題:
作業和測試中的好與壞數字
ZachS
2020-08-11 09:50:21 UTC
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這個問題圍繞著在教學概念,分配作業和準備中使用整數(-1、0、1、2、3)或簡單分數(1/2,⅓,⅗)與實數(−1.254、42.72)數學,科學或工程學測試。對於這個問題的其餘部分,我將整數或簡單分數 nice 和實數稱為 ugly。

為簡單起見,我們假設您正在教數學課,第一個主題是基本加法。第一次教書時,我假設您想使用漂亮的數字教書。例如,與1.234 + 5.678 = 6.912相比,首選使用2 + 2 = 4。有時,您可能會迷失於計算的雜草中(“只需將這些數字插入此處並獲得答案即可)”,並且完全錯過了這些概念。儘管概念很重要,但對於學生來說,能夠將概念應用於更複雜的問題也很重要。雖然我的一部分認為學習概念對於漂亮的數字和醜陋的數字應該是相同的,但我的個人經驗表明,這兩者之間存在差異(也許只是很小的差異)。

更好地學習和更好地將教材應用於現實世界中的問題,您還應該包括帶有醜陋數字輸入和答案的作業嗎?測試怎麼樣?在我的工程學習期間,似乎有很多問題得到了很好的投入和/或答案。大多數問題都沒有真正醜陋的答案。通常是為了使學生更好地學習而這樣做,還是為了使評分更容易?也許計算器的使用也會影響所使用的數字的類型。總體而言,很高興理解為什麼教授和/或老師經常為作業選擇不錯的數字。

如果想知道,這個問題的主要驅動因素是我想自動化一些作業,甚至可以測試類。我希望能夠生成多種版本的作業或測驗,以便學生不能簡單地相互複製答案。如果我要寫作業,那麼找到好的解決方案和醜陋的解決方案可能比較棘手。我想我有一種自動評分的方法,所以這不是問題。我要保持的主要目的是為學生提供良好的學習體驗。有不合理的答案。對於大多數問題,可以在答案中包含符號π,而不是在計算中包含數字形式。通過隱式乘法(如2π或3π/ 5)仍然可以很好地編寫這些問題。

儘管我認為您的問題不在這裡,但幾乎可以肯定,它更適合[matheducators.se]。實際上,[副本](https://matheducators.stackexchange.com/q/468/75)已經存在。
評論不作進一步討論;此對話已[移至聊天](https://chat.stackexchange.com/rooms/111727/discussion-on-question-by-zachs-nice-vs-ugly-numbers-in-homework-and-tests)。
十三 答案:
Reese
2020-08-11 20:54:25 UTC
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我認為我將基本上不同意這裡的許多答案。

好的數字無疑會使問題變得更容易,並且我在首次引入概念時就習慣了使用它們。它們使學生更加自在,並使他們專注於我正在嘗試教授的關鍵思想。 但是,我從不依靠不錯的數字來進行測試或分配。這裡有三個主要原因:

  1. 這些年來,我有很多學生,當他們看到“醜陋”的數字時,他們真正地停止了理解。例如,我有一些學生可以輕鬆地找到2和6的平均值,但是當被要求找到2.3和6.7的平均值時,他們甚至都不知道如何開始。這不是被計算弄糊塗的問題。這是因為他們對“好的”數字的看法與對“醜陋的”數字的看法不同。在平均值的情況下,問題可能是所討論的學生認為平均值是“中間的數字”,而不是“和除以二”,這在處理整數時是有意義的,但在其他情況下是沒有意義的。問題是,至少在不經常使用醜數的情況下,您無法捕獲這樣的理解失敗。他們的答案是否正確-如果他們獲得“ 2”,他們傾向於相信答案,而不是“ 2.134”。因此,從“對學生好”的角度來看,您應該使用好數字。但事實是,在以後的生活中,他們實際上將在這種材料的任何應用程序中,都不會處理經過精心策劃以產生良好數字的問題。如果您要教他們一些您希望他們以後使用的東西,那麼讓他們繼續使用“ nice number”測試是無益的。
  2. 鬆散地說,“好”的數量比“醜”的數量少得多。我讓學生假設答案是整數,然後猜測並檢查他們的成功之道來“解決”問題。
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    也就是說,如果您使用的是醜陋的話數字,您確實需要做出一些讓步才能使其正常工作。我的工作是這樣的:

