基于知识类型的初中多媒体课件设计与应用研究硕士学位论文.docx
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基于知识类型的初中多媒体课件设计与应用研究硕士学位论文
专业硕士学位论文
论文题目：
基于知识类型的初中多媒体课件设计与应用研究
专业学位名称：
教育硕士
专业领域名称：
现代教育技术
曲阜师范大学研究生学位论文原创性说明
（根据学位论文类型相应地在“□”划“√”）
本人郑重声明：
此处所提交的博士□/硕士□论文《基于知识类型的初中多媒体课件设计与应用研究》，是本人在导师指导下，在曲阜师范大学攻读博士□/硕士□学位期间独立进行研究工作所取得的成果。
论文中除注明部分外不包含他人已经发表或撰写的研究成果。
对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中已明确的方式注明。
本声明的法律结果将完全由本人承担。
作者签名：
日期：
曲阜师范大学研究生学位论文使用授权书
（根据学位论文类型相应地在“□”划“√”）
《基于知识类型的初中多媒体课件设计与应用研究》系本人在曲阜师范大学攻读博士□/硕士□学位期间，在导师指导下完成的博士□/硕士□学位论文。
本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。
本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。
本人授权曲阜师范大学，可以采用影印或其他复制手段保存论文，可以公开发表论文的全部或部分内容。
作者签名：
日期：
导师签名：
日期：
摘要
迅猛发展的信息技术和深入开展的新课改，使得作为一种先进教学手段的多媒体课件已经迈入初中课堂。
多媒体课件，是一种利用数字化和视听化技术按照教学设计将文字、声音、图形等多种信息集结在一起，实现对教学内容处理的现代化教学手段。
多媒体课件的独特优势确实在某些方面大大提高了教学质量，但是多媒体课件的设计涉及到教育学、心理学等多方面的知识，这些决定了多媒体课件设计的复杂性。
多媒体课件应该集实用性、艺术性、交互性等于一体。
如何根据初中不同知识类型恰当的进行多媒体课件的设计和使用成为亟待解决的问题。
结合初中数学进行本论文的研究，使理论内容具体化，使多媒体课件教学能得到更好地研究。
本论文对基于初中不同知识类型的多媒体课件的设计和应用进行了较全面系统的研究。
本论文分为六大部分，概述如下：
第一部分是绪论。
包括论文选题的背景，研究目的与意义，国内外研究现状与方法。
第二部分是初中数学多媒体教学分析。
分析了多媒体课件及其设计；分析了多媒体课件的评价及应用；分析了多媒体教学的现状和存在的问题。
第三部分是初中数学课程的知识类型分析。
该部分分析了知识分类的理论基础和初中数学的知识类型。
第四部分是基于知识类型的多媒体课件设计分析。
该部分具体分析了陈述性知识的课件设计、探究式教学的课件设计和合作学习型的课件设计。
第五部分是基于知识类型的多媒体教学模式。
该部分包括教学模式及其类型分析，陈述性数学知识的教学模式分析和程序性知识的探究式和合作学习教学模式分析。
第六部分是论文总结部分。
总结研究结论，分析不足，并明确以后的研究方向。
关键词：
知识类型；多媒体课件；初中数学课程；设计与应用
Abstract
Therapiddevelopmentofinformationtechnologiesandfurtherdevelopmentofthenewcurriculumreform,makingadvancedteachingmultimediacoursewarehasbeenenteredasajuniorhighschoolclassroom.Multimedia,isadigitalandaudio-visualtechnologiesinaccordancewiththeinstructionaldesigntext,sound,graphicsandotherinformationgatheredtogether,toachievethemodernizationteachingmeansofteachingcontentUniqueadvantagesofmultimediacoursewareinsomewaysignificantlytoimprovethequalityofteaching,butthemultimediacoursewaredesigninvolvingknowledgeofpedagogy,psychology,andmanyother,whichdeterminesthecomplexityofthemultimediacoursewaredesign.Multimediacoursewareshouldsetpractical,artisticquality,interactivityisequaltoone.Accordingtojuniorhighschoolsofdifferentknowledgetypesappropriateforcoursewaredesignandproblemsinuse.
Thispapercombinedwithjuniormiddleschoolmathematicsstudyaimstomaterializesometheoreticalcontent,betterresearchonmultimediacoursewareforteaching.
