基于信息技术背景下的初中数学作业设计研究

数学学科给人留下逻辑性强、计算性强、应用性强等特点，在初中教育阶段中，属于学生学习难度较高的一门学科，学习中即便投入较多的精力，仍然会感到力不从心，教师的教学压力也会随之加大，因而课后作业压力也随之增大。作业能直接反映出学生的学习情况和教师的教学成果，借助信息技术精心设计数学作业，能以更加丰富的形式呈现作业内容，突出作业的精准化、适配化和数据化，让作业内容真正贴合学生学习需求，落实因材施教的要求。一、初中数学作业设计与信息技术融合的价值（一）作业设计更便捷信息技术与教育的融合是互联网行业发展的必然，凭借丰富的功能，被广泛应用在学生的生活和学习中，而在初中数学作业设计中，合理应用信息技术能为学生提供一个自主学习和探索的全新空间。这种方式能让作业设计变得更加便捷，避免学生忘记作业要求、记错作业内容等问题，如借助钉钉、微信等通信软件。这样一来，学生方便在课后了解作业信息，教师也可以随时关注学生的作业完成情况。（二）作业内容多样化传统数学作业多是以书面形式为主，内容统一、题量较大，部分教师甚至还会采取“题海战术”，这无疑为学生学习带来了较大的压力，而学生在日复一日的学习中，也会对作业产生厌烦情绪。而信息技术与数学作业的融合，可以利用软件功能将动画、视频等形式融入到作业之中，起到丰富作业形式、激活学生完成作业兴趣的目的。同时，多样性作业能在很大程度上调动学生完成作业的积极性，使学生积极、主动地完成作业。（三）作业反馈更及时以往数学作业布置后，学生多是在课后时间完成，并在第二天一早由课代表收齐后交由教师批改，教师批改后在课堂中给予学生相应的指导。这种模式下，作业反馈不及时，影响了学生学习思维的发展和提升。而依托信息技术设计初中数学作业，则能让作业反馈、批改、讨论环节实现信息化处理，如学生在完成作业后以照片的形式上传到钉钉、微信等即时通信软件中，教师依托电脑软件功能对内容对错加以判定，有效减轻了教师批改作业的负担，同时，学生在作业完成中遇到问题时，利用互动功能与教师和同学进行沟通，通过互动和探究完成作业，教师则可以利用教师端监督学生的学习行为，并将收集到的反馈信息用于调整教学方案。二、基于信息技术背景设计初中数学作业的具体策略（一）题目难度分层，落实因材施教理念朱熹在《论语》注解中指出“孔子教人，各因其材”，这与当前教育中提倡的分层教学本质是相同的。分层教学即倡导根据学生的性格特点、综合能力进行合理分层，为不同层次学生布置难度适中的任务，有效缓解学生两极化发展的矛盾。而信息技术的应用能为分层提供良好的技术支持，简化教师考核学生的过程，同时还能为教师提供大量的题目素材，让大数据技术的应用更加科学。对此，在初中数学教学中，教师应遵循“以生为本”的原则，借助信息技术设计分层题库，让学生能够根据自身的真实能力，完成难度适中的数学作业。以沪科版初中数学七年级下册《7.3一元一次不等式组》教学为例，教师在设计作业时秉持着因材施教的理念，设计分层题库。具体内容如下：【基础训练】1.若a＜0，b＞0，a+b＜0，则下列大小关系中正确的是（）A.a＜-b＜b＜-a-bB.a＜b＜-b＜-a-bC.-b＜a＜-a＜b-bD.b＜-a＜a＜-b22.不等式3（2+x）＞2x的最小整数解是多少？【能力提升】某公益组织捐赠了46吨抗旱物资运往灾区，运输时有两种货车可以选择，A种货车载重5吨，B种货车载重4吨，若一共安排10辆车，那么A种货车最少安排几辆？【拓展创新】淡水是地球上宝贵的水资源，为了实现节约用水的目的，某大型工厂采购甲、乙两种水循环设备共10台，日常中收集雨水和生产用水重复循环使用。已知购进甲型设备3台，乙型设备1台，需要花费97万元；购进甲型设备2台，乙型设备3台，需要花费116万元。请问：1.甲、乙两种水循环设备的单价分别是多少？2.已知甲、乙两种水循环设备每台每天可以处理循环水量分别是35吨和30吨，若工厂采购设备的总费用不超过240万元，且10台设备循环水量不低于320吨，则工厂有几种采购方案？哪种方案费用最少？基于此，教师利用线上教学平台搜集大量的相关题目，并对题目难度进行合理划分，构建完善的分层习题库。在作业设计中，教师给予学生一定的自主选择权，鼓励学生结合自身能力选择难度适宜的题目，这样一来，作业题目贴合学生最近发展区的同时助力思维发展。