“實數(shù)”單元作業(yè)的設(shè)計、反饋與優(yōu)化*

浙江省杭州市余杭區(qū)閑林中學(xué) 楊淑萍 程龍軍

數(shù)學(xué)單元作業(yè)的主要功能在于鞏固知識、診斷教學(xué)、學(xué)科育人.審視當下的單元作業(yè)，往往是只呼應(yīng)一些低層次機械訓(xùn)練的作業(yè)目標，過度關(guān)注知識和技能的鞏固，缺少對應(yīng)于高階思維和應(yīng)用性的作業(yè)設(shè)計.這就需要我們在關(guān)注課程目標的同時，發(fā)揮數(shù)學(xué)作業(yè)的應(yīng)有功能，適當增加創(chuàng)新性作業(yè)設(shè)計，助力課程目標的整體實現(xiàn).為此，本文中以浙教版七年級上冊“實數(shù)”單元作業(yè)設(shè)計為例進行說明.

1 作業(yè)目標

本章共分四個小節(jié)，主要內(nèi)容包括數(shù)的開方、平方根、立方根、實數(shù)及其運算.其中，平方根與立方根屬于核心概念.從操作意義上看，根號作為一個過程可以代表運算符號；從結(jié)構(gòu)意義上看，它作為一個對象又可以代表運算的結(jié)果.與加減乘除運算相比，其概念抽象難懂，在處理具體問題時易混淆根號的過程性和結(jié)構(gòu)性.基于此，在參考《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準》的基礎(chǔ)上，作業(yè)目標可以適當增加抽象概念理解的相關(guān)內(nèi)容.具體作業(yè)目標如下：

(1)加深對平方根、算術(shù)平方根、立方根、無理數(shù)、實數(shù)等概念的理解，知道開平方與平方、開立方與立方互為逆運算，實數(shù)與數(shù)軸上點的一一對應(yīng)關(guān)系；

(2)會準確表示和計算一個數(shù)的平方根和立方根，能進行簡單的實數(shù)四則運算，會估算一個無理數(shù)的范圍，會求實數(shù)的相反數(shù)與絕對值；

(3)通過解決實際問題發(fā)展數(shù)感和符號意識，體會數(shù)形結(jié)合和分類討論思想.

2 設(shè)計思路

為適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)力水平，滿足個性化的需求，作業(yè)設(shè)置分為回顧、強化、提升和應(yīng)用四個層次.回顧環(huán)節(jié)幫助學(xué)生梳理知識點，形成知識結(jié)構(gòu)；強化環(huán)節(jié)針對開平方和開立方運算進行專項訓(xùn)練，為后續(xù)學(xué)習(xí)二次根式的內(nèi)容奠定基礎(chǔ)；提升環(huán)節(jié)則綜合多個知識點，考查學(xué)生分析和解決問題的能力；應(yīng)用環(huán)節(jié)結(jié)合生活中的實際問題，使學(xué)生感受學(xué)習(xí)相關(guān)知識的必要性和應(yīng)用價值，發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用意識和創(chuàng)造性思維.

3 初次設(shè)計及反饋

3.1 回顧

(1)下列說法錯誤的是( ).

A.無理數(shù)就是無限不循環(huán)小數(shù)

B.算術(shù)平方根等于本身的數(shù)是0和1

C.正數(shù)，0，負數(shù)都有立方根

D.因為3的平方是9，所以9的平方根是3

(2)填寫表1：(不能開方的數(shù)寫“無”，開不盡方的數(shù)保留根號.)

表1

(3)把下列各數(shù)填在相應(yīng)的橫線上：

有理數(shù)：

.

無理數(shù)：

.

(4)將下列各數(shù)近似地表示在數(shù)軸上，并用“<”表示.

設(shè)計意圖：第(1)(2)兩題引導(dǎo)學(xué)生回顧平方根、算術(shù)平方根、立方根的概念以及性質(zhì)，題中既包括了正數(shù)、負數(shù)和0，也包括了分數(shù)，目的是使學(xué)生對概念有全面的理解，同時也考查簡單的開方計算.第(3)題考查了實數(shù)的概念與分類，重點讓學(xué)生認清與π相關(guān)的數(shù)、開方開不盡的數(shù)、有規(guī)律但不循環(huán)的數(shù)這三類無理數(shù).第(4)題考查了實數(shù)的大小比較和開立方運算，了解實數(shù)與數(shù)軸上點的一一對應(yīng)關(guān)系，感受數(shù)形結(jié)合思想.

