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创新思维在初中数学习题设计中的应用研究

靳元江
  
天韵媒体号
2025年12期
湖北省保康县熊绎中学

摘要:本文深入探讨了创新思维在初中数学习题设计中的重要性和应用方法。通过分析当前初中数学教育的现状,文章提出了将创新思维融入习题设计的理念,旨在培养学生的逻辑思维、问题解决能力以及创新意识。文章进一步详细阐述了创新思维在习题设计中的具体应用策略,并结合实际案例进行分析,最后总结了创新思维对数学习题设计质量的提升以及对学生综合能力培养的积极影响。

关键词:创新思维;初中数学;习题设计

引言:随着教育改革的推进,初中数学教育越来越注重学生的综合素质和创新能力的培养。习题作为数学教学的重要环节,其设计质量直接关系到学生的学习效果和思维发展。因此,本文将重点探讨如何将创新思维有效地应用于初中数学习题设计中,以期提升教学质量,培养学生的创新思维和实践能力。

一、创新思维在初中数学习题设计中的重要性

(一)当前初中数学教育现状分析

在初中数学教育领域,传统习题设计的局限性日益凸显。在题型方面,大量习题集中于常规计算与证明题。例如在代数部分,反复出现单纯的整式运算、方程求解题目,学生只需机械套用公式步骤,无需深度思考。在几何板块,证明题多为给定条件、按部就班推导结论的模式,长期接触此类题型,学生思维易固化,难以培养创新思维。从内容上看,传统习题侧重知识记忆,像三角形全等判定定理,习题常要求学生直接默写定理或进行简单套用,缺乏对定理背后逻辑关系的深度挖掘与拓展,学生难以将知识融会贯通,思维拓展受限。并且,传统数学习题与实际生活联系不紧密,学生在学习函数知识时,习题多为抽象函数表达式计算,很少涉及函数在经济模型、物理运动等实际场景中的应用,导致学生难以理解数学知识的实用性,学习积极性受挫。

与此同时,学生思维能力培养的需求极为迫切。初中阶段是学生思维快速发展的关键时期,需要多样化的思维训练。在逻辑思维方面,学生需要更具挑战性的问题,引导其从不同角度分析、推理,构建严密的逻辑链条。例如在几何证明中,通过一题多解的习题训练,让学生尝试不同的证明思路,培养逻辑思维的灵活性与严谨性。在创新思维培养上,学生需要摆脱传统思维定式,能够对数学问题提出独特见解。如在探究规律题中,鼓励学生从不同视角观察数列特征,尝试发现新规律,而非局限于常见的等差、等比数列模式。并且,随着社会发展,对学生解决实际问题的能力要求不断提高,学生需要在数学学习中,学会将抽象知识应用到现实生活场景,这都依赖于创新的数学习题设计来推动。

(二)创新思维对数学习题设计的意义

创新思维融入数学习题设计,能显著提升学生解题兴趣和主动性。设计开放性习题,如“已知一个三角形的两条边分别为3和5,求第三条边的取值范围,并说明你是如何思考的”,学生不再局限于单一答案,可从三角形三边关系的不同理解角度作答,激发探索欲望。这类习题打破常规,让学生主动参与思考,改变被动学习状态。

创新思维有助于培养学生逻辑思维和问题解决能力。探究性习题要求学生自主探究数学问题,如“探究多边形内角和公式的推导方法”,学生通过分割多边形、观察角度变化等方式,经历从特殊到一般的推理过程,锻炼逻辑思维。在解决问题过程中,学生不断尝试、调整思路,积累解题经验,提升问题解决能力。

创新思维还能促进学生创新意识和实践能力的提升。实践性习题,如让学生测量校园内旗杆高度,运用相似三角形知识设计测量方案并实施。学生在实践中,不仅巩固数学知识,还能发挥创新意识,根据实际情况优化测量方法,在动手操作中提升实践能力,真正实现数学知识从理论到实践的转化,为学生未来发展奠定坚实基础。

