基于科創(chuàng)與STEＭ理念下初中數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐課的反思與應(yīng)用

黃貴梅

【摘要】基于“科創(chuàng)和STEM教育理念下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)新課程開(kāi)發(fā)”課題中數(shù)學(xué)學(xué)科在科創(chuàng)和STEM教育理念中的探索主題，本文以初中數(shù)學(xué)的綜合實(shí)踐課為例，借助國(guó)家數(shù)字教材中主題研究模式為學(xué)生搭建交流評(píng)價(jià)平臺(tái)，并大膽與PBL項(xiàng)目式學(xué)習(xí)融合，圍繞實(shí)際的項(xiàng)目式問(wèn)題展開(kāi)探究，學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)的形式完整經(jīng)歷解決了數(shù)據(jù)分析的過(guò)程，建構(gòu)比較標(biāo)準(zhǔn)，并形成研究成果。強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力，發(fā)展學(xué)生的統(tǒng)計(jì)意識(shí)和和數(shù)據(jù)分析能力，提高運(yùn)用數(shù)據(jù)分析實(shí)際問(wèn)題并為決策服務(wù)的能力。

【關(guān)鍵詞】科創(chuàng);STEM教育;PBL項(xiàng)目式學(xué)習(xí);初中數(shù)學(xué);綜合實(shí)踐;信息技術(shù)

中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》，著重部署了面向教育現(xiàn)代化的十大戰(zhàn)略任務(wù)，其中第六是“提升一流人才培養(yǎng)與創(chuàng)新能力”，明確指出要“加強(qiáng)創(chuàng)新人才特別是拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)”。所有的一切都預(yù)示著，我們必須尋找新的教學(xué)理念和新的教學(xué)方式，而科創(chuàng)和STEM教育指將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等學(xué)科整合起來(lái)，利用各學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)解決問(wèn)題，它的真諦就在于融合和創(chuàng)新，它的精髓在于解決實(shí)際問(wèn)題，扎根實(shí)踐，它是革新教學(xué)的一劑良方。

筆者通過(guò)將初中數(shù)學(xué)學(xué)科科創(chuàng)與STEM化，即在初中數(shù)學(xué)學(xué)科綜合實(shí)踐課教學(xué)中滲透科創(chuàng)與STEM的理念。筆者以信息技術(shù)為依托，嘗試將時(shí)下較熱的PBL項(xiàng)目式學(xué)習(xí)融合。STEM教育的精髓是解決實(shí)際問(wèn)題，PBL項(xiàng)目式學(xué)習(xí)精髓在于學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式完整經(jīng)歷解決復(fù)雜問(wèn)題的過(guò)程，將二者結(jié)合，通過(guò)一系列是以解決問(wèn)題為最終目標(biāo)，圍繞實(shí)際的項(xiàng)目式問(wèn)題展開(kāi)教學(xué)。本文以“哪個(gè)城市夏天更熱”為例，闡述如何在科創(chuàng)與STEM教育理念下，通過(guò)項(xiàng)目式問(wèn)題展開(kāi)教學(xué)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

一、課程資源再設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)內(nèi)容的跨學(xué)科整合與創(chuàng)新

本節(jié)課學(xué)習(xí)安排在北師大版教材八年級(jí)上冊(cè)，是以比較兩個(gè)城市夏天更熱作為研究?jī)?nèi)容。筆者大膽對(duì)教材進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，通過(guò)項(xiàng)目式問(wèn)題，課前讓學(xué)生投票決定選擇哪個(gè)主題進(jìn)行研究，以及同一主題，選擇哪兩個(gè)地方進(jìn)行比較。最終選定了兩個(gè)研究主題主題一：哪個(gè)城市夏天更熱？ 吐魯番盆地和重慶？主題二：哪個(gè)地方冬天更冷？ 漠河和雪鄉(xiāng)？這一改動(dòng)一是讓學(xué)生自主確定項(xiàng)目式問(wèn)題并展開(kāi)研究，二是給學(xué)生更多的、更開(kāi)放的學(xué)習(xí)資源和空間，讓他們從歷史人文，風(fēng)土，地理，數(shù)學(xué)等多方面，多角度去搜集相關(guān)資料。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)上的顛覆

傳統(tǒng)意義上的數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐課是，教師布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)并分享。本節(jié)課筆者大膽地通過(guò)項(xiàng)目式問(wèn)題展開(kāi)問(wèn)題展開(kāi)教學(xué)。課前讓學(xué)生完成以下三個(gè)活動(dòng)：