3.2 強化

設(shè)計意圖：開方運算可為后續(xù)學(xué)習(xí)二次根式奠定重要基礎(chǔ).第①②小題強化考查平方根、算術(shù)平方根、立方根的計算；第③小題則考查學(xué)生對開方運算與乘方運算互逆關(guān)系的深刻理解；第④小題是較復(fù)雜的混合運算，需要運用乘法分配律以及計算器求無理數(shù)的近似值.

3.3 提升

圖1

(7)如圖1，每個小方格的邊長為1個單位長度，則陰影正方形的面積是，邊長是.

設(shè)計意圖：第(6)題難度增大，綜合了絕對值和算術(shù)平方根的概念、實數(shù)的加減運算以及分類討論等多個知識點.第(7)題結(jié)合實際問題考查了面積法和開平方運算，強化了符號語言、文字語言和圖形語言的相互轉(zhuǎn)化，引領(lǐng)學(xué)生借助數(shù)形結(jié)合，直觀感受無理數(shù)的大小和客觀存在，克服理解數(shù)在擴展過程中的抽象性困難.第(8)題是新定義問題，涉及的知識點是夾逼法估算無理數(shù)和負數(shù)的大小比較.

3.4 應(yīng)用

(9)小實同學(xué)手中有一塊長方形紙板和一塊正方形紙板，其中長方形紙板的長為3 dm，寬為2 dm，且兩塊紙板的面積相等.

①求正方形紙板的邊長(結(jié)果保留根號)；

(10)小實手上有三張卡片，分別印有1，-125,196，請你從中抽出兩張卡片，并以卡片中的數(shù)設(shè)計一個算式，要求算式中至少包括開方運算，且滿足下列要求.

①結(jié)果為有理數(shù)：

.

②結(jié)果為無理數(shù)：

.

設(shè)計意圖：本環(huán)節(jié)的兩個問題基于開放性、探究性和趣味性的原則進行設(shè)計.第(9)題需要運用無理數(shù)處理實際問題，考查學(xué)生動手畫圖能力和對無理數(shù)的估算能力，培養(yǎng)數(shù)感和以形助數(shù)的意識.第(10)題兼具開放題和趣味性，借助“抽卡片”游戲考查學(xué)生對開方運算的理解.

4 思考及優(yōu)化

4.1 初次作業(yè)設(shè)計的思考

本次作業(yè)經(jīng)課后統(tǒng)計，50%的學(xué)生在25分鐘內(nèi)完成，82%的學(xué)生在30分鐘內(nèi)完成.從反饋分析來看，此次作業(yè)量雖然符合作業(yè)要求，但部分試題難易不均、功能重疊，編排順序也不夠合理，因此進行如下思考與改進.

首先，回顧知識，厘清結(jié)構(gòu).設(shè)計作業(yè)時，需要注重單元知識間的相互聯(lián)系，對教學(xué)內(nèi)容進行結(jié)構(gòu)化處理，幫助學(xué)生形成良好的認知結(jié)構(gòu).只有從單元整體上考慮作業(yè)設(shè)計、分析及評價，強調(diào)關(guān)聯(lián)性，才能真正體現(xiàn)“整體架構(gòu)”.縱觀上述設(shè)計，缺少了一個梳理知識的結(jié)構(gòu)化問題.

其次，基本概念，學(xué)深悟透.平方根和立方根的概念既是重點也是難點，從反饋的問題來看，學(xué)生對根號的認識不夠清晰，不理解根號既表示開方運算也表示運算結(jié)果，以及在何種情況下表示運算而又在何種情況下表示結(jié)果.因此，對原第(1)題進行替換以加強學(xué)生對根號的理解.

再次，分層設(shè)計，優(yōu)化細節(jié).分層設(shè)計和循序漸進是作業(yè)設(shè)計的重要原則.第(6)題的知識點綜合性強且錯誤率高，故將其與第(7)題調(diào)整順序；第(10)題與第(9)題功能重疊，且思維含量不高，予以刪除.

