初中數學開展項目式學習引起的教與學方式變革

趙桐

【摘要】項目式學習是一種選題源自于生活，以教材中知識為背景，項目驅動，任務導向的新型教學模式，可以發揮學生主體地位和創新性，也是未來教學模式發展的趨勢。由于項目式學習目前在常規數學課堂教學中應用較少，本《二維碼探秘》系列課程基于七年級數學教材，從生活中的二維碼出發，引導學生探究問題。有別于傳統課堂教學，《二維碼探秘》課程讓學生們自己發現問題、提出問題，以小組形式討論并解決問題，取得了很好的效果，在教師的教與學生的學兩方面進行了很大的變革。該項目培養了學生的問題意識、合作意識以及創新意識。項目由研發成員自主原創，緊貼數學學科核心素養，跨學科、可擴展性強，并且具有很強的推廣性。

【關鍵詞】項目式學習? 二維碼探秘? 方式變革

【中圖分類號】G633.6 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2023）08-0124-03

項目式學習是一種學生主導，教師加以引導的新型教學方法。巴克（Buck）教育研究所把以課程標準為核心的“項目學習”（standards-focused PBL）描述為一套系統的教學方法[1]。它通常是一個對生活中實際問題的完整的研究過程。在這個過程中，學生們組成小組，在完全開放的情況下，針對一個情境，自主發現問題、提出問題，并利用已有知識分析問題并解決問題。學生在整個過程中充分合作，并以新穎，區分于傳統教學的方式進行探究并呈現成果，淡化教師的權威性和主導性[2]。項目式學習相比于傳統課堂教學，更強調學生們在試圖解決問題的過程中發展出來的技巧和能力，包括問題意識、合作能力、知識遷移能力等等[3]。項目式學習過程最初是為了醫學教學而發展出來的，而后廣為傳播，應用到了各個學科的教學之中。

2022年4月21日新課標修訂后，更加強調了“綜合與實踐”這個內容領域。初中階段“綜合與實踐”領域可采用項目式學習的方式，以問題解決為導向，整合數學與其他學科的知識和思想方法[4]。這也意味著，在初中數學的教學中，項目式學習會在今后占據越來越重要的地位。

當下，國內外已經對于項目式學習進行了很多有意義的開發與實踐。從結果上看，成功的項目式教學案例均可以得到學生正向的反饋，學生的學習熱情均得到了極大的提升。同時，項目式學習也可以提升學生分析問題、解決問題的能力、合作共贏的能力以及課堂的參與度，這樣的教學模式是一個風向標，引導未來教育教學的發展方向。

項目式學習的教學方式在常規課堂的教學中應用相對較少 。目前數學學科已有的項目式教學嘗試中，多數應用在小學數學中，少有的一些中學數學研究中，都是讓學生對于一些簡單課題進行了分析。《二維碼探秘》系列課程以七年級上冊第一章《有理數》為背景，以當今生活中隨處可見的二維碼為大情境，讓學生自主發現問題、分析問題并通過已有知識解決問題，取得了很好的效果。

1.《二維碼探秘》項目設計緣由

設計本系列課程的目的，是要讓項目式學習區分于傳統的數學課堂教學，即起到變革教師的教法和學生的學法的作用。

從生活情境上看，現代科技發展迅速，二維碼等科技產品在生活中應用越來越廣泛。但大多數人只會掃碼使用，并不知背后原理。對于充滿好奇心和求知欲的初中學生，提出二維碼探秘的課題，能夠引起學生們的興趣和好奇心。教師也可以借此引導學生多用數學的眼光觀察生活。

從知識內容來看，《二維碼探秘》是在學生學習了有理數的運算以及科學記數法以后接觸到的知識。該項目也補充了二進制、十進制的原理及相互轉化等書本外的知識。學生可以提高有理數的加、減、乘、除、乘方運算的能力，也會對二進制及進制間的轉換有更加深刻的理解。

從學習過程來看，本課程更看重學生的主體性，即教師引導學生去自主、獨立地完成一個完整的、開放性的實際問題，充分發揮學生的主觀能動性。同時，學生會分成小組，合作完成諸多任務，培養學生的合作精神，這也是項目式學習和傳統課堂教學相比最大的變革之處。