1.活動(dòng)一：選題

（1）主題一：哪個(gè)城市夏天更熱？

吐魯番盆地和重慶？

（2）主題二：哪個(gè)地方冬天更冷？

漠河和雪鄉(xiāng)？

2.活動(dòng)二：提前一周布置學(xué)生

（1）選定一個(gè)研究主題。

（2）學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)。

3.活動(dòng)三：

（1）影響一個(gè)地方天氣冷熱的因素有哪些？

（2）收集你認(rèn)為影響兩個(gè)地方天氣冷熱因素的相關(guān)數(shù)據(jù)。

（3）對(duì)學(xué)生收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總并做數(shù)據(jù)分析。

科創(chuàng)與STEM教育理念對(duì)教學(xué)實(shí)踐的指導(dǎo)意義之一，就是強(qiáng)調(diào)給學(xué)生具體的、生活化的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。課前讓學(xué)生投票決定選擇哪個(gè)主題進(jìn)行研究，以及同一主題，選擇哪兩個(gè)地方進(jìn)行比較。學(xué)生通過(guò)課前三個(gè)活動(dòng)，設(shè)計(jì)出研究思路：選擇主題——組建團(tuán)隊(duì)——設(shè)計(jì)方案——收集材料——數(shù)據(jù)分析——制定衡量標(biāo)準(zhǔn)——得出結(jié)論——成果展示——生生評(píng)價(jià)——智造創(chuàng)新。整個(gè)過(guò)程，學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)的形式完整經(jīng)歷解決了數(shù)據(jù)分析的過(guò)程，從理論到實(shí)際，增進(jìn)了學(xué)生合作交流能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，感受大數(shù)據(jù)時(shí)代魅力的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生的統(tǒng)計(jì)意識(shí)和和數(shù)據(jù)分析能力，提高運(yùn)用數(shù)據(jù)分析實(shí)際問(wèn)題并為決策服務(wù)的能力。

（三）活動(dòng)實(shí)施與管理

本次活動(dòng)分為兩個(gè)部分，第一部分是學(xué)生在選定主題后，筆者給定一個(gè)星期的時(shí)間，學(xué)生組建團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)方案，上網(wǎng)收集資料，并用愛(ài)剪輯、PS、萬(wàn)彩動(dòng)畫(huà)大師等軟件制作視頻，用PPT、Word等制作數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)圖，最后形成研究報(bào)告和小論文。第二部分就是學(xué)生作品分享，學(xué)生通過(guò)各種形式分享自己團(tuán)隊(duì)的作品，并最終建立比較標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)歷數(shù)據(jù)分析處理、分析的全部過(guò)程，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的統(tǒng)計(jì)意識(shí)和和數(shù)據(jù)分析能力，提高運(yùn)用數(shù)據(jù)分析實(shí)際問(wèn)題并為決策服務(wù)的能力。學(xué)生在經(jīng)歷團(tuán)隊(duì)合作交流活動(dòng)，進(jìn)一步積累數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展團(tuán)隊(duì)合作能力，體會(huì)數(shù)學(xué)與生活的密切關(guān)系，感受數(shù)據(jù)分析的偉大魅力和顛覆性的作用。

二、新媒體下信息技術(shù)的創(chuàng)新融合

隨著教育信息化2.0浪潮的到來(lái)，信息化課堂就是21世紀(jì)教育的底色。筆者在新媒體環(huán)境下以信息技術(shù)為依托，將信息技術(shù)與學(xué)科融合，信息技術(shù)與初中數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐課相融合，讓信息技術(shù)不再是單純輔助教學(xué)，而是服務(wù)于教學(xué)。讓信息技術(shù)從應(yīng)用走向創(chuàng)新應(yīng)用，讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用信息技術(shù)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)+，適應(yīng)數(shù)字化時(shí)代。

（一）學(xué)生學(xué)會(huì)利用信息技術(shù)學(xué)習(xí)

1.學(xué)生自主制作微課

在作品展示課的開(kāi)始，導(dǎo)入的是圖1學(xué)生朱鈞行同學(xué)制作的小微課《大數(shù)據(jù)時(shí)代》。讓學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)中感受大數(shù)據(jù)時(shí)代帶來(lái)的顛覆性的改變，和視覺(jué)的震撼，初步感受數(shù)據(jù)分析的作用與魅力。

2.學(xué)生利用信息技術(shù)完成數(shù)據(jù)分析和展示

學(xué)生在選定主題后，開(kāi)始組建團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)方案，上然后網(wǎng)收集資料，并用愛(ài)剪輯、PS、萬(wàn)彩動(dòng)畫(huà)大師等軟件制作視頻（如圖2），用PPT、Word等制作數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)圖（如圖3），最后形成研究報(bào)告和小論文（如圖4）。

