探索课堂教学中

多媒体课件应该围绕着课堂探究设计和人机交互的原则，为提高课堂实效提供成功的经验和技术支

持。

（二）研究内容

1.把握白板的核心特性和教学功能，突出交互性，在生成、建构这个特征下，来进行教学设计、

开发和使用课件。

2.教学需求与信息技术如何匹配，如何找准最佳作用点和最佳作用时机发挥白板的技术优势。

3.在动态呈现知识形成过程，如何在用几何画板工具探索和发现规律的过程中发展学生的思

维。

4.利用《几何画板》开发课件，建立完善数学课件库，并编制使用说明与制作说明，便于运用。

5.开设利用《几何画板》进行自主、探究学习的“数学实验室”，促进学校校本课程的开发。

（三）创新之处

1.在电子白板环境下基于几何画板辅助数学教学，可以转变教师的教学方式，为学生创设图文

并茂、丰富多彩、人机交互、及时反馈的学习环境，使知识的呈现更加具体化、形象化，从而帮助

教师解决教学的重点，突破教学的难点，提高课堂实效。

2.改变学生的学习方式，使学生能够利用《几何画板》对于数学的有关知识进行数学实验，探

究发现，从而达到对某些数学问题和数学知识的深刻理解和融会贯通。

3.构建新课程下利用几何画板进行教数学、学数学、做数学的教学新模式。

七、课题研究的方法

1.文献收集法：本课题运用文献收集法，开展资料检索搜集与相关文献的分析研究，进行同

类课题的比较研究，学习整理，研究该领域的最新研究成果，为本课题的研究提供理论支撑与方向

引领。

2.调查研究法：本课题运用调查研究法调研初中数学课堂教学中课件运用的现状，检测实施运

作成效，研究基于电子白板模式下的几何画板辅助教学策略，提高课件制作及运用的效率。综合运

用各种调查方法和手段，有计划、有步骤地收集和分析相关资料，为课题研究提供充足的事实依据。

3．行动研究法：本课题运用行动研究法探索基于电子白板模式下的几何画板辅助教学的途径、

方法和措施；做到行动者参与研究，研究者参与实践，并根据研究中遇到的具体情况，边实践，边

修改，边完善，使理论与实践、成果与应用有机地结合起来。

4．个案研究法：本课题运用个案研究法研究“个体”对象的发展规律。对班级中各类学生的

典型个案进行全面的调查和分析，揭示出某些规律和本质，为课题研究提供必要的支撑性材料。

5.观察研究法：本课题运用观察法，通过观课，发现在电子白板环境下基于几何画板的数学

教学探究与实践的优缺点，并对存在的问题及时进行整改。

八、研究的步骤

第一阶段：设计与论证阶段（2012.10――2013.10）

1.成立课题研究小组，确定课题组成员，课题开题动员，撰写开题报告。制定课题实施方案，

做好人员分工，并组织实验教师进行理论专题学习，了解国内外几何画板数学教学研究的现状及最

新的成果，同时对学生问卷调查及测评，并选择研究课题，即“在电子白板环境下基于几何画板数

学教学研究与实践”（2012年10月）

2.查阅国内有关几何画板辅助数学教学的资料，在大量阅读文献的基础上进行总结提炼，做一

定的创新研究，并在此基础上完成对本课题的研究。（2012年11月）

3.课题论证、制定研究方案，确定现行教材中可使用几何画板的教学内容，设计初步的教学方

案和数学实验方案；（2012年12月上旬）

4.在白板环境下基于几何画板的数学观摩教学工作。（2012年12月中下旬）

5.课题实践及申报论证。（2013年2月——2013年10月）

第二阶段：开题、方案实施及评估阶段（2013.10――2014.12）

1.组织立项开题，全面深入地开展实验。根据教学内容的需要，采用基于电子白板模式下的几

何画板辅助教学法，并与传统教学模式进行比较，说明课堂教学结构、教学效果、学生学习方式等

方面的变化，并形成初步研究结论，形成书面材料。（2013.10----2013.12）

2.总结第一阶段实验工作的进展与效果，修正完善课题研究方案。开展阶段性研究成果评选活

动，召开课题研究经验交流、研讨会。（2014年6月）

