二、实验设计

（一）实验范围

为了使实验具有广泛的代表性，实验所得到的结论具有普遍推广的价值，在实验学校的选择上，照顾了多方面的因素．一是地区差异，既有中心城市的学校（昆明一中、昆明八中、昆明越秀中学、昆明外国语学校），又有非中心城市的学校（蒙自一中、曲靖民族中学），考虑到实验操作的方便，实验学校以选择昆明地区为主；二是学校教学质量的差异，既有省级重点中学（昆明一中、昆明八中），又有普通中学（昆明越秀中学、昆明外国语学校、蒙自一中、曲靖民族中学）；三是特色学校因素，选择了一所外语学校（昆明外国语学校）；四是少数民族因素，选择了一所民族学校（曲靖民族中学）；五是城乡差异，在具有信息技术的教学条件下，选择了有农村学生的两所学校（蒙自一中、曲靖民族中学）．

对六所实验学校，要求从2002年起，每年从秋季入学的高一年级中选择2~4个班参加实验，实验教师至少2名，并对实验班和非实验班进行对比．到目前为止，共有43个教学班的2 400名学生和52名教师参加了课题实验．

（二）实验方法

1．实验使用的信息技术

（1）信息技术工具

主要以TI-92Plus图形计算器、TI-83Plus图形计算器、计算机、数据采集器和传感器为主．

（2）信息技术软件

主要以几何画板、TI的APPS和Microsofe Excel为主．

（3）信息技术软件功能

根据教学内容的需要，选择合适的软件功能．主要以函数作图与分析系统、几何作图系统、计算机符号代数系统、电子表格与数据处理系统、编程等功能为主．

2．实验的设计方法

（1）实验的组织

课题实验工作由课程教材研究所中学数学课程教材研究开发中心主持，组成由各实验学校领导或学校课题负责人参加的领导小组．

（2）实验的步骤和方法

①确定样本班

为了比较科学地测试和评价实验情况，样本班采取分层典型抽样方法确定，原则上每所实验学校抽取一个样本班（从参加实验的班级中随机抽取）．

②制定和落实实验的控制条件

为了实验顺利地进行，保证实验所得的数据和结果的信度和效度，要求参加实验的学校做到：

?　组成以校长或主管教学的副校长领导的，有教科室主任、数学教研组长及实验班数学任课教师等参加的校级课题实验组．

? 实验班数学任课教师掌握基本的信息技术使用技能，保证相对稳定的实验教师队伍．

? 保持实验班从高一年级到高三年级的基本稳定，以便取得连续资料．

? 严格执行教学计划．控制教学用书，原则上只使用《整合本》及配套的教学用书．

? 实验班学生人手一台信息技术工具，以满足学生随时随地使用的需要．

? 注意收集和整理样本班、实验学校的教材实验资料，注意典型案例的采集和整理．

③教材和信息技术培训

师资培训采取全员培训的方式，由课程教材研究所中学数学教材研究开发中心负责．一般在每年的两个长假期举办新教材研讨班，由教材编制者介绍教材的设计理念和特色，帮助实验教师熟悉教材，并共同研讨课堂教学设计的创新方法，探索数学教学改革途径，并讨论实验的其他问题．同时播放典型课的录像带等．另外，由当地信息技术的骨干教师配合，还要对实验教师进行不同层次的信息技术操作、使用方面的培训．主要采用交互式的方法进行培训．

由各实验学校自行组织教师对学生进行信息技术培训．原则上，要求对起始年级的新生进行集中培训，培训内容以熟悉将使用的信息技术的基本操作为主．在实验过程中，针对具体的教学内容，再进行以应用为主的信息技术培训．

④研讨和交流实验工作经验

召开实验工作会议．结合教师培训，每年召开一到两次全国性的课题实验工作会议，每学期召开一到两次云南实验区的课题实验工作会议．总结交流经验，有针对性地研究一些实验中出现的问题，对下一阶段的工作做出安排，保证实验工作顺利进行．