最后，降低難度，突出重點.強化訓(xùn)練是掌握數(shù)學(xué)知識的有效方法，但需要做到少而精，一味脫離對概念的理解而單純搞題海戰(zhàn)術(shù)，容易催生學(xué)生對作業(yè)倦怠，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.第(5)題中的③④小題運算難度較大，故進行替換以鞏固實數(shù)運算的順序和符號問題；第(8)題需要區(qū)分負數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分，還涉及負數(shù)的大小比較，對學(xué)生的理解和綜合能力要求較高，也超出了課標要求，予以刪除.

4.2初次作業(yè)設(shè)計的優(yōu)化

4.2.1 回顧

(1)如圖2，完善以下知識結(jié)構(gòu)圖：

(2)下列選項正確的是( ).

(3)填表(如前表1)：(不能開方的數(shù)寫“無”，開不盡方的數(shù)保留根號.)

(4)把下列各數(shù)填在相應(yīng)的橫線上：

有理數(shù)：

.

無理數(shù)：

.

(5)將下列各數(shù)近似地表示在數(shù)軸上，并用“<”表示.

4.2.2提升

(7)如圖1，每個小方格的邊長為1個單位長度，則陰影正方形的面積是，邊長是.

4.2.3 應(yīng)用

(9)小實同學(xué)手中有一塊長方形紙板和一塊正方形紙板，其中長方形紙板的長為3 dm，寬為2 dm，且兩塊紙板的面積相等.

①求正方形紙板的邊長(結(jié)果保留根號)；

5 幾點建議

(1)問題設(shè)計的指向性

為了保證教學(xué)評的一致性,問題的設(shè)計需要與作業(yè)目標一致，教師需要細致分析相關(guān)知識點再進行精準設(shè)計，確立好作業(yè)內(nèi)容后，依據(jù)目標逐條分析二者的對應(yīng)情況，也可以做一些數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計，進而對作業(yè)設(shè)計的內(nèi)容乃至作業(yè)目標本身進行適當?shù)恼{(diào)整.問題的設(shè)計還需要與課程標準倡導(dǎo)的“四基”相聯(lián)系，既要指向基礎(chǔ)知識和基本技能，也要指向基本思想方法和基本活動經(jīng)驗.此外，還要重視作業(yè)與課堂教學(xué)內(nèi)容的緊密結(jié)合，既要面面俱到，又要杜絕知識點的簡單重復(fù)，力求指向?qū)W習(xí)重點，充分發(fā)揮作業(yè)鞏固知識和診斷的教學(xué)功能.

(2)問題序列的層次性

作業(yè)設(shè)計需要考慮不同學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，既要鞏固基礎(chǔ)，讓學(xué)生感受學(xué)習(xí)的樂趣，也要提升和應(yīng)用，讓學(xué)生對知識有更深層次的思考.本單元作業(yè)設(shè)計了回顧、強化、提升和應(yīng)用四個層次，難度由淺入深，尊重了學(xué)生的個體差異.回顧部分指向基礎(chǔ)知識和基本技能，要求所有學(xué)生都要掌握，這也是課程標準的基本要求；提升部分強調(diào)知識的綜合運用，要求中等生和學(xué)優(yōu)生會做；應(yīng)用部分對學(xué)生的理解和應(yīng)用能力要求較高，學(xué)生可根據(jù)自身實際能力選做.

(3)問題設(shè)計的創(chuàng)新性

王月芬博士指出，作業(yè)類型的多樣化有助于提髙學(xué)生的作業(yè)興趣，減輕作業(yè)壓力，同時對提高學(xué)生學(xué)業(yè)成績也存在較明顯的相關(guān)性.因此，數(shù)學(xué)作業(yè)類型和作業(yè)功能需要創(chuàng)新，由傳統(tǒng)的只重視雙基訓(xùn)練向重視綜合能力的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮數(shù)學(xué)開放題、變式題、探究題以及綜合實踐題的育人功能.通過開放題培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性，拓展思維空間；通過變式題引導(dǎo)學(xué)生遷移運用，完善知識體系；通過探究題培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性，感受數(shù)學(xué)之美；通過實踐題體會數(shù)學(xué)與生活的密切聯(lián)系和多樣的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生積極思考和主動探索的精神.