從學科素養來看，本課程樹立了“教學活動”的觀念，圍繞培養學生的問題意識設計教學，為學生“創造性的學”提供了條件。學生在掌握知識的同時，也學會了研究問題的方法，培養了發現問題、提出問題并利用已有知識分析和解決問題的能力，滲透了數學建模、數學運算等數學素養。

2.項目教學環節設計及實施

2.1引導課

教師明確本節課研究主題——《二維碼探秘》，引導學生做課前準備，并引導學生進行分組。各個小組確定小組長并督促組員對自己感興趣的部分查閱資料適當準備。

引導課中的學生準備環節是必要的，可以讓學生明確研究主題——二維碼。

2.2 中期研究課

2.2.1 課堂預熱，實例引入

教師首先從生活實例引入，通過問題預熱課堂，引起學生們的興趣。“生活中，你們在哪里見過二維碼，能舉例說說嗎？”學生積極舉手發言，教師肯定學生的發言，展示常見二維碼并引導學生思考。

課堂預熱的環節是學生們最熱烈，同時也是暢所欲言的環節。教師拋出問題，充分發揮學生的主觀能動性。教師通過此過程可以充分調動學生的積極性，達到課堂預熱效果。生活中處處可見二維碼，教師借助此環節可以引導學生觀察生活。

2.2.2提出問題，總結歸納

教師首先向同學們提出主線任務：設計校園身份二維碼。該問題的提出可以引發學生思考：首先需要解決哪些問題？教師接下來引導學生提出問題，根據學生的發言適時點評、整理。所有學生發言結束后，師生一起整理歸納，教師引導學生將這些問題由易到難排序。

此過程是項目式學習的一個主要變革，是學生從傳統的教師提出問題，學生解決問題到學生發現問題、提出問題的轉變。通過教師的層層設問，引發學生的思考，鍛煉學生自己提出困惑，把大問題拆解成小問題并逐一解決的能力。該環節還可以增強學生的思維以及語言表達能力。

2.2.3查閱資料，交流分享

教師引導學生們整理好問題后，便可以引導學生以小組為單位，上網查閱資料，合作解決問題。教師巡視，并適時指導每一個小組。

學生小組討論結束后，教師從易到難提問學生的討論成果，引導學生從“二維碼是什么”“二維碼各部分表示含義”“二進制與十進制”等角度進行分享，并適時進行補充。

小組活動查閱資料環節及學生分享環節可以把舞臺交給學生，讓學生成為課堂的主體；同時通過展示的順序可以由淺入深，讓同學們從二維碼的組成開始，逐漸深入了解二維碼中的真諦——二進制，以及二進制與十進制之間的關系。

2.3成果展示課

教師下發組間互評單，引導學生按照相應順序進行小組展示，教師適時點評。小組展示的同時，臺下的同學聽臺上的同學分享，拓寬知識面，反思自己小組存在的不足，完成組間互評。每組發言結束后，教師引導其他小組的同學提出問題，與展示的小組組員進行交流。

在全部小組展示結束后，教師引導學生們進行反思和個人自評，結束本節課。

學生展示環節可以讓學生成為課堂的主體，發揮學生的主體性；該環節還可以增強學生的創造力、想象力、查閱資料能力、小組合作能力以及語言表達能力等。每組展示結束后，教師也把評價的機會交給學生，教師作補充，調動學生的積極性。課堂上，學生也進行了激烈的思想碰撞，達到了很好的效果。

圖1? 各組學生幻燈片成果展示圖

3.《二維碼探秘》教學反思

3.1主題目標一致性

本項目的主題是教師教學和學生學習方式的變革。本項目注重任務的提出、分析、解決的過程中，培養學生問題意識和創新意識，在小組合作的學習過程中，提高學生的表達及協作能力。項目的實施過程契合了項目的主題和目標，體現如下：