当然，为了进一步促进学生能力提升，教师可以设计难度更高的题目，鼓励学生自由选做。（二）分析学业数据，有效开展精讲精练随着素质教育的开展和深入，“以生为本”理念逐渐被师生理解和推崇，教师结合这一理念，根据学生真实学情确定教学难点成了保障课堂教学效果的关键措施。而前置性作业的设计能有效检验学生学习水平，教师可以根据学生作业完成情况，了解真实学习情况，酌情缩减基础知识讲解时间，为培养学生高阶思维提供更充足的时间。但在传统教学模式中，前置性作业数据的收集主要依赖教师批改，这不仅增加了教师的工作压力，更让批改结果存在一定的主观性，影响教学的精准性。对此，在信息技术背景下，丰富的软件功能为教师收集数据提供了有效的工具，合理运用这一工具，教师既可以利用移动端收集学生的学习数据，又可以直观看到学生前置性学习的成效，以便明确学生学习中的重难点，从而使课堂教学内容更具针对性。以沪科版初中数学九年级上册《21.2二次函数的图像和性质》教学为例，教师在课堂中可以利用翻转课堂进行教学。首先，教师应在课前为学生布置前置性任务，如要求学生在布置回顾二次函数相关知识的基础上，画出二次函数图像，并积极探究二次函数图像的特点及变化规律。由此，学生可以在课前运用已有知识经验进行自主学习，为攻克重难点知识奠定良好的基础。随后，学生在自主学习后，教师再设计相应的习题检验学习成果，并利用移动端软件对结果进行分析，发现函数图像左右移动时公式参数变化问题错误率较高，可见学生对这一知识点掌握相对较差。对此，教师在课堂教学中应结合前置性作业数据，确定教学重难点，设计多样化的教学活动。这一过程中，学生可以在探究中加强对函数图像的认识和理解，有效提升课堂学习效率。最后，教师在课后布置与重难点相关的作业，要求学生在规定时间内完成，并将学生答题情况上传到移动端，结合学生生成的数据进行对比，了解学生进步情况的同时，也对课堂教学情况有更直观的认识。基于此，教师通过对前置性作业的综合分析，明确学生学习中的难点和盲点，并设计相应的课堂教学活动，从而有效突出教学重难点，实现教学效率的提升。（三）建立电子错题本，实现个性化学习常言道“世界上没有两片相同的树叶”，学生作为受教育个体，知识水平、理解能力也有明显差异，教师在设计数学作业时应客观分析学生个体的差异性，针对学生学习薄弱点不同的问题，针对性设计不同的学习内容。但以往的数学教学中，教师多会借助错题本来布置个性化作业，但教学效果却始终不理想，原因是个性化作业构建的过程较为繁琐和复杂，很多学生在脱离教师监督的情况下很难坚持下去。而信息技术的发展为个性化作业的布置提供便利条件，通过线上学习平台布置作业，利用平台中的记录和纠正功能，代替传统的作业本形式，让错题本构建更加便捷。故而在初中数学教学中，教师应积极利用信息技术手段构建电子错题本，指导学生在作业环节开展个性化学习。以沪科版初中数学七年级上册《3.4二元一次方程组的应用》教学为例，首先，教师可以利用钉钉软件这一线上学习平台，向学生发送作业内容，并在学生完成后在线批阅，平台会自动记录学生出现的错误，一方面教师可以掌握学生学习中的盲点，另一方面，学生也能通过作业反馈对自身学习情况有客观认识，并针对性开展学习。随后，在一段学习时间后，教师总结、归纳学生作业中出现的问题，指导学生进行二次学习，针对知识弱点进行二次练习，以达到巩固知识点的目的。而学生也可以利用软件的拍照功能，上传教材、练习册等练习中出现的错误，再次选择恰当的时间进行练习。这种形式远比传统错题本更加便捷，学生不需要抄录题目，有效节省了宝贵的教学时间，也更容易坚持下去，进而养成良好的学习习惯。最后，教师在阶段学习结束后，可以带领学生复习电子错题本中的内容，学生可以结合需求通过搜索的方式，快速找到错题类型及正确解题思路，使复习活动更具针对性。基于此，教师指导学生结合学习实情构建电子错题本，并对自身薄弱点进行针对性、反复性练习，以便助力学生开展个性化学习。（四）挖掘线上的资源，丰富作业形式当前，初中数学教学的重点已经逐渐由知识水平的提高转变为能力和素养的培养，这也对教师教学有了更高的要求。教师应精心设计多样化作业，针对性培养学生的各种能力。一般来说，“双减”政策背景下，教师大多设计实践性作业、调查类作业等，这些作业对学生的综合能力要求较高，对很多学生而言是一个不小的挑战。