初中数学实验活动中的有效问题设计研究

摘要：初中数学实验活动是数学教学的一个关键构成部分，其目的在于借助实践操作与探索活动，锻炼学生的数学思维方式及问题解决技能。基于此，文章基于初中数学实验活动实际，分析实验活动中有效问题设计原则，并从多方面入手论述有效问题设计路径。

关键词：初中数学；实验活动；有效问题；设计；研究

在当前的教育环境中，初中数学实验活动已成为学生获取数学知识的关键渠道，同时也是培育其创新思维及实践能力的重要环节。实验活动中所设计的问题若具有有效性，不仅能点燃学生的学习热情，还能激励他们积极思考与主动探索。然而，目前某些数学实验活动在问题设计上存在针对性和实效性不足的问题，难以充分引导学生进行深入思考与实践操作。因此，探究初中数学实验活动中问题设计的有效策略，对于提升实验活动成效、培育学生的数学素养具有至关重要的作用。

一、初中数学实验活动中的有效问题设计原则

（一）目标性

数学实验活动的实施旨在帮助学生领悟数学概念、把握数学方法，而明确清晰的目标设定是实现这一目标的核心要素。遵循目标性原则，问题设计需紧密贴合课程标准及学生的实际学习情况，从知识技能、过程方法、情感态度等多个层面进行准确定位。通过精准设定活动目标，可以引导学生在参与实验时方向明确，防止盲目摸索，进而高效地在数学知识的领域里探索，逐步建立起完整的数学知识框架。

（二）启发性

初中阶段是学生思维发展的重要阶段，启发性原则侧重于激活学生的思维动能。该原则要求所设计的问题应具备开放性和探究性特点，能促使学生主动思索、积极探求。问题不应直接呈现答案，而应像一把开启学生思维之门的钥匙，让学生在思索与探索的进程中，不断发掘自身潜能，增强数学思维能力，从多元视角去理解和解答数学问题，从而培育学生的创新思维和自主学习能力。

二、初中数学实验活动中的有效问题设计路径

（一）剖析实验核心 明确问题指向

在当今教育环境下，《义务教育数学课程标准（2022 年版）》明确指出：“有效的教学活动是学生学和教师教的统一，学生是学习的主体，教师是学习的组织者、引导者与合作者 。” 在初中数学实验教学中，教师需准确把握实验要点，清晰界定问题导向。教师应当深入探究实验内涵，提取核心要素，并将其转化为启发性问题，引导学生在问题解决过程中习得知识。

以“勾股定理”实验为例，教师首要任务是细致分析该实验的核心，即探究直角三角形三边之间的长度关系。教师可设计如下问题：“同学们，我们手头有多种边长各异的直角三角形纸片，请大家测量并记录这三条边的长度，随后尝试发掘它们之间可能存在的数值规律。”学生完成测量记录后，教师进一步指引：“分别计算较短两边的平方，再将这两个平方数相加，观察其结果与最长边平方之间的关联。”通过这类直指实验核心的问题，学生能够有针对性地展开探究。此外，教师可提供一些非直角三角形的纸片，让学生同样进行测量与计算，并提出问题：“对于这些非直角三角形的三边，是否也存在我们刚才发现的数量关系呢？”通过对比分析，帮助学生更深入地理解勾股定理的适用范围，从而准确掌握实验的核心知识要点。

（二）分析学生差异 规划问题梯度

在初中数学实验教学中，学生间存在着学习能力、知识基础等方面的差异性，教师需全面审视这些差异，并据此设计出合理的问题层次。针对基础知识较为薄弱的学生，教师应构思一系列简明扼要、能直接由实验现象导出结论的问题，以助他们树立信心，逐步融入实验探究之中；而对于学习能力较强的学生，则应设计一些需深入探究、融合多知识点的问题，以激发他们的探究兴趣，发掘其内在潜能。

以“正数和负数”实验活动为例，对于基础相对薄弱的学生，教师可提出如下问题：“观察温度计，零上5摄氏度用+5℃表示，那么零下3摄氏度应如何表示呢？”此类问题贴近学生生活实际，易于理解，学生可直接依据生活经验和实验演示得出答案。而对于学习能力较突出的学生，教师则可提出：“在海拔测量实验中，我们以海平面为基准，记作0，甲地海拔为+200米，乙地海拔为-150米，试问甲地相较于乙地高出多少米？请大家尝试采用多种方法进行计算。”此问题不仅涵盖了正数和负数的基本概念，还要求学生进行数学运算，并思考不同的解题策略，对学生提出了更高要求。通过这样层次分明的问题设置，不同水平的学生均能在数学实验活动中有所获益，逐步提升自身的数学素养。

（三）挖掘生活元素 构建问题情境

《义务教育数学课程标准（2022 年版）》明确指出，“课程内容的选择要贴近学生的实际，有利于学生体验与理解、思考与探索。” 在教学过程中，教师应擅长发掘生活中的数学素材，将抽象的数学知识与现实生活紧密相连。通过挖掘生活实例来创设问题情境，能够使学生体会到数学的实用价值，从而激发他们的学习兴趣，提高他们运用数学知识解决实际问题的能力。将生活中的情境转化为数学问题，引导学生积极思考，促使他们在解题过程中加深对数学知识的理解。

以“一元一次方程”的教学为例，教师可从学生熟知的生活场景——购物折扣出发。商场促销活动中，经常会推出各种折扣优惠。譬如，某品牌运动鞋原价若干元，现正以八折价格销售，售价已知。教师可引导学生思考，如何利用数学知识来推算出这双运动鞋的原价。首先，教师应帮助学生理解“八折”的含义，即售价是原价的80%，或0.8倍。接着，根据题目信息，引导学生列出方程。在此过程中，教师可进一步设问，若商场采用的是满减优惠方式，又该如何建立方程呢？引导学生对比分析满减优惠与打折优惠的不同之处，满减优惠需先判断原价是否达到满减条件，再计算实际支付价格。借助这样的生活实例，将一元一次方程的知识融入教学，使学生在解决实际问题的实践中，学会构建方程模型，理解方程的内涵及求解技巧。同时，教师还可鼓励学生自主收集生活中的购物优惠信息，自行设计问题并求解，从而进一步巩固和深化对知识的掌握。

三、结语

总结而言，初中数学实验教学中的问题设计对教学成果具有重大影响。在教育改革的宏观视角下，数学实验活动被视为促进数学教学革新的重要途径，而问题设计的有效性则是确保其实施成功的核心因素。当前，数学实验活动在问题设计上存在诸多不足，例如对学生认知水平考虑不周、问题设置缺乏层次性和启发性。因此，必须正视并解决这些问题，通过精心设计贴近学生实际、兼具启发性和层次性的问题，方能充分发挥数学实验活动的作用，助力学生深入理解数学知识，进而提升他们的数学素养及综合能力，最终实现初中数学教学质量的全面提高。

参考文献：

[1]张洁.初中数学教学中“问题链”有效设计的策略[J].中学课程辅导，2024，（17）：33-35.

[2]张亚兵.初中数学教学中“问题链”有效设计的策略[J].理科爱好者，2023，（06）：134-136.

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