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支持和测量数学问题提出的方法:数学教育干预的系统性回顾

期刊:international journal of science and mathematics educationDOI:10.1007/s10763-025-10542-1

类型b:学术报告

作者与发表信息
本文由Zhang, L.、Stylianides, A. J.和Stylianides, G. J.合作完成,发表于2025年的*International Journal of Science and Mathematics Education*期刊,标题为“Approaches to Supporting and Measuring Mathematical Problem Posing: A Systematic Review of Interventions in Mathematics Education”。

论文主题
该论文是一篇系统性综述,旨在梳理过去三十年间数学教育领域关于“数学问题提出(mathematical problem posing)”干预研究的核心组成部分及其测量方法。问题提出作为一种真实的数学探究与创造形式,已被国际教育者和课程框架广泛认可,但其干预措施和测量标准缺乏系统性总结。本文通过分析39项干预研究,归纳了九种常见的干预组成部分,并总结了与问题提出能力相关的测量结果集群。


主要观点与论据

1. 数学问题提出的重要性及其研究背景
数学问题提出不仅是学生数学学习的核心活动,还与问题解决能力、创造力等密切相关。本文引用多项研究(如Bonotto & Dal Santo, 2015; Cai et al., 2015)指出,问题提出能帮助学生从新角度思考数学概念,但其干预措施的效果和机制尚未被充分理解。例如,尽管多数干预研究显示积极效果(Cai et al., 2020),但干预设计的多样性和测量标准的不统一限制了实践推广。

2. 干预研究的核心组成部分
通过分析39项研究,作者归纳出九类干预组成部分,分为三类:
- 活动型实践(Activity-based Practice):包括问题提出概述(WPP)、讨论“好问题”的标准(WGP)、问题提出活动(PPA)和问题评估(EPP)。例如,48.7%的研究要求参与者直接参与问题提出活动(PPA),而17.9%的研究首先通过讲座介绍问题提出的定义(WPP)。
- 方法型辅助(Method-based Assistance):包括理解问题情境(CPPS)、使用问题提出策略(SPP)、示例学习(PPE)和技术工具(TPP)。例如,28.2%的研究采用“What-if-not”等策略(SPP)引导问题生成。
- 环境型支持(Environment-based Support):38.5%的研究通过创建互动学习环境(ILE)促进协作,如同伴讨论或师生反馈。

3. 问题提出能力的测量结果
干预研究的测量结果分为三类:
- 问题数量:如问题的正确性、合理性和数量(如Silver et al., 1996)。
- 问题质量:包括可解性、认知需求(如开放性、多步推理)和创造性(如Chen et al., 2015)。例如,11项研究以问题复杂性为质量指标。
- 情感动机倾向:如参与者对问题提出的信念和态度(Cai & Hwang, 2021)。但仅10项研究涉及此类测量,且方法单一(如自编问卷)。

4. 干预组件的组织结构与机制
作者提出一个框架(图3),说明各组件的逻辑关系:环境支持(ILE)贯穿始终,活动型实践(如PPA)需结合方法辅助(如SPP)以提升效果。例如,协作环境(ILE)能增强参与者的安全感和创造力(Schindler & Bakker, 2020),而策略指导(SPP)虽增加问题数量,但未必提升创造性(Crespo & Sinclair, 2008)。

5. 理论与实践意义
- 理论价值:揭示了问题提出能力的多维性(认知与情感),并指出当前测量工具的局限性(如缺乏标准化测试)。
- 实践价值:为教师设计干预提供具体组件参考,例如结合示例(PPE)和策略(SPP)可优化课堂问题提出任务(Zhang & Cai, 2021)。


论文的价值与意义
本文首次系统整合了数学问题提出干预的组件与测量结果,填补了该领域综述的空白。其提出的分类框架(如九大组件)为未来研究提供了明确方向,尤其是对情感动机测量的呼吁(如需开发多元评估工具)。此外,论文强调干预组件的灵活组合(如环境与方法的协同),为教育实践者提供了可操作的指导。

亮点
- 全面性:涵盖39项研究,时间跨度达三十年,地理分布广泛(14个国家)。
- 创新性:提出“干预组件-测量结果”的双维分析框架,并指出情感测量的不足。
- 实用性:图3的组件组织结构可直接用于课程设计,如教师培训中嵌入WPP和ILE。

其他有价值内容
论文还讨论了“好问题”标准的争议(数学严谨性与教学适用性的平衡),以及技术工具(如Geogebra)在支持问题提出中的潜力(Aydin & Monaghan, 2018)。这些子观点为后续研究提供了细分方向。

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