針對項目第一個任務“在學校里，設計一個代表自己身份的二維碼”，師生共同討論可能面臨的困難，并將困難分類，接著討論如何逐個擊破。在查閱資料、合作交流、動手實踐等活動中，二維碼的原理以及與數學的根本聯系逐漸清晰。在此過程中，學生們也可以體會面對任務如何分析問題，如何與團隊合作完成任務。

項目第二個任務“自選課題，小組合作完成，第二次課展示”，鼓勵學生思考，增強學生的創新意識，鼓勵學生提出問題。第二個任務展示的評價標準也以學生為主，教師做適當指導。整個過程學生充分體會到自主性以及與同伴的合作性，以此增強學生的基本活動經驗。

3.2教學過程

本系列課程的一項重要變革在于教學過程的變革。教師不再像傳統課堂教學一樣傳授知識，而是更多起到輔佐的作用，讓學生成為課堂的主導者。這樣的教學過程無疑是新穎的，值得借鑒與推廣，具有可遷移性。

在三個階段的教學中，還存在細節上的問題，例如二維碼的異同這一問題位置相對靠后，不利于整節課的連貫。在討論后決定將此問題放在課堂引入環節，在學生認識二維碼的過程中即可提出。

3.3學生學習過程

學生的學習過程中，本項目做到了以下幾點：

第一，由學生自主發掘生活中的二維碼，預熱課堂，進一步引起學生興趣。

第二，由學生自主提出設計二維碼所需要解決的問題，鍛煉了學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，不再依賴教師的既有思路，而是由學生自主設計。

第三，由學生分組展示他們設計的二維碼，并介紹亮點和遇到的問題，充分發揮學生的主動性。學生多種多樣的設計引發了大家的思考和討論，也對其他組起到了啟發的作用。

在學生學習、討論的過程中，也有一些值得后續完善的地方。當學生討論過程中碰到共性問題時，教師需及時讓大家停止活動，并由大家討論解決的方法，及時解決共性問題。

4.結語

本案例以七年級上冊《有理數》為背景，以當今生活中的二維碼為大情境，讓學生們組成小組，提出問題，通過小組討論，用已有知識創新性地解決問題，取得了很好的效果，對原有的教法和學法進行了很大程度的變革，為后續項目式學習的推動起到了很好的示范作用。對比國內外同類成果，本成果有以下優勢：

4.1原創性強

借助七年級學生學習有理數運算的時機，以生活中學生常見常用的二維碼為問題出發點，緊密聯系社會生活實際，深入調研二維碼相關背景知識，結合學生知識學習階段及思維發展特點，針對七年級學生，小組研發成員完全原創、自主提出并設計了這一項目。

4.2緊貼學科核心素養

本成果圍繞初中學生的數學學科核心素養，通過學生主動提出問題、積極分析問題、動手解決數學問題，培養學生數感，增強學生數學運算能力，同時增進學生對進制的誕生等數學史的了解，提高學生學習數學的興趣，培養學生發現、提出、解決問題的能力。

4.3跨學科、可擴展性強

本成果以數學學科為核心，選擇生活中常見的二維碼為載體，應用范圍廣，可擴展性強。在具體實施過程中，可進行分層項目設置，并與計算機、生物、歷史、地理、美術等學科結合，實現跨學科、有實際成果的項目式教學目標。

4.4可復制、推廣

本項目以學生熟悉的二維碼為問題載體，帶領學生探索二維碼背后的數學原理，并在了解原理的基礎上進行簡單應用，貼近學生生活實際，學生普遍興趣濃厚，適合各類學校學生選用。項目內容為不同程度的學生提供了可發展的空間，因此易于復制和推廣。

參考文獻：

[1]美國巴克教育研究所任偉.項目學習教師指南： 21世紀的中學教學法，A guide to standards-focused Project based learning for middle and high school teachers： Project based learning handbook[M]. 教育科學出版社，2008.

[2]王鑒.論翻轉課堂的本質[J].高等教育研究， 2016，37（8）：53-89.

[3]白雪峰.開展項目式學習實驗研究 發展學生數學核心素養[J].新課程教學：電子版，2021（21）：13-16.

[4]曹一鳴，廖輝輝.《義務教育數學課程標準（2022年版）》的變化及教學啟示[J].福建教育，2022（19）：21-24.