學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式圍繞自己所選的主題展開(kāi)研究，經(jīng)歷資料收集，數(shù)據(jù)分析，建構(gòu)比較標(biāo)準(zhǔn)，并最終形成了研究成果，每個(gè)團(tuán)隊(duì)，派出一名代表，上臺(tái)展示自己的研究成果。學(xué)生借助信息技術(shù)工具，讓信息技術(shù)服務(wù)于學(xué)習(xí)，最終給同班同學(xué)帶來(lái)一場(chǎng)視覺(jué)的盛宴！

（二）巧用數(shù)字教材應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行線上互評(píng)，教師點(diǎn)評(píng)

每個(gè)團(tuán)隊(duì)在完成自己的作品后，上傳到平臺(tái)（如圖5）。

在展示課進(jìn)入圖6交流評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)后，筆者給幾分鐘的時(shí)間給各團(tuán)隊(duì)討論，交流，進(jìn)行線上互評(píng)，可以給自己小組進(jìn)行自評(píng)、點(diǎn)贊、打分、評(píng)論，也可以給其他組的作品進(jìn)行點(diǎn)贊、打分、評(píng)論，最后選出自己最喜歡的作品，從而開(kāi)拓學(xué)生思維。然后老師也在線上點(diǎn)評(píng)，給每個(gè)小組進(jìn)行點(diǎn)贊、打分、評(píng)論。

（四）整理作品，上傳公眾號(hào)

課后，有請(qǐng)班里何四通同學(xué)負(fù)責(zé)整理各團(tuán)隊(duì)的作品，并上傳公眾號(hào)，方便學(xué)生仔細(xì)研究其他團(tuán)隊(duì)的作品，反思總結(jié)團(tuán)隊(duì)作品的不足，并進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。

三、智造創(chuàng)新碰撞花火

學(xué)生在這次研究活動(dòng)中，不僅學(xué)會(huì)了數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析的能力，更提高了自主探究的能力，以及團(tuán)隊(duì)合作解決問(wèn)題的能力。同時(shí)更深刻認(rèn)識(shí)到自己所做的作用，對(duì)我們的生活方面，生產(chǎn)方面乃至科技方面產(chǎn)生的作用，在推廣應(yīng)用方面學(xué)生更是有自己的獨(dú)到的見(jiàn)解，在課堂上帶來(lái)不斷的驚喜，如圖7。

在這個(gè)活動(dòng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)的智造創(chuàng)新中，設(shè)置了如下的作業(yè)題：春節(jié)檔大熱電影《流浪地球》講述的是地球搬遷的故事，你知道浩瀚的宇宙中哪個(gè)星球更適合生存嗎？以小組為單位，設(shè)計(jì)方案、收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，完成一份調(diào)查報(bào)告。

課后作業(yè)的布置，是對(duì)本次研究活動(dòng)的一個(gè)延伸和拓展，讓學(xué)生再次領(lǐng)略數(shù)據(jù)分析的魅力和巨大作用。

五、課程設(shè)計(jì)與反思

本節(jié)課是在科創(chuàng)STEM教育理念下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)創(chuàng)新課程一節(jié)數(shù)學(xué)學(xué)科綜合實(shí)踐課，在科創(chuàng)STEM教育理念下，與PBL項(xiàng)目式學(xué)習(xí)相融合，以信息技術(shù)為依托，通過(guò)解決項(xiàng)目式問(wèn)題“比較哪個(gè)地方夏天更熱，哪個(gè)地方冬天更冷”，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式，完整經(jīng)歷解決了數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜過(guò)程。學(xué)生從歷史人文，風(fēng)土，人情，地理，數(shù)學(xué)等多方面，多角度去搜集相關(guān)資料。在科創(chuàng)和STEM教育理念下結(jié)合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，圍繞實(shí)際的項(xiàng)目式問(wèn)題展開(kāi)探究，學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)的形式完整經(jīng)歷解決了數(shù)據(jù)分析的過(guò)程，建構(gòu)比較標(biāo)準(zhǔn)，并形成研究成果。

隨著時(shí)代的發(fā)展，科創(chuàng)與STEM教育在我國(guó)不斷地蓬勃發(fā)展，我們學(xué)校師生也積極參與到科創(chuàng)與STEM的教育中來(lái)，在初中數(shù)學(xué)綜合實(shí)踐課中，面對(duì)生活中的實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生嘗試運(yùn)用在STEM化的學(xué)科中的學(xué)習(xí)工具，以及創(chuàng)造性思維來(lái)解決問(wèn)題，對(duì)孩子們的創(chuàng)新思維培養(yǎng)有著較大的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳月新.科學(xué)實(shí)踐是跨學(xué)科學(xué)習(xí)的有效武器—課程教學(xué)的STEM化[J].中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2019.03.

[2]吳向東.科論驅(qū)動(dòng)A-STEM教育的三駕馬車—深圳市龍崗區(qū)STEM教育的新探索[J].中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2019.04.