借助探究性学习促进初中数学教学发展

借助探究性学习促进初中数学教学发展

周海燕

江苏省南通市海安市海陵中学  226600

​摘要：探究性学习是促进初中数学教学发展的重要策略。教师可以基于大数据分析，精准设计探究情境；融入信息技术，创设虚拟探究环境；开展STEM跨学科探究项目；实施"翻转课堂"，促进个性化探究。通过探究性学习，学生能够主动探究、发现规律、构建知识，提高数学运算能力、问题解决能力和创新能力。探究性学习有助于激发学生的学习兴趣，培养学生的科学素养和探究精神，推动初中数学教学的改革与发展。

关键词：探究性学习；初中数学；教学策略；教学发展

引言：随着新课程改革的不断深入，探究性学习已成为初中数学教学的重要理念和方式。探究性学习强调以学生为中心，通过创设问题情境，引导学生主动探究、发现规律、构建知识，培养学生的数学素养和创新能力。如何在初中数学教学中有效实施探究性学习，促进教学质量的提高，是当前数学教育研究的重要课题。

一、基于大数据分析，精准设计探究情境

基于大数据分析，精准设计探究情境是实施探究性学习的重要策略。教师可以利用教育大数据平台，收集和分析学生在学习过程中产生的各种数据，如学习行为数据、认知诊断数据、错题数据等，深入洞察学生的学习特点和存在的问题，从而有针对性地设计探究情境，引导学生在问题解决过程中主动探究、发现规律、构建知识，实现精准化的教学。

以人教版七年级上册"有理数"的教学为例。通过对学生错题数据的分析，发现学生在有理数加减运算方面存在一些共性问题，如正负号混淆、运算法则错误等。针对这些问题，教师可以设计一个探究情境：

"小明和小红都很喜欢运动，他们利用一张图表记录自己每天运动和休息的时间。运动时间用正数表示，休息时间用负数表示。如果以0.5小时为单位，小明连续五天的数据为：1,-2,0.5,1.5,-1；小红连续五天的数据为：2,-1,-1,0.5,1.5。两个人五天下来，谁运动的总时间更长？谁休息的总时间更长？五天下来，他们各自运动和休息的总时间是多少？"

在这个探究情境中，学生需要运用有理数的加减法解决实际问题。教师可以引导学生思考：如何用数学语言表述问题？正数和负数分别表示什么？如何进行有理数加减运算？通过问题探究，学生不仅能够加深对有理数概念的理解，还能够体会正负数的实际意义，掌握有理数加减运算的法则和技巧，提高运算能力。

二、融入信息技术，创设虚拟探究环境

融入信息技术，创设虚拟探究环境是实施探究性学习的一种创新策略。随着VR、AR等技术的发展，教师可以利用这些技术手段，为学生创设身临其境的虚拟探究情境，让学生在虚拟环境中自主探索、操作、实验，促进学生对数学概念和原理的直观理解和深入探究。这种沉浸式的探究体验，能够激发学生的学习兴趣，提高学习效率。

以人教版七年级上册"一元一次方程"的教学为例。在学习解一元一次方程时，教师可以利用VR技术，为学生创设一个虚拟的数字天平实验室。在这个虚拟实验室中，学生可以通过手势交互，自主操作数字天平，探究方程的解法。

具体来说，学生可以在虚拟天平的两边放置不同的数字砝码（正数或负数），通过移项、合并同类项等操作，使天平保持平衡状态。在操作过程中，学生可以直观地看到，在天平两边同时增加或减少相同的数字砝码，天平仍然保持平衡。这一过程，实际上就是方程移项的过程。通过反复探究，学生能够归纳出移项的基本原理：方程两边同时加上或减去相同的数，方程仍然成立。

在虚拟实验中，学生还可以尝试不同类型的方程，如含有括号、分数的方程等，通过类似的探究操作，掌握更多的解方程技巧。教师可以在虚拟环境中设置一些问题情境，引导学生运用所学知识解决实际问题，增强学生的运算能力和应用意识。

