初中数学在线作业与评价系统的建构应用
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作者:张宇
摘要：初中数学作业存在抽象程度高、逻辑要求高和应用领域广等特点，传统作业模式往往会增加初中生数学学习压力，使初中生产生厌学心理。初中数学在线作业与评价系统进行了系统教学设计、在线作业设计和评价信息收集等整体设计，构建了知识结构、习题管理、作业管理、练习测试、成绩分析、在线答疑等模块，该系统有效实现初中数学作业完成效能化，缓解学生学习压力;作业批阅智能化，减轻教师工作负担;作业辅导全程化，解决家长指导困惑。
关键词：在线作业与评价系统;作业指导;初中数学教学
中图分类号：G632 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2021）12B-0035-06
2021年5月，中央全面深化改革委员会审议通过了《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》，指出“要深化教育教学改革，提升课堂教学质量，优化教学方式，全面压减作业总量，降低考试压力”[1]。近年来，初中数学作业负担过重问题愈演愈烈，这不仅损害了初中生的身心健康，还加剧了教育“内卷”。尽管社会各界对这一问题提出了系列解决方案，但收效甚微。在线作业与评价系统的迅速发展和日趋成熟，有效地缓解中小学教师工作压力和中小学生生学业负担，确保中小学生能够实时完成作业，数学教师对作业进行在线督导、评价和反馈，也为初中数学的教育教学设计、作业布置与课后评价等提供了新方向。
一、初中数学学科特点分析
数学是一门研究现实世界中数量关系和空间形式的科学，具有严密的符号体系、独特的公式结构以及形象的图像语言[2]。初中数学作为义务教育阶段培养学生核心素养、赋能学生终身发展的一门基础课程，具有抽象程度高、逻辑要求高以及应用领域广等显著特点。深刻认识初中数学的这些特点，对于初中生明确学习目的、数学教师改进作业布置手段以及培养学生创新精神具有重要的指导意义和现实价值。
（一）初中数学抽象程度高，学生学习压力大
数学是人类对客观事物的抽象结构与模式进行严格描述的一种手段。初中数学的概念、规则和模型等摒弃了客观事物的具体内容和物质属性，只保留了空间形式或数量关系，这些形式或关系已经成为一种抽象化的结构[3]。例如初中数学的“点”没有体积、大小、方向;“线”被看作无限延长而无宽无高;“面”则被认为是可无限伸展的无高的线。实际上，立体几何中的“点”“线”“面”在现实生活中是不存在的，初中生只有充分发挥自己的立体空间想象能力才能真正理解这些抽象的数学概念。抽象性可以让初中数学摆脱实际生活的束缚，把实际问题转化为数学问题，但是初中数学的抽象性特点，也给初中生的数学学习带来一定程度的压力，甚至使其对学习数学兴趣不高，产生厌学、“数学无用论”等负面思想情绪。
（二）初中数学逻辑要求高，教师工作强度大
初中数学具有严密的逻辑性，在数学推理、论证过程中都要服从于一套严密的逻辑规则，初中数学的性质、定理和公式都必须经过严格逻辑推理才能被认可。这是因为初中数学在研究过程中只保留了事物量的关系和物体在空间的存在形式，它是一整套形式化理论材料。物理、化学等学科要证明自己结论的正确性只需要依靠实验进行验证即可，而初中数学学科要得到一个数学公式或定理就需要严密的逻辑推理和科学计算。例如初中数学中的解析几何需要从定理、公式出发，利用逻辑推理的方法，推理出整个几何体系，把丰富而零散的几何材料整理成一套系统严密的整体[4]。由于初中数学的性质、定理和公式等知识点在现实生活中往往很难找到具有直观意义的现实原型，它的性质、定理和公式具有一套严密的逻辑与演绎体系，需要经过一系列的逻辑演绎推理。因此，初中数学只能借助于严密的逻辑方法来证实[5]，例如二次函数在某个区间上单调性的分析、两个平面位置关系的确定以及数列极限无穷小量的确定等。也正因为如此，要真正学习好数学知识，就要求初中生必须具备一定的抽象逻辑思维能力，要在数学学习过程中不断地培养与发展抽象逻辑思维能力。否则，数学学科就很容易成为初中生学习过程中的绊脚石。由此，也增加了教师工作强度，特别是对初中数学教师的常规课堂作业和课后作业的指导提出了更高的要求。
（三）初中笛вτ昧煊蚬悖家长作业指导难
从利用数学度量万物到高深的数理统计分析，数学在任何一门科学技术及一切社会领域中都有广泛的运用，它是探索自然、改造自然的最强有力工具。如果没有现代数学文明，人类就不可能拥有现代科学技术和现代社会文明。数学在科学研究中应用的经典案例数不胜数。例如在物理科学研究领域，正是通过对天体运行轨道的数学计算才发现海王星。与此同时，数学在我们日常生活中也有着广泛的应用，例如每天的天气预报、季度的经济预测、疾病的诊断治疗以及道路的交通管理等方面[6]。特别是在科学技术飞速发展和电脑技术不断更新的今天，数学已成为科技发展的强大动力，同时也广泛和深入地渗透到了社会科学领域。数学家华罗庚教授曾经指出：“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，生物之谜，日用之繁，无处不用数学。”[7]这是对数学应用广泛性的精辟概括。《义务教育数学课程标准（2011年版）》在7～9学段，学生的活动空间有了较大的扩展，他们感兴趣的问题已拓展到客观世界的许多方面，他们逐渐关注来源于自然、社会中更为广泛的现象和问题，对具有一定挑战性的内容表现出更大的兴趣[8]。随着数学应用领域的日益拓展，初中数学作业难度也不断提高，部分家长无法解决孩子写作业时出现的问题，这给家长辅导孩子作业带来严峻的挑战。
二、初中数学在线作业与评价系统的设计与应用
20世纪90年代后，远程教育得到了蓬勃发展，在线作业与评价系统也应运而生。例如美国北卡罗来纳州立大学开发的Web Assign在线作业系统和我国武汉迈酷奇科技有限公司基于微信开发的“麦学习”在线作业平台，通过人机互动的作业模式，能够为教师、学生和家长提供课程选择、在线测验、作业批阅以及实时答疑等功能，有效地辅助了数学教师的“教”与学生的“学”。
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