Thispaperonthebasisofdifferenttypesofknowledgeinjuniormiddleschoolofdesignandapplicationofmultimediacoursewareforamorecomprehensivesystemofresearch.Thethesisisdividedintosixparts,asoutlinedbelow:
PartIistheintroduction.Includethebackgroundofthethesis,researchpurposeandmeaning,researchandmethodsathomeandabroad.
Thesecondpartistheanalysisofmultimediateachinginjuniorhighschoolmathematics.Analysisonmultimediacoursewareanditsdesign;analysisofevaluationandapplicationofthemultimediacourseware;analysedthecurrentsituationandexistingproblemsofmultimediateaching.
PartIIIistheknowledgetypeanalysisofjuniormiddleschoolmathematicscurriculum.Thissectionanalysesthetheoreticalbasisofknowledgeclassificationandthejuniorhighschoolofmathematicalknowledgetypes.
PartIVisbasedonmultimediacoursewaredesignanalysisofknowledgetypes.Thatpartoftheanalysisofspecificdeclarativeknowledgelessonplans,teachingcoursewaredesignandLearningcoursewaredesign.
PartVisthetypeofknowledge-basedmultimediateachingmode.Thissectionincludesteachingmodeanditstypeanalysis,statementofteachingpatternofmathematicalknowledgeandproceduralknowledgeofinquiry-basedandcooperativelearningteachingmodeanalysis.
PartVIisthethesissummeduppart.Summaryofresearchfindings,insufficientanalysisandidentifyfutureresearchdirections.
Keywords:
Knowledgetypes;Multi-mediacourseware;Juniorhighschoolmathematicscourses;Designandapplication
第一章绪论
第一节选题的背景
初中生思维以形象思维为主，而多媒体课件教学则顺应了这个特点。
图文声像并茂是多媒体课件的杀手锏，它涵盖声音、文字、视频、图形等多种元素，内容得到形象地表述，信息得到有效传递，不易实现或不能实现的教学任务能被有效完成，学生的学习兴趣得到激发。
多媒体课件整合书本内容，使课堂容量最大化。
教学重点难点容易被制作者根据书本内容提炼出来，如果相关习题或例题再被加上就能增大知识容量，教学也能良好的组织教学形式、教学层次、教学感应，让学生更好地理解抽象知识。
目前初中教学中使用的多媒体课件已经出现了这样的发展误区。
只要是多媒体课件，就要有flash动画，最好加上3D效果，加上动听的音乐，配上漂亮的图片，认为只有这样的技术组合才能被称为课件。