    1. 我允許在每個作業和測試中使用科學的(而不是圖形化的)計算器。
    2. 我允許給出未簡化的答案,除非問題在於簡化。因此,如果他們願意,歡迎他們將答案保留為複雜的部首。
    3. 我特別警告他們,某些問題涉及的數字可能很亂,我會經歷“混亂”課堂上的問題。
    4. 我花了一些課時來教一些技巧,用以判斷您的答案是否正確,該答案不依賴於數字的優美性。我首選的是“棒球”,您可以使用問題的上下文來估計答案的總體大小(是肯定的還是否定的?大於一千嗎?等等)。
    5. 涉及的問題醜陋的數字往往比涉及好數字的數字花費更長的時間-即使我發現當問題涉及到奇怪的分數或小數時,我走得更慢。
    6. 涉及醜數的問題比涉及良數的問題更容易出現小錯誤。例如,您可能不希望在微積分類中將答案視為“完全錯誤”,因為他們在計算器中鍵入了“ 2.146”而不是“ 2.156”。我總是根據所展示的工作提供廣泛的部分讚譽,並且通常不會為那些不會表現出缺乏理解力或改變問題難度的錯誤而打分。對於在線測試,要使這項工作有效,我允許學生將他們的工作與答案一起提交。
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另一點:至少在理科學生中,他們還應將其結果四捨五入到正確的有效數字位數(+1左右)。(進行適當的不確定性傳播通常會非常耗時,除非這正是他們在該課程中應該學習的內容。)如果所有數字始終都是“好”的話,他們將不會學習該技能。
“多年來,我有很多學生,當他們看到“醜陋”的數字時,他們真的會停止理解這個概念。” 我見過類似。我記得一個同學不知道pi的派生詞是什麼。
我個人認為,在數學教學中最好使用漂亮的數字,而在科學與工程類課程中最好使用醜陋的數字,但是我認為這是一個很好的答案。對我來說有趣的一件事是,在求平均值時,我會說2.3和6.7是非常好的數字,因為3 + 7 = 10,而pi和e是非常好的數字,儘管是先驗的。
+1一定要告訴學生,當您以前使用好數字講授材料時,您不再在考試中使用好數字。
+1分是+1,是的,作為物理和數學系的學生,我絕對同意上述答案。
實際上,在以後的生活中,他們在任何應用中都會使用這種材料,在大多數情況下,永遠不會...
(4)是一項非常有用的生活技能-不僅用於仔細檢查計算,而且可以檢查數據分析甚至制定業務決策(“這是否值得我們花時間?”)。
我不同意你的觀點(2)。專業人士應使用不在數學課範圍之內的方法檢查答案,更不用說適合數學考試了。如果在數學測試過程中,我發現一個整數變成一個醜陋的數字,如果有時間,我可能會繼續嘗試,然後重試。如果我發現它最終是$ \ sqrt {\ pi} $,我將對符號錯誤等進行快速的雙重檢查,然後繼續。我參加了幾乎所有問題都使用醜陋數字的考試,並迫使我們使用sigfigs等。必須練習計算器紀律是浪費的。
-1
@Reese:計算器學科很少與任何現代實踐相關。我們現在使用計算機。而且,我們使用不同的技術來檢查解決方案,而不是再做一次問題,這通常/通常是一個測試問題的唯一選擇,告訴我們“簡化”或類似操作。那麼正在測試什麼呢?我們可以足夠快地按下按鈕嗎?沒有用。我寧願做另一個有趣的家庭作業問題,也不願花3個小時練習按鍵操作。
-1
@Reese:“基本上”並不意味著“是”。通常,計算機是使用高級語言編程的,任何語法錯誤都會導致錯誤或崩潰,而不是錯誤的答案。計算機還允許在計算中表達邏輯,這意味著可以隱式傳遞計算結果,而不用重新輸入密鑰。發生計算器錯誤,您是否真的記得是否為最後一個變量使用了x或y或t?另一方面,對於典型的錯字,計算器會給出錯誤的答案。
此外,為什麼@Reese:會浪費一些“幾分鐘”(每個問題!),而該小時可以用來證明對有用技術的掌握呢?沒有人認為我不能做極坐標,因為測試答案是pi ^ 2 /6。實際上,我的答案顯示出精通。
我看到了@nomen。我很高興聽到凌亂的數字顯然不會損害您對數學技術的理解。我作為學生的情況也是如此,這是一項有用的技能。但是,正如我在原始答案中的#1中所述,根據我的經驗,對於許多學生而言,情況並非如此。我還將指出,在上面的#2中,我明確給出了“隱式傳遞”的選項;在上面的#6中,我明確討論了部分或什至全部歸功於較小的計算器錯誤。最後,當我說“幾分鐘”時,我的意思是幾分鐘,而不是每個問題。
-1
Patricia Shanahan
2020-08-11 17:25:59 UTC
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您寫到“我認為我有一種自動評分的方法,所以這不是問題。”如果您要依靠自動評分,則應該使用簡單的數字。