3.利用学校数学实验室（微机室），深入进行相关的实验研究，对实验数据进行分析，并再次

进行问卷调查和相关的访谈，探讨在探究学习中几何画板对教学方式和学生思维方式、学习方式的

影响。（2014.4.----2014.9）

4.开发课件，展示师生作品，形成一定系列的课件库，并做到分类具体；总结实验过程的经验

教训，尤其是学生跟老师一起成长的经验，并写出阶段性总结报告。（2014年10月）

5.注重对各类学生的个案研究，在日常教学中注重电子交互白板与几何画板软件在中学数学教

学中有效整合运用的策略，在组内乃至全校推出实验研究公开课，进行阶段总结。（2014年12月）

第三阶段：方案总结与评估推广阶段（2014.12――2015.12）

1.展示公开课及学习研讨会，并向全区推广，并进行阶段总结。

2.汇集教学课件、教学设计、教学案例，编辑学生的学习活动集。

3.完成研究资料的整理、数据的统计，组织实验人员进行成果总结，撰写论文和研究报告，做

好课题结题工作。

九、课题研究的可行性分析、

（一）研究成果

本课题研究成员均为本校数学教学骨干教师，并先后在各项比赛中获奖。如曹学文老师撰写

的《浅谈几何画板在函数教学中的运用》在银川市教育学会第十七届优秀论文评选中获一等奖，殷

宝龙老师撰写的《提高初中数学教学有效性的实践与思考》在银川市教育学会第十七届优秀论文评

选中获一等奖。王国芳老师撰写的《浅谈如何激发学生学习数学的兴趣》获银川市教育学会优秀论

文评选中获一等奖。陆丽萍老师撰写的《信息化教学对初中数学课堂的影响》在银川市教育学会优

秀论文评选中获一等奖。丁学俊老师《浅谈在数学教学中培养学生的创新能力》获市级二等奖。

（二）参考文献

[1]《初中数学课程标准》，北京师范大学出版社2011年出版；

[2]《义务教育课程标准（2011年版）----教师学习指导（初中数学）》

[3]《现代教育技术--信息技术走进新课程》，作者：冯玲玉，北京大学出版2011年出版。

[4]《几何画板辅助数学教学》，清华大学出版社出版，2004年版。

[5]《几何画板5.0从入门到精通(含光盘)》，作者：江玉军，中山大学出版社2011年出版。

·主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构（如职务、专业、年龄等）

本课题组全体成员均为教学第一线的数学教师，参与了多项区市级教育科研课题的研究，积累

了一定的教育科研经验，有开展教育科学研究能力，并且具有一定的现代教育技术手段的应用能力，

具有完成本课题研究所必备的理论水平和实践能力。负责本课题研究的曹学文老师从教13年来，

对几何画板教学有深入的研究，曾多次负责学校数学组信息技术培训工作，多篇论文获奖，并于

2013年4月3日在吴忠金银滩复兴学校召开的全区推进信息化教学资源有效应用试点工作现场会

上作了观摩教学。课题组其他成员，如：陆丽萍、王国芳、刘桂芳、殷宝龙、陈德明、何光锋、丁

学俊七位老师都是数学教学第一线的年轻教师，且擅长多媒体教学，具有丰富的教学实践经验和严

谨的科研态度。吴学文副校长对信息化教学资源有效应用颇有研究，对本课题给予全程指导。所以，

我们有能力进行本课题的研究。

(三)完成课题的保障条件

1.如意湖中学信息化资源硬件设备

如意湖中学有电子白板教室104个，数字化广播室1个，计算机专用教室6个，电子阅览室2

个，语音室2个，专用服务器2台。电子白板、视频展台等媒体终端实现“班班通、室室通”，适

合各个层次的数学实验。

2.软件资源：学校组建校园网资源服务器，在根目录下建立学科文件夹，在相应学科文件夹

下建立教师自己的文件夹，所有教师应用的教学资源全部上传到服务器资源库，教师在教室上课可

随时调用服务器中的资源；另外，教师依托宁夏教研平台和贺兰教育资源中心的平台可以下载各类

教学资源。

3.本课题研究基础良好。本课题是自治区“十二五”类规划课题的基础上发展起来的，通过几年

的研究，取得了许多研究成果，这为本课题的开展奠定了良好的基础。