其实，这种观念首先让多数教师制作多媒体课件的积极性受到打击，教学手段的前进也会受到制约；其次，这种太过花哨课件实用性不强，容易忽视学生的个体差异，混淆知识的结构层次，不易把握课程的重难点，更不能在自己的课件中融入人文关怀，实在是哗众取宠；再次，课件的信息量过多也会引起学生的视觉疲劳，导致学生很难把握一节课的重点，有时多余的画面也会在一定程度上限制学生的想象力；最后，这种课件像展示课，教师成了课件的播放者，不但丢失了课堂现场生产资源，而且动摇了教师是学生学习的引导者的新课程理念。
问题出现后，很多人开始探索解决问题的方法，针对如何运用多媒体课件上好初中数学课的问题，研究者们从教学实践和理论两个方面进行分析和总结，出现了一些关于这方面的论著。
数学这门课被初中数学新课标重新做了界定：
通过大量的探究活动构筑学生学习数学的起点；通过有趣、有挑战性的现实学习素材开展数学探究，加强数学与其他学科的联系；通过提供探究交流空间与时间，帮学生建立符合认知特点的知识体系；通过展现数学知识的形成应用过程，增强学生学好数学的信心；通过多种学习途径满足不同学生的学习需求，比如“读一读”栏目提供了相关的应用实例和背景资料等。
数学教学活动是师生共同参与的活动，在教学活动中，教师要创造性地使用、开发和利用各种教学资源，还要根据学生特点因材施教，教师要鼓励学生使用信息技术手段解决数学问题，把节省的时间用到探究活动中，教师应该使用多种媒体进行教学，这样能丰富学生认识对象的途径。
作为一种有效又常用的信息技术手段，多媒体课件在课堂教学中体现了很大的优势。
本研究将从知识分类的角度，在已有理论经验的基础上，结合教学实践，探索基于知识分类的多媒体课件的设计，从而有利于初中数学教学，甚至指导其他学科的课堂教学。
第二节国内外研究现状
一、国外研究现状
对课堂教学中使用多媒体技术的研究国外进行的较早，欧美在20世纪初就开始将电子技术用于教育领域。
美国的IBM公司在1958年设计出的第一个计算机教学系统成为计算机辅助教育的开端。
1971年诞生的第一台微型计算机加速了计算机辅助教学的发展。
1998年美国政府拨款220亿用于学校的现代化建设。
1999年95%美国的中小学已经能上网，平均每9名小学生就拥有一台电脑上网。
2000年80%的美国学校的教室已经连入国际互联网。
总体来说，美国中小学教育技术的应用模式可以归纳为四个方面：
基于传统教学媒体（如幻灯、投影、视听设备、语言实验室等）的“常规模式”；基于多媒体计算机的“多媒体模式”；基于Internet的“网络模式”；基于计算机仿真技术的“虚拟现实模式”。
[1]研究发现：
美国的中小学教师使用计算机技术的水平因学科和年级不同而不同；规范了多媒体技术的评价标准；教师仅仅把因特网作为一种信息资源而不能较好利用因特网的交互功能。
新加坡同样重视多媒体教学及课件的开发，单从多媒体基础设施（包括电脑、校舍和网络设备）来看，新加坡计划“小学学生电脑比例将从7:
1、中学及初级学院的学生电脑比例将从5:
1最终提到2:
10”教育部还“为教师提供笔记本电脑，目标是两名教师一台。
”[2]另外，新加坡为所有教师和四年级以上的学生提供国际互联网账号，使师生使用电脑学习的时间增加到30%。
美国对多媒体教学的研究也进行的较早，在20世纪60年代美国就有了关于中小学计算机教育应用的研究。
比如著名的有麻省理工学院SeymourPapert教授在列克辛顿的一所中学开展的语言教学活动，[1]这一活动研究了投入教学硬件和开发教学软件对CAI的促进作用。
美国教育开发中心的MakeItHappen!
方案，该方案基于多媒体教学技术，研究了5年，才形成了信息技术背景下的这种新型研究课程模式，该模式体现了现代化课程发展的新趋势，得到强烈响应。
1992年日本在90所中小学和12所机构实施“多媒体软件研究与发展规划”；1997年法国制定从幼儿园到大学学生都接受多媒体学习的多媒体教学发展计划；1997年德国举行首期中学教师电脑联网培训班，要求每个教师都具备一定的多媒体技术；法国教育部长阿莱格尔说将新技术融合到教学中是教学未来的发展目标。
二、国内研究现状
与国外相比我国多媒体教学起步较晚，大致分为三个阶段：
80年代初到中后期为第一阶段：
借鉴国外经验的理论准备阶段。
该阶段对多媒体教学的研究多是介绍、翻译美国和日本的先进经验成果，且研究结果主要发表在期刊《电化教育研究》等上。
80年代中后期到90年代初为第二阶段：
硬件配置的实施阶段。
一些有条件的地区和学校配置了一定数量的计算机，该阶段主要是介绍计算机的配置、购买和维护等知识。