对此，为了丰富作业形式且保障作业质量，教师应联系教学内容积极挖掘线上资源，为学生合理呈现多样作业形式，有效降低学生对教师的依赖程度。以沪科版初中数学九年级下册《25.2三视图》教学为例，首先，教师应为学生布置实践性作业，具体内容如下：1.已知两个几何体的三视图中的主视图是一个直角梯形，俯视图是两个相邻的矩形，左视图是一个正方形，请画出它的直观图。2.结合所学知识，搭建立体模型。在这一作业中，第一道题目考查的是学生对知识的运用，可以结合所学知识独立解题。而第二道题目具有较强的开放性，学生应以小组为单位的形式，选择日常生活中常见的事物，如火柴、硬纸板等搭建模型。随后，教师组织学生开展讨论活动，鼓励学生讨论实践过程中容易遇到的各种问题，互帮互助中提升自身能力。其中部分问题能运用所学知识解决，另一部分问题无法运用知识解决。教师鼓励学生在自由讨论后，借助书籍和网络寻找答案，如某学生搭建的数学模型结构不稳定，可以借助网络查找资料，找出背后的原因并找到解决方法。基于此，教师在布置作业时带领学生充分挖掘网络学习资源，让学生综合能力得到锻炼的同时保证作业完成效率，让学生的数学能力得到有效的锻炼。（五）设计阅读类作业，提高学生训练效率高质量的作业不仅能减轻学生知识负担，还能在解决问题中快速掌握知识内容，让学生将注意力集中在作业上，激发潜在的学习兴趣，从而充分调动学生的学习热情。而阅读类作业中包含图形、文字等信息，是一种较为新鲜的数学作业形式，信息技术背景下，为阅读类作业的设计提供了支持。因此，教师可以结合数学教学内容，合理设计阅读类作业，引入丰富的跨学科知识，让学生在解决问题的同时受到熏陶，进而强化自身的综合素养。以沪科版初中数学八年级下册《19.3矩形菱形正方形》教学为例，教师在课堂中指导学生掌握矩形、菱形的性质及判定后，可以设计与“黄金矩形”相关的阅读类作业。具体内容如下：【阅读类作业】背景阅读：黄金矩形给人协调、匀称的美感，它的长与宽比例为（约为0.618），世界上很多有名的建筑都采用了黄金矩形的设计，如希腊的巴特农神庙。实践操作：通过图1引导，动手折出一个黄金矩形。第一步，准备一张宽为2分米的矩形纸片，沿着一角叠出一个正方形MNCB，用铅笔画出正方形轮廓，再将纸片展平；第二步，按照正方形的轮廓，将其折叠为两个相等的矩形MNAF和FACB，再将纸片展平；第三步，画出矩形FACB的对角线AB，并沿着AQ进行折叠，使点B落在AC的延长线上的点D处；第四步，将纸片展平，过点D做垂线DE，画出矩形BCDE，即黄金矩形。图1问题解决：观察图1中的③，问AB=______，四边形BADQ是______（填写形状）；请尝试证明④中的四边形BCDE是黄金矩形；能否结合已给出的信息，再找出一个黄金矩形，直接写出答案即可。基于此，教师结合教学主题精心为学生设计问题，并在展示阅读背景及实践操作环节，利用信息技术呈现生动的画面，如建筑比例模型、黄金矩形折叠过程等，以动态化的形式向学生展示黄金矩形的特点，从而吸引学生主动参与到数学作业之中。（六）合理线上社交，优化作业评价方式《论语》中提到“学而不思则罔，思而不学则殆”，即重视学思结合的重要性，学生在完成数学作业的过程中，若单纯解题而不思考、总结，无疑是低效的。但传统教学中，教师多是通过批阅来完成作业评价，而学生则是根据解题的正确率来进行反思，这导致学生反思方向受到教师的影响，缺乏自身的认知，与培养高阶思维能力的培养目标相违背。而现代信息技术的发展，让师生互动、生生互动更加便捷，也让师生交流更加便捷。对此，教师在布置数学作业的过程中，应积极利用线上社交功能，为家长、学生、教师互动提供便捷平台，高效完成作业评价。以沪科版初中数学九年级上册《23.2解直角三角形及其应用》教学为例，首先，教师应有意识丰富数学作业形式，将传统书面作业与实践作业相结合，要求学生利用信息技术记录作业完成过程，以图片的形式将作业上传到线上学习平台之中，并将作业完成过程中遇到的困难和感想记录在一旁。由此，教师可以结合学生的反馈，对作业布置的难度有初步的预估。随后，教师要利用软件终端对学生作业完成情况进行点评，先利用线上学习平台的编辑功能，指出学生作业中存在的问题，并针对性提出相应的建议或鼓励。同时，教师将学生的作业图片分享给家长，邀请家长共同参与点评，再将评