劉佳 李琪 蘇淑華 皮帥玲

摘 要 數(shù)學(xué)教材是將教育理念、課程標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為實際教學(xué)的主要載體，而教材中的例題是把數(shù)學(xué)知識、技能、思想和方法聯(lián)系起來的紐帶。以北師大版平面向量的例題為例分析高中數(shù)學(xué)難度情況。研究發(fā)現(xiàn)，北師大版平面向量的例題設(shè)置在計算和推理水平難度較大，在背景和認(rèn)知水平難度較低，同時也體現(xiàn)了對數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。

關(guān)鍵詞 課程標(biāo)準(zhǔn) 高中數(shù)學(xué)教材 例題 青浦模型

中圖分類號：G424?????????????????????????????????????文獻標(biāo)識碼：A ???DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.07.065

A?Study?on?the?Difficulty?of?Setting?Examples?in?Senior?Mathematics

Textbooks?under?the?New?Curriculum?Standard

——Take?plane?vector?as?an?example

LIU?Jia，?LI?Qi，?SU?Shuhua，?PI?Shuailing

（Fuzhou?Normal?College?of?ECUT，?Fuzhou，?Jiangxi?344000）

Abstract Mathematics?textbooks?are?the?main?carriers?of?transforming?educational?concepts?and?curriculum?standards?into?practical?teaching.?Examples?in?the?textbooks?are?the?links?between?mathematical?knowledge，?skills，?ideas?and?methods.?Taking?the?example?of?plane?vectors?in?the?edition?of?Beijing?Normal?University?as?an?example，?this?paper?analyses?the?difficulty?of?high?school?mathematics.?It?is?found?that?the?example?setting?of?plane?vectors?in?the?edition?of?Beijing?Normal?University?is?more?difficult?in?calculation?and?reasoning，?less?difficult?in?background?and?cognitive?level，?and?also?reflects?the?examination?of?the?core?literacy?of?mathematics.

Keywords curriculum?standard;?senior?mathematics?textbooks;?examples;?Qingpu?Model

1?研究背景

2018年1月正式頒布了新修訂的《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，新課標(biāo)明確提出育人的核心目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)。數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)包括：數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、直觀想象、數(shù)學(xué)運算和數(shù)據(jù)分析。這些數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)即相對獨立，又相互交融，是一個有機的整體。數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)可以通過四個方面得以體現(xiàn)，包括：情境與問題、知識與技能、思維與表達(dá)和交流與反思。

如何對教材進行定量和定性研究，以期更好的服務(wù)師生，成為許多學(xué)者的研究目標(biāo)，而數(shù)學(xué)例題又是有效教學(xué)的關(guān)鍵，以往的研究更多的是對教材的比較研究，而且大多是對習(xí)題的難度研究，對例題的研究相對較少。例如史寧中等建立課程難度模型，鮑建生利用綜合難度模型對教材習(xí)題難度進行了研究，來考察不同版本的難度情況。[1]

例題教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是抽象的概念、定理、公式和具體實踐之間的橋梁，是使學(xué)生的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)能力，形成數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，近年來隨著數(shù)學(xué)課程改革的不斷推進，在例題設(shè)置上也需要開始轉(zhuǎn)變，在這樣的背景下，以北師大版平面向量的例題為例，通過用青浦模型對高中數(shù)學(xué)例題的綜合難度分析，探究例題對數(shù)學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的考察情況。

2?例題難度分析

就目前教材研究分析而言，青浦模型還是一個相對比較客觀，操作性強，可量化，能夠反映教材難度水平的一個測量工具，而且還能體現(xiàn)完整的數(shù)學(xué)活動過程。通過青浦模型對例題的難度分析，可以體現(xiàn)情境與問題、知識與技能、思維與表達(dá)和交流與反思四個方面考察的水平層次，進而體現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)考察情況。

2.1?背景維度分析

數(shù)學(xué)問題的“背景”因素劃分為四個不同的層次水平：無背景、個人生活、公共常識和科學(xué)情境。在北師大版平面向量例題中，每道題都有其相應(yīng)的背景，以例題2為例。[2]（P75，例2）

難度分析：該題從生活實際問題出發(fā)，考察了平面向量的知識，需要學(xué)生掌握一定的預(yù)備知識，具有一定的數(shù)學(xué)抽象的能力。解答該題首先將船港問題抽象成平面向，根據(jù)向量的關(guān)系得到。該題背景水平為2，認(rèn)知水平為3，計算水平為4，推理水平為2，知識水平為3。這個例題其實是以輪船行駛問題為背景，要求學(xué)生在真實情境中將具體問題抽象成數(shù)學(xué)問題，即體現(xiàn)數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)的內(nèi)涵，同時對數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運算作出相應(yīng)的要求。

2.2?認(rèn)知水平

認(rèn)知水平可以分為四個層次：計算、概念、領(lǐng)會和分析。教材中的例題在不同層次考察認(rèn)知水平，以例題2為例[2]（P83，例2）

難度分析：該例題從圖像出發(fā)，考察平面向量共線性質(zhì)的判定依據(jù)需要學(xué)生對向量共線概念，向量的幾何運算知識的掌握，運用數(shù)形結(jié)合的思想解決數(shù)學(xué)問題，具有一定的數(shù)學(xué)直觀想象素養(yǎng)。從題中得到。該題的背景水平為1，認(rèn)知水平為1，計算水平3，推理水平為2，知識水平為1。這道平面向量共線判定問題，要求學(xué)生能在認(rèn)知水平上領(lǐng)會概念、性質(zhì)的內(nèi)涵并能靈活運用，同時也考察數(shù)學(xué)直觀想象素養(yǎng)。