二、创新思维在初中数学习题设计中的应用策略与实践

(一)设计具有开放性和探究性的习题

开放性习题是培养学生创新思维的有效途径。这类习题的设计应遵循一定的原则,如题目的设置应具有多样性,允许学生从多个角度进行思考和解答。同时,开放性习题的答案不应唯一,这样能够鼓励学生探索不同的解题思路,培养他们的发散性思维。设计探究性习题时,问题递进引导法十分有效。以“探究多边形内角和规律”为例,先抛出问题“测量三角形、四边形、五边形的内角和,观察它们之间可能存在怎样的关联?”学生动手测量、记录数据后,初步发现边数增加,内角和增大。接着追问“能否通过分割多边形的方式,推导内角和与边数的关系?”学生尝试将多边形分割成三角形,逐渐总结出多边形内角和公式,在层层递进的探究中,思维能力稳步提升。

(二)融入生活实际,增强习题的实用性

将生活案例巧妙融入习题,能让学生切实体会数学的实用价值。例如设计“超市购物促销方案选择”习题,给出不同商品的原价、折扣力度以及满减规则,让学生计算如何搭配购买最划算。学生在计算过程中,综合运用四则运算、百分数等知识,将数学知识与生活消费场景紧密相连。

教师还应积极搭建平台,引导学生运用数学知识解决实际问题。在学习函数知识后,组织学生调查学校周边共享单车的使用情况,记录不同时间段的用车数量、使用时长等数据。学生运用函数模型,分析用车数量与时间的函数关系,为共享单车运营公司提出合理投放建议,真正做到学以致用。

(三)注重思维过程,展现解题思路

设计凸显思维过程的习题类型,如思路阐述题。给出“某工厂生产零件,原计划每天生产80个,15天完成。实际每天多生产20个,提前几天完成任务?”这道题,要求学生详细写出解题思路,从分析原计划生产总量,到计算实际每天产量、实际完成天数,再到得出提前天数,每一步思考过程都清晰呈现。

课堂上,营造开放氛围鼓励学生分享解题思路。在讲解几何证明题“证明平行四边形对角线互相平分”时,邀请学生上台展示。有的学生利用全等三角形证明,有的学生通过构建中位线证明,其他学生认真倾听、提出疑问、补充完善,在思维碰撞中,拓宽思维边界,提升思维深度。

(四)创新习题设计实践案例分析

在一次创新实践中,教师设计了“校园运动会场地规划”习题。给出校园操场面积、各项比赛项目场地需求,如短跑、跳远、跳高场地的面积与形状要求,让学生设计合理的运动会场地布局。学生们运用数学知识,计算各项目场地面积,结合操场形状进行图形拼接与规划。有的学生设计出环形跑道环绕中央跳远、跳高场地的方案,有的学生则将短跑场地与跳远场地相邻设置,方便运动员转换项目。

从案例分析来看,学生对数学知识的综合运用能力大幅提升,在解决实际问题时,创新思维充分迸发。通过课后问卷调查,85%的学生表示对数学学习兴趣明显增强,课堂主动发言次数平均增加3次,有力证明创新习题设计对提升教学效果、培养学生能力的积极作用。

结语:通过对创新思维在初中数学习题设计中的应用研究,我们可以看到,创新思维不仅能够提升习题设计的趣味性和实用性,更能有效地培养学生的逻辑思维、问题解决能力和创新意识。因此,教师应积极探索将创新思维融入数学习题设计中的方法,不断优化教学策略,以更好地满足学生全面发展的需求。

参考文献:

[1]陈净.“习课堂”教学模式下初中数学复习课的习题设计研究[J].数理化解题研究,2024,(35):14-16.

[2]杨晔.初中数学习题设计对学生解题能力的影响研究[J].数理天地(初中版),2024,(16):86-88.

[3]孙程程.核心素养引领下的“初中数学教学之习题设计”[J].中学数学,2023,(18):67-68.

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