有兩種方法可以得出錯誤的答案,不正確的方法以及將錯誤從問題複製到計算器和從計算器到答題紙。在手動評分過程中,您可以要求學生展示自己的作業並對其進行評分,從而區分出這些內容。自動分級往往會給相同的權重,即不知道如何進行計算並輸入一個錯誤的數字。

使用簡單,易於檢查的數字可以降低計算器錯誤的風險。

很好的觀察,這使我很難在這裡找到皺紋。在任何時候,無論多麼簡單,任何答案都有可能出現轉錄錯誤。因此,我認為這是一個連續的過程,您基本上需要選擇在提交的答案中需要多少精度/舍入。LMS平台直接支持此功能,並且與OP的工程重點特別緊密地對接。
通過自動評分,我的意思是說問題將被標記為正確或不正確。如果某個問題被標記為不正確,我認為遍歷該問題以查看學生在哪裡犯了錯誤,並在需要時給予部分榮譽,這很重要。即使答案被標記為正確,我也計劃隨機抽樣一些測試,以查看學生如何展示自己的工作。
請參閱o.m.的答案,以了解您對自動評分的異議為何不正確;通過提供足夠醜陋的答案作為選項,可以消除計算器錯誤。
user2768
2020-08-11 12:01:19 UTC
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雖然我的一部分認為學習概念對於漂亮的數字和醜陋的數字應該是相同的,但我的個人經驗表明,這兩者之間存在差異(也許只是很小的差異)。

我期望有所不同:醜陋的數字妨礙了應用和學習概念。例如,平均值(-1、0、1、2、3),(1 / 2、1 / 3、1 / 3)和(-1.254、42.72)。我首先想到的就是簡單地應用平均的概念,加法是微不足道的,除法容易,我只是在考慮這個概念。對於其他人,我不是在考慮這個概念,而是在考慮分數和更複雜的加法/除法。

為了促進更好的學習和更好地將課程材料應用於實際世界問題,您是否還應該包括帶有醜陋數字輸入和答案的作業?

我只是認為醜陋的數字是學習的障礙,所以更好的數字是更好的,imo。

測試怎麼樣?

相同。 (加上,學生有計算器嗎?)


最終,這取決於您要教的內容。

@zabop ;-)儘管:複數是學習的障礙!(已編輯並修復,謝謝。)
我一直很喜歡不需要計算器就可以完成的測試和家庭作業。
我的一位計算機科學教授經常會說,由於“我們可以給變量起任何名字,因此我們將其稱為“ Fred”。經過一天的課程後,它與輕鬆理解的距離進一步擴大了一步。
-1處理“醜陋”的數字是學習如何解決這類問題的重要組成部分。當然,在經歷一個新概念時,最好以“漂亮”的數字開頭,但是我真正地相信,作為一個少年,如果我沒有從問題中得到一個“漂亮”的外觀數字(或該問題的表達),我在途中某處犯了一個錯誤。這包括我在自己的業餘時間所做的計算,而這不會被問題解決者“強迫”為好。我花了一段時間訓練自己擺脫這種模式。
在計算(-1、0、1、2、3)的平均值時,我發現它們是線性級數,只是選擇了中間數,沒有進行加法或除法運算。這是很好的數字示例。您想確保獲得正確解決方案的最簡單方法就是您要嘗試的方法。
@Ingolifs Indeed: _最終,這取決於您要教的內容。_
user128236
2020-08-11 16:53:02 UTC
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因為這是一個有關高等教育的網站,所以我會在這種情況下回答。

關於“醜陋”數字的唯一“困難”之處在於進行具體的基本運算它們,例如添加它們等等。通常使用變量( x y z ...)代數完成所有操作。即使有“醜陋”的數字,大學生也應該已經知道如何執行基本算術。這絕對不是您想在高等教育中教授的。因此,要么讓您的學生使用計算器,要么在數據中使用“漂亮”數字。如果您擔心現實世界中的適用性,那麼您當然知道,今天必須執行此類任務的每個人都可以在比任何人都具有更大的數學計算能力的計算機上工作。