2.3?運算

根據(jù)鮑建生的青浦模型，數(shù)學(xué)題里的運算水平可以分為以下四個層次：無運算、數(shù)值計算、簡單的符號運算和復(fù)雜符號運算。以例題5為例[2]（P84，例題5）

難度分析：本題從圖形出發(fā)，考察平面向量加減運算。根據(jù)向量的幾何意義，得到：。該題的背景水平為1，認(rèn)知水平為1，計算水平為3，推理水平為2，知識水平為2。該題需要學(xué)生掌握平面向量的幾何意義和線性運算，靈活運用平面向量的運算，具有一定的數(shù)學(xué)運算素養(yǎng)。

2.4?推理

根據(jù)鮑建生的綜合難度青浦模型，推理維度可分為三個水平層次：無推理、簡單推理和復(fù)雜推理。推理的一般形式為：“因為…所以…”以例題3為例[2]（P94，例題3）

難度分析：該題從菱形對角線垂直證明出發(fā)，考察平面向量垂直性質(zhì)，則向量相乘為0的知識點。解答該題需要證明：。該題的背景水平為1，認(rèn)知水平為4，計算水平為3，推理水平為2，知識點水平為3。該題需要學(xué)生用逆向思維從結(jié)果反推條件，學(xué)會用向量去解決幾何問題，對平面向量的乘法運算熟練運用，需要具有一定的邏輯推理素養(yǎng)。

2.5?知識含量

知識含量就是一道例題中所含知識點的個數(shù)，知識含量分為三個水平層次：一個知識點、兩個知識點和三個或三個以上知識點。以例題5為例[2]（P78，例題5）

難度分析：本題從數(shù)學(xué)計算出發(fā)，考察向量的模的概念和計算。解答該題的關(guān)鍵是：即。該題的背景水平為1，認(rèn)知水平為3，計算水平為4，推理水平為2，知識水平為3。該題需要學(xué)生掌握向量模的概念和計算，即其幾何意義，運用數(shù)形結(jié)合的思想，對問題進行深度解析、判斷、計算，具有一定的數(shù)學(xué)邏輯推理和直觀想象素養(yǎng)。

3?綜合難度匯總分析

為了了解高中數(shù)學(xué)例題設(shè)置難度情況，對北師大版平面向量共31道例題5個維度進行詳細(xì)的分析，根據(jù)因素水平權(quán)重，利用以下公式可以計算例題在每個因素的加權(quán)平均值：

其中，d_{i}表示第i個難度因素上的加權(quán)平均值，d_{ij}表示第i個難度因素的第j個水平的權(quán)重，這里直接采用等級權(quán)重，即d_{ij}=j;n_{ij}則表示這套教科書例題中屬于第i個難度因素的第j個水平的題目的個數(shù)，則n是樣本總數(shù)。顯然，對如何i，都有。

匯總?cè)绫?。通過分析表1中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，例題在不同維度不同水平均有設(shè)置，能夠體現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的活動過程，間接體現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。例題在每個維度的低水平所占比例高達(dá)一半以上，特別是背景維度和認(rèn)知水平，分別高達(dá)80.6%和67.7%;而且各個維度的加權(quán)平均值存在差異，其中計算和推理維度的加權(quán)平均值較大，分別為2.0和1.8，明顯高于其他維度，而背景和認(rèn)知水平的加權(quán)平均值較低，說明我們現(xiàn)有的北師大版教材比較注重數(shù)學(xué)計算和推理，偏向?qū)局R和技能的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，但對背景和認(rèn)知水平設(shè)置偏少，對基本經(jīng)驗和基本過程設(shè)計甚少。通過第二節(jié)的難度因素分析，不難發(fā)現(xiàn)，有些例題在各維度都在一個比較高的水平，綜合體現(xiàn)了數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，如北師大版平面向量例題3、4、5、30、31等。

4?結(jié)論與建議

通過對北師大版高中數(shù)學(xué)教材“平面向量”例題的難度分析，結(jié)合數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的考察，研究發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有北師大版高中數(shù)學(xué)平面向量例題設(shè)置比較全面，不僅考察了學(xué)生的基本知識和基本技能，也考察了學(xué)生的基本思想和基本經(jīng)驗。例題以學(xué)科知識為載體，以數(shù)學(xué)能力為核心，對各維度進行了考察，但是目前的例題整體設(shè)置偏向?qū)?shù)學(xué)計算和推理的考察，而對背景和認(rèn)知水平的考察較少。

數(shù)學(xué)例題作為數(shù)學(xué)教學(xué)過程中的關(guān)鍵一環(huán)，肩負(fù)著服務(wù)師生、提高教學(xué)效率的重要使命，對新課標(biāo)的目標(biāo)實現(xiàn)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為了改善高中數(shù)學(xué)例題設(shè)置情況，基于上述分析提出建議：對于高中數(shù)學(xué)新課標(biāo)的育人目標(biāo)要求以數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，教材例題的設(shè)置要以學(xué)生的認(rèn)知水平為基礎(chǔ)，發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨。隨著時代的迅猛發(fā)展，新興技術(shù)也在高速發(fā)展，為了更好的?適應(yīng)未來的工作與生活，高中學(xué)生需要具備數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)探究能力，建議在例題設(shè)置背景更加情境化，例題的開放性可以有所增強，把數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)融入到具體的知識內(nèi)容和思想方法中。

參考文獻

[1] 張盧西子.中法兩國高中數(shù)學(xué)教材例題的綜合難度比較[D].華東師范大學(xué)，2017：11-12.

[2] 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書?數(shù)學(xué)必修4.北京師范大學(xué)出版社：69-102.