组织实验教师座谈研讨．结合实验内容，以“沙龙”的形式，每月组织实验教师进行两次座谈或研讨．交流实验经验，对实验中的案例进行分析，共同解决实验中出现的问题．

根据实验工作的需要，以公开课、现场会等形式举行有关教研活动，开展教学经验交流，并由教研员及有关专家对参加实验的教师进行教学指导，提高实验工作的质量．

以网络通讯方式提供有关课程教材实验的信息、材料，及时进行教学设计、优秀教案等方面的交流，引导教师研究教材和相应的教学方法．

⑤测验和测试

每学期末，学校可对实验班进行全面的总结性测试，检查教学效果和为课题实验的评价工作积累资料．

⑥总结和报告

每学期末，各实验学校根据统计资料对实验工作的基本情况进行总结，并提交：①对教材的评价和修改意见；②实验工作总结；③实验的阶段性总结报告．根据回收的调查问卷表，统计和分析所得的数据和资料，并根据各学校提交的课题实验报告，写出云南实验区的综合实验报告．同时，将各校实验中提出的意见，交课程教材研究所，以便对实验教材进行修改．

完整的一轮课题实验结束后，各校写出完整的实验报告，并在各校试验的基础上，写出云南实验区的分报告，最后由课程教材研究所中学数学课程教材研究开发中心写出完整的课题实验总报告．

⑦使用信息技术的原则

为了充分体现数学教学与信息技术的整合，使样本班具有可比性，在教学中，遵循以下使用信息技术的原则 ：

? 必要性．信息技术应当为数学的学与教服务．信息技术的使用不是要替代传统的教学工作，而是要发挥信息技术的力量，做过去不能做或做得不太好的工作，以更好地组织和管理教学资源，构建交互式、多样性的学习环境，更好地引导学生学习，加强数学的基本理解和直觉．

? 平衡性．信息技术的使用为学生学更多、更深的数学提供了可能，也为学生更好地理解和应用数学开拓了广阔空间．但是，它不能被用来代替基本的数学活动，如熟练的基本运算、基本的代数变换、解方程、逻辑推理、数学证明等．应当使信息技术的使用与传统的纸笔运算、逻辑推理、画表作图之间达到一种平衡．

? 实践性．信息技术为数学教学提供的学习环境，极大地拓展了师生的实践活动空间，它使学生通过丰富的活动构建对知识的理解，产生更多的学习方式．信息技术的使用应当强调学生的实践活动，让他们在信息技术的帮助下，通过自己的亲身实践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，使“学习方式的变革”落在实处．

? 实用性．信息技术为教学提供了一种直接操作的环境．在这种环境里，抽象的数学概念和关系是“可视的”，可以具体操作．但是，由于很多人对信息技术，特别是计算机的软硬件环境不熟悉，信息技术的这种优势得不到充分发挥．因此，信息技术应用于数学教学应当做到简单、方便、实用，在技术的设计、实现和操作上减少困难．

? 广泛性．数学课程与信息技术整合的主要目的是丰富学生的数学学习，促使学生利用信息技术进行主动、有效的数学学习．应当使所有学生在自己的数学学习中使用信息技术．应当根据不同的教学任务，选择适当的信息技术工具，如计算器、计算机、多媒体实验室以及互联网等，使学生充分发挥视觉、听觉、触觉等多种感官的协同作用，更有效地进行数学学习．

（三）实验的假设

对实验班与非实验班，假设：A．使用信息技术严格依据《整合本》进行教学和学习；B．不使用信息技术（或教师偶尔使用信息技术）严格依据《普通本》进行教学和学习．假说经过一段时间，学生喜欢A且取得更好的学习效果．教学方式、学习方式与学习效果密切相关，因而是测量学习效果的两个维度．我们期待学生在他们假定的更为可取的方式中学习效果更好，从而进一步对案例进行分析，探索信息技术与数学教学如何整合；信息技术在改进学生数学学习方式和教师数学教学方式、培养学生创新精神和实践能力上的作用、途径和效果；信息技术环境下的高中数学教学设计；信息技术对学生数学学习的影响；以教材实验为平台的数学课堂教学改革、教师专业化发展的途径；以及校本课程的开发和教研的模式．

由于《整合本》是在《普通本》的基础上改编的，二者的内容基本相同，不同的是《整合本》融入了信息技术，在内容的呈现上发生了变化，增加了数学实验和使用信息技术解决的少量习题．所以，对同一所学校的实验班与非实验班在两种条件下的教学，具有可比性．当然，同一个实验班不同时期的教学也具有可比性．另外，不同学校得到的实验结果也能说明不同侧面的问题．