1994年至今为第三阶段：
多媒体教学普及阶段。
该阶段在全国掀起了一股进行多媒体教学的热潮，人们迫切需要丰富的多媒体课件，为了满足人们的这种需求，《电化教育研究》等杂志增设了“微机教学”和“计算机辅助教育”栏目，另外我国还增设了中国多媒体教学报，随时为研究多媒体教学提供最新动态。
目前多媒体教学已普及到我国许多学校的课堂教学中。
但国内外对基于知识类型进行多媒体课件设计的研究比较少，本人从中国知网和万方网上下载了许多与本课题相关的论文，发现几乎没有对该问题进行深入研究的文献。
对于多媒体课件教学，大部分结合具体学科和章节进行研究，结合知识类型进行研究的则较少。
第三节研究内容及意义
一、主要研究内容
1.分析初中数学的知识结构体系，将初中数学进行分类，并总结每一类知识的特点。
2．分析常用的教学设计模式，总结优势与不足
3.根据知识分类和对常用的教学设计模式的分析，探索基于知识分类的多媒体课件设计模式，并对其具体的实施过程及注意事项进行研究。
4.基于知识类型的初中数学多媒体课件的应用研究。
在教学实践中验证各种设计模式，通过观察、调查等方式验证各种模式的有效性，并加以订正总结。
二、研究目的及意义
一、研究目的
通过初中数学研究根据知识类型不同可以采用不同的课件设计模式；借鉴初中数学针对不同的知识类型，采用不同的多媒体课件的方法，更好地发挥多媒体课件在课堂教学中的优势，进而有效提高所有学科的课堂教学效率，最大限度的提高学生的逻辑思维能力和开拓创新的能力。
二、研究意义
在素质教育和新课改的大背景下，多媒体课件教学顺应了时代发展的潮流，大大激发了学生的学习激情，有效地提高了课堂效率，因此，多媒体课件设计的研究有助于促进课堂教学规律研究。
多媒体课件不仅能使抽象的理论具体化，又能提升教学理论。
第四节研究方法
一、文献研究法
目前，由于多媒体课件已经切实走进课堂教学，很多教育专家对多媒体教学和多媒体课件辅助教学及其评价方法做了相关研究和论述，本人也检索中国知网和万方中的相关文章、优秀论文和英文文献，还使用google、XX等搜索引擎收集了一定的资料，在进行调查前学习了相关文献，确定了调查的方向和方法。
二、问卷调查法
（一）调查目的
了解多媒体课件辅助教学在当前初中数学课堂教学中的使用情况：
掌握学生对教师采用多媒体进行辅助教学的接受度，把握数学教师对使用多媒体课件进行教学的技术水平和态度。
（二）调查对象
对菏泽市开发区佃户屯中学的初二全体学生和一线教师进行了抽样调查，问卷采用即发、即收的形式，客观性比较强，并统计、分析和归纳问卷数据。
（三）问卷编制及调查过程
问卷分学生版问卷和教师版问卷两类。
问卷围绕和教学密切相关的问题进行编制，其具体内容见附录l和附录2。
学生版问卷共13个选择题，对菏泽市开发区佃户屯中学的初二全体学生共8个班的学生进行问卷调查，发出问卷380份，回收有效问卷362份。
教师版问卷共13个选择题，对菏泽市开发区佃户屯中学初二的一线教师发放问卷40份，回收有效问卷40份。
三、观察法
（一）观察目的
本人作为一线教师经常参加各级各类的听评课活动。
通过常态下的听课和听公开课、观摩课，掌握多媒体课件在公开课和常态教学中的利用情况，对多媒体辅助教学的优势与劣势进行总结，达到提高多媒体课件教学效率的目的。
（二）观察的过程
从2012年9月至2013年1月本人所听的各节市级、区级公开课，笔者所在学校的校级公开课，笔者所在学校常态下的数学课共15节，主要记录和观察在这15节课中教师对多媒体课件辅助教学的应用情况，如教师课件的制作熟练程度和使用熟练程度，同时观察学生的反应。
具体听课目录表如下：
表1-1进行课堂观察的听课目录表
授课内容
课件制作工具
课件使用熟练程度
学生反映情况
数轴
Ppt
较熟练
较好
有理数的加法
无
较好
一元一次方程的解法
（一）
Ppt
很熟练
很好
一元一次方程的应用
无
一般
角
（一）
Ppt
很熟练
一般
幂的乘方
Ppt
很熟练
很好
完全平方
Ppt
较熟练
很好
公式法因式分解
（二）
无
很好
分式的运算
（二）
Ppt
较熟练
较好
平面直角坐标系
（一）
Ppt
很熟练
较好
一次函数的图像
（二）
Ppt
很熟练
较好
轴对称和轴对称图形
（一）
Ppt、Flash
很熟练
很好
勾股定理
（一）
Ppt