對於計算機生成的家庭作業問題,我想像去年我們中的許多人一樣,去年春天我有責任這樣做。產生“漂亮的”數字並不是特別困難,即使例如當我需要產生復雜的線性系統來求解時。確保您的問題取決於一些參數(例如3-5),並確保將這些參數取為合理範圍內的整數(例如[-5,5])。然後,除非您對如何從參數派生問題感到瘋狂,否則您將主要獲得“漂亮”的數字。而且由於我假設您不敢向甚至沒有看過的學生提出問題,所以當您粗略檢查自動生成的問題時,您會很快發現不良情況。

當然,在教授抽象代數,線性代數,概率,離散數學(包括組合數學)和分析等大學級數學時,我看不出在問題中使用醜數有什麼好處。這些概念極具挑戰性,如果不是“ nice”,數字將很快變得“有趣”,例如pi,e,2的平方根,自然數的基數和實數的基數。在我大學的大多數數學中,沒有數字,無論好壞,主要是對/錯,定義和測試證明。
Per Alexandersson
2020-08-11 15:03:00 UTC
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我希望測試中的一個問題具有醜陋的數字,因為我希望學生學會信任他們的計算,而不要使用“答案是一個好數字”作為驗證方法。醜陋的數字非常適合教您信任方法和知識。但是大多數時候,它們只是令人討厭。

但是,信任醜陋的數字並不等同於信任該方法,它等同於信任您的計算-即使對於我們當中最好的人來說,有時這很容易出錯,即使您正確地100%正確地應用了該方法,尤其是對於醜陋的數字。我認為最好有一個乾淨的數字,這樣學生為了安全起見就不必每次都按1:1進行計算。
但是進行計算就是應用該方法。使您的學生不必檢查自己的工作又有什麼好處呢?
Flydog57
2020-08-12 03:37:32 UTC
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您正在教什麼樣的學生?如果您要教小學生或高中生,請使用適合您課程的數字。如果您正在教工程專業的學生,那麼您應該使用真實的數字。

您說的是“在我的工程學習期間,似乎有很多問題都得到了很好的輸入和/或答案。 “ 。哇,你學什麼工程。在完成我的第一門實際工程課程的一半之後,幾乎我沒有解決的所有問題都得到了整潔的解決方案-我們使用試錯法解決了幾乎所有問題(在第一代可編程計算器(如HP-25)上)。該數字是合理的-例如,熱交換器的額定功率為100,000 BTU /小時,而不是某些奇怪的數字。但是進入該設備的管道可能是4英寸明細表40(內徑為4.026英寸-我總是隨手準備了一個管道明細表手冊,以及裝在袋子中的蒸汽桌)。當我使用理想氣體常數R時,我總是使用5個有效數字的版本(並且我可以在4或5個不同的單位制中弄亂R的值-我在從英製到公製過渡的中間在加拿大學習

在教學時,您希望使用能夠挑戰學生思考能力的數字,並且不懼怕解決他們在進行高級設計項目或獲得第一份工作時將會看到的問題。 。使用數字比實際問題中的精度要精確得多是沒有意義的,但是如果您通過以整數為輸入,特別是整數作為輸出的問題使一切都變得“可愛”,就會欺騙他們。

如果您真的想挑戰他們(讓他們了解他們正在使用的數字),請讓他們購買或借用計算尺,並為他們提供“不允許使用計算器”測試(順便說一句,如果您這樣做的話) ,您可能想確保使用計算尺可以輕鬆解決問題-大量的乘法和除法運算以及其他操作)。

Not a grad student
2020-08-11 13:20:37 UTC
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在測試中,您不希望學生總是不確定他們在代數方面是對還是錯,因此通常最好選擇不錯的數字。同樣,如果您只是想在了解基本方法的基礎上對其進行測試,並且假定它們可以使用更複雜的數字,那麼使數字混亂將是一種干擾。至少您需要給學生一個關於期望的想法。如果除了一個答案之外的所有答案都很好,而另一個答案很混亂,則得到混亂(但正確)答案的學生將花所有的時間仔細檢查代數,而他們可能會花時間在另一個上問題。