三、开展STEM跨学科探究项目

开展STEM跨学科探究项目是实施探究性学习的一种有效策略。STEM教育理念强调将数学、科学、技术、工程等学科知识有机融合，通过跨学科探究项目，学生能够综合运用各学科知识解决实际问题，培养科学素养和创新能力。在初中数学教学中，教师可以精心设计STEM探究项目，引导学生在数学探究过程中感受数学的应用价值，提高学习兴趣和探究能力。

以人教版七年级上册"有理数的乘除法"的教学为例。教师可以设计一个与物理、工程相关的STEM探究项目"节能灯的效率探究"。在这个项目中，学生需要运用有理数的乘除法，计算和比较不同功率节能灯的能量转化效率，并提出节能改善方案。

具体来说，教师先引导学生了解节能灯的基本原理，即节能灯通过电能转化为光能来发光，但并非所有电能都转化为光能，部分电能会以热能的形式损耗掉。学生通过查阅资料，得知节能灯的能量转化效率与灯的功率有关。

接下来，学生进行实验探究。他们可以测量不同功率节能灯在一定时间内的耗电量和发光量，然后运用有理数除法，计算每个节能灯单位电能的发光量，即能量转化效率。通过实验数据分析和比较，学生发现，不同功率的节能灯，能量转化效率是不同的，并非功率越大，效率就越高。

在探究过程中，学生还可以从工程的角度，思考如何改善节能灯的设计，提高能量转化效率，从而达到节能减排的目的。他们可以运用所学的数学知识，建立节能灯效率与各种因素（如灯丝材料、填充气体等)的数学模型，为节能灯的改进提供数学依据。

四、实施"翻转课堂"，促进个性化探究

实施"翻转课堂"是促进个性化探究的一种有效策略。在"翻转课堂"教学模式中，学生在课前通过在线学习平台自主学习知识点，教师根据学生的学习数据，设计个性化的探究任务，在课堂上为不同层次的学生提供差异化的指导，实现因材施教。这种教学模式能够充分尊重学生的个体差异，激发学生的学习主动性，提高探究性学习的效果。

以人教版七年级上册"整式的加减"的教学为例。在实施"翻转课堂"时，教师可以先在在线学习平台上发布微课视频，讲解整式的概念、整式加减的基本原理和运算法则等知识点。学生在课前自主观看微课视频，完成相关的在线练习，初步掌握整式加减的方法。

在课堂上，教师根据学生的在线学习数据，发现学生在理解整式概念、运算过程等方面存在个体差异。于是，教师设计了不同层次的探究任务，实施个性化指导。

对于基础较弱的学生，教师提供一些简单的整式加减问题，如"3a+2b-a+5b"等，引导学生通过具体操作、分类讨论等方式，探究整式加减的基本方法，加深对整式概念的理解。

对于基础较好的学生，教师则提供一些较复杂的整式加减问题，如"(2x-3y)+(x+2y)-(3x-y)"等，鼓励学生尝试不同的解题策略，如先去括号再合并同类项、先合并同类项再去括号等，探究不同策略的优劣性，提高运算能力。

在探究过程中，教师还可以安排小组合作、师生互动等环节，促进学生之间的交流与思维碰撞。学生通过自主探究、合作学习，能够根据自己的认知特点和学习需求，掌握整式加减的方法，提高问题解决能力。

结语：

探究性学习是促进初中数学教学发展的重要途径。通过基于大数据分析设计探究情境、融入信息技术创设虚拟探究环境、开展STEM跨学科探究项目、实施"翻转课堂"促进个性化探究等策略，教师能够有效实施探究性学习，提高初中数学教学质量。探究性学习不仅能够帮助学生掌握数学知识和技能，还能够培养学生的探究意识、创新精神和问题解决能力，对学生的全面发展具有重要意义。在未来的初中数学教学中，探究性学习必将发挥更加重要的作用，推动教学模式的变革与创新。

参考文献：

[1]赵红霞. 探究问题导学法在初中数学教学中的应用 [J]. 数理天地(初中版), 2024, (05): 71-73.

[2]高淼. 基于问题导向模式的初中数学课堂教学探讨 [J]. 智力, 2024, (05): 53-56.

[3]徐艺璇. 深入探究,灵活应用——论初中数学探究式课堂的实施 [J]. 数理天地(初中版), 2024, (03): 54-56.