很熟练
很好
多边形的内角和
Flash
很熟练
很好
矩形的判定
Ppt
较熟练
较好
第二章初中数学多媒体教学分析
第一节多媒体课件及其设计
一、多媒体课件的基本类型
多媒体课件是一种既辅助教师教学，又促进学生学习的多媒体教学手段，教育学者们从各个角度对多媒体课件进行了不同的分类，大致如下：
根据师生不同的参与方式，多媒体课件可被分为自主学习型、助教演示型、游戏教学型、实验模拟型、练习训练型；按制作软件的不同，将多媒体课件分为幻灯片演示性的PPT型、交互功能强的Authorware型、Flash动画型、视频录像型、网站网页型课件及特殊学科软件工具例如几何画板等；按照不同的课件容量大小，多媒体课件可被分为课程型和主题网站型。
课件类型随分类标准不同而不同，初中数学课堂中采用较多的课件类型有助教型多媒体演示、自主学习型和交互型多媒体课件。
（一）助教型多媒体演示课件
主要用于课堂教学演示，侧重教师的“教”。
从教师授课的角度出发，常用于解决教学内容的重点与难点，课件结构总体来说是直线式的，主要用于呈现教学内容，根据教学需要有时候也要配加跳转和超链接功能。
该类型课件要帮助师生进行衔接和互动。
该型课件注重知识传授，尤其重视学生对问题循序渐进地理解掌握的过程。
该型课件一般由PPT和Authorware工具软件制作。
（二）自主学习型课件
“学”是课堂教学进行的重点，对课件要求有清晰的导航环境和交互界面，且知识结构体系严密完整，知识拓展面广，便于自主学习的进行。
该型课件采用非线性知识结构框架，学习者利用交互链接获取教学信息，同时课件要反映出教学策略和教学结构，还要附加相应的练习及效果评价手段。
（三）交互型多媒体课件
突出体现多媒体课件强大的人机交互功能，具体表现在以下两个方面。
第一，该课件结构是分支型，具有可控性，教师能根据学习者的实际情况选择教学模式，有效调控教学节奏，提高教学效率；第二，交互性决定了学习者的可参与性。
比如，训练练习型课件是通过涵盖一定知识量的习题和练习题目对学习者进行测试，加深学习者对知识的理解，同时要对学习者的学习成效进行有效评价。
教学游戏型课件，要创设一定的情境模式，让学生在游戏中轻松获得新知并巩固旧知。
无论采用哪种教学手段，交互性都是课堂教学中必不可少的元素，缺少交互性的教学是不成功的教学。
教学信息的表现和组织形式是课件的结构，课件中各个知识点的相互关系及发生联系的方式都受它控制，课件的框架和基本风格也是它的表现形式。
常见的课件结构有线性结构和非线性结构两种。
（1）线性结构设计按教学单元内容和教学单元之间的跳转方式设计的课件结构就是线性结构，是一种最常见常用的课件组织形式。
该结构中的知识点呈线性排列，使用者通过上一页、下一页等按钮在各知识点之间跳转，浏览方便。
流程图如下：
图2-1线性结构流程图
（2）非线性结构通过相似、联想等方式关联知识点，学习者能在不同知识点之间跳转来进行非线性学习是该结构的特点。
该结构一般采用超链接，内容之间没有固定的顺序，交互性强，学生可以自由选择和跳转，适合于学习复杂知识。
在进行课件教学时一般倾向于非线性结构，但非线性结构容易使学生混淆各个信息块间的关系，所以在做非线性课件时，要尽量做到课件内容组织的清晰、准确。
该结构的流程图如下：
图2-2非线性结构流程图
综上所述，课堂教学可选用的多媒体课件类型多种多样，在本论文中本人要探究的是具有实用性、适用性且本质上有综合性课件发展倾向的多媒体演示型课件。
该课件暗含课堂高效应用积件的思想，多媒体演示型课件既可加入有交互性质的练习测验及教学互动活动，也可添加具有模拟实验性质的视频动画，并且考核这种课件的最核心最本质之处不是课件的完整全面性，而是评价选取的各个元素的有效性，本人认为具有综合性质且具有教学高效性的多媒体课件才是我们教学实践中最应该大力推广并积极推崇的课件。
二、多媒体课件的制作步骤
紧扣教学目标和教学大纲来设计教学课件，才能使信息技术在课堂教学中的优势得到更好地发挥。
结合心理学和教育学等原理及教学实践和教学内容的特点，本人设计了教学课件制作的一般流程：
分析教学需求，准备教学，设计教学，制作课件，修改评价。
其中，教学需要是课件制作的核心，它为
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