在HW上,我認為凌亂的數字很好,但我認為寫“將答案四捨五入到最接近的百分之一”是合適的。不過,在硬件上的某些時候使用一些混亂的數字是個好主意。有一次在初等微積分的期末考試中,一個學生認為她迷上了尋找一個垂直漸近線,因為她得到的數字不是整數。顯然,垂直漸近線只能在整數值處發生。好吧,當她發現自己的錯誤並得到漸近線實際上是整數值時,她又重新看了看自己的作品,並擁有一閃的洞察力。

user128265
2020-08-12 13:41:12 UTC
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我不是教育家。我只是一個在相關行業工作的數學畢業生,但我的答案將是對好數字的嚴格要求。一些答案聲稱使學生運用直覺來知道結果是否正確。絕對沒有一種情況可以很好地驗證您得到的結果(並不是說選擇正確的計算方法是沒有用的)。您絕對不希望教導學生依靠好的結果。另一個答案提到使用它們擺脫了驗證其計算的需要。這是絕對關鍵的一步,您應該始終至少驗證一次計算。這是一個永遠不會有任何弊端的過程。否則,您可能會聽到諸如“建築坍塌殺死50個人,因為市政工程師犯了一個錯誤,但人數看起來不錯,所以他沒有再檢查”這樣的新聞報導。

編輯:實際上,當結果實際上不錯時,我實際上經常檢查我的計算。如果不是,那我就以為我使用了我能想到的最好的方法,而最糟糕的事情就是為錯誤的結果打分。幸運的是,我大多數教授和老師都對該方法進行了評分,而不是結果。

編輯2:您想教會學生思考解決方案,而不是如何玩系統。那些學生可能以後會學習尋找法律漏洞,以交付完成了一半甚至有時是危險的產品,而不是按預期進行(請參見柴油門醜聞,為什麼只考慮結果就研究解決方案)。

ZeroTheHero
2020-08-12 02:20:52 UTC
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我習慣給主要大量的作業和測驗。例如,“最好的”數字是Sqrt [2]或Log [6]或e ^ 7。這樣,學生就可以毫無困難地以準確的形式(沒有浮點數)提供答案。

我會遠離Sqrt [1 + Sqrt [2]] $之類的東西,我認為這確實很醜陋。學生知道這一點,所以如果他們得到像Sqrt [21/213]這樣的答案,他們會懷疑他們的計算中可能有錯誤。一些非線性微分方程的一些解決方案)。即使在那種情況下,我也將嘗試找到“不錯的”邊界條件,以便學生可以驗證他們的直覺是否與數字輸出相匹配。

孩子們錯過了$$ \ sqrt {1 + 2 \ sqrt {1 + 3 \ sqrt {1 + 4 \ sqrt {1+ \ dotsc}}}} $$和(悲傷但絕對不醜)的故事Srinivasa Ramanujan的手嗎?大多數人“討厭”數學的原因是,與藝術或文學不同,數學老師經常忘記將他們對人的維度和令人著迷的神經科學的教學加諸於數學思維的背後。https://www.youtube.com/watch?v=leFep9yt3JY
Oskar Limka
2020-08-12 17:23:29 UTC
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使用醜陋的數字具有教學上的優勢:用戶將嘗試避免使用它們,並通過操縱符號而不是特定的整數,分數或十進制擴展來自學代數。這個想法是在插入實際數字之前,您要盡可能簡化表達式。

所以這實際上取決於您要教的內容。

,您所謂的“實數”被稱為“非整數小數”,這是一個非常醜陋的名稱,因為-1、0、1 / 2或1也是實數。

o.m.
2020-08-14 19:22:50 UTC
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建議我將我的評論變成答案。

  • 在整個作業頁面中使用“醜陋”數字。
  • 取所有結果並添加更多的“醜陋”數字作為乾擾因素。將它們列出在工作表的底部。

這意味著學生將練習使用“醜陋”的數字。通過在列表中找到結果,他們可以輕鬆地驗證沒有 算術錯誤,但猜測不會獲得及格分數。如果該數字不在列表中,則第一步是檢查他們在計算器上輸入的錯誤或錯誤的金額。

user1172394
2020-08-13 04:16:26 UTC
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除非家庭作業的重點是測試他們的基本算術能力,為什麼不給出變量而不是數字,答案應該是用這些變量來表達。

從那到數值答案只是一些簡單但乏味的算術計算。

eckes
2020-08-13 09:59:50 UTC
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使用更好的數字可以使測試中的計算更加流暢。我認為這通常是一件好事。

但是有時在某些情況下,您明確地想教符號計算的基礎,例如像1/3這樣的有理數可以確保任務不能以數值方式解決。沒有領先的精度。有時,對於三角學問題,他們可能依賴於中間結果以pi分數表示的事實。

其中一個示例提到,當求平均值時,2.3和6.7會比測試更好地理解理解好數字。但是,我認為這些數字實際上是不錯的數字,因為它們加到一個整數後可以很容易地除以2,因此結果是清晰的4.5,不需要計算器,也沒有捨入誤差的風險。



該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 4.0許可。
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