探索基于項目的學習在初中數學教育中的應用

許龍武 呂文梅

【摘要】本文旨在探索基于項目的學習（Project-BasedLearning，PBL）在初中數學教育中的應用.通過結合青島版初中數學教材，設計一系列項目式學習活動，旨在提升學生的數學理解能力、創(chuàng)新思維和解決問題的技能.研究發(fā)現，PBL不僅可提高學生對數學的興趣和參與度，還可促進他們的自主學習和團隊合作能力的提升.教師在這一過程中從傳統(tǒng)的知識傳遞者轉變?yōu)轫椖康闹笇д吆蛥f(xié)作者.本文還討論PBL教學設計中的創(chuàng)新做法和面臨的挑戰(zhàn)，以及對未來數學教育的潛在影響.

【關鍵詞】項目式學習；初中數學；課堂教學

在當代教育領域，尋求創(chuàng)新的教學方法以提升學生學習的興趣和成效成為一個重要議題.項目式學習（Project-BasedLearning，PBL）作為一種學生中心的教學策略，在多個學科領域尤其是數學教育中，顯示出巨大的潛力.本文利用青島版初中數學教材，探索了PBL在數學教學中的應用，旨在增強學生的數學理解、創(chuàng)新思維和問題解決能力.通過結合理論與實踐，不僅分析了PBL在提高學生的參與度和學習效果方面的作用，還探討了教師在項目式學習中的角色轉變，以及實施PBL時面臨的挑戰(zhàn).這項研究旨在為初中數學教育提供新的視角和方法，進而激發(fā)學生對數學的興趣和促進深入理解.

1 項目式學習的理論框架

項目式學習（PBL）是一種以學生為中心的教學模式，它鼓勵學生參與意義豐富的項目學習和探索知識.在初中數學教育中，PBL的應用可以顯著改善學生的學習體驗和成果.

1.1 項目式學習的定義

項目式學習被定義為一種動態(tài)的教學方法，它使學生能夠深入探索真實世界問題和挑戰(zhàn).在數學教育中，這意味著學生不僅學習數學概念和技能，還要將這些知識應用于解決具體的、現實生活中的問題［1］.

1.2 項目式學習的核心要素

項目式學習的成功依賴于幾個關鍵要素的有效結合.

實際問題：項目應圍繞真實世界中的問題構建，以增強學習的相關性和意義.

學生中心：學生應在學習過程中處于主體地位，自主探索并解決問題.

深度學習：PBL鼓勵深入學習，使學生能夠充分理解數學概念及其應用.

合作學習：項目通常需要團隊合作，培養(yǎng)學生的交際和協(xié)作技能.

綜合評估：不僅包括最終產品，還包括項目過程、團隊合作和個人反思.

1.3 項目式學習與傳統(tǒng)教學方法的比較

與傳統(tǒng)的教學模式相比，PBL更強調學生的主動參與和實際操作.在傳統(tǒng)教學中，教師通常是信息的主要來源，而學生的角色更多是被動接受者.PBL則轉變了這種模式，學生成為積極的參與者，他們通過實際操作探索和理解數學概念.這種方法不僅提高了學生對數學學科的興趣，還有助于培養(yǎng)學生的批判性思維和解決問題的能力.

2 項目式學習在初中數學教學中的應用

項目式學習（PBL）的應用在初中數學教學中扮演了重要角色，尤其是在青島版初中數學教材的背景下.這種教學方法不僅加深了學生對數學概念的理解，還提高了他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力.

2.1 利用青島版初中數學教材設計PBL活動

青島版初中數學教材的內容豐富多樣，為PBL提供了廣泛的實踐范圍.

在“圖形的相似”單元中，學生可以參與設計一個比例縮小的公園模型.這個活動不僅可讓學生理解相似三角形的概念，還能應用于計算模型中各個區(qū)域的尺寸.學生可以測量現實中的公園元素，如長椅和滑梯的尺寸，然后計算它們在模型中的比例尺寸.這樣的活動不僅提高了學生的空間感知能力，還增強了他們對數學應用的興趣.

在“解直角三角形”單元，學生可以通過實地測量建筑物的高度應用勾股定理.教師可以指導學生使用測量工具如量角器和卷尺，測量學校附近建筑物的高度.這種實踐活動使得學生能夠將抽象的數學公式應用于具體的實際情境中，從而更好地理解和記憶這些概念.

對于“一元二次方程”單元，學生可以通過實際建造一個小型拋物面天線或設計一個數學游戲探索拋物線的性質［2］.學生可以使用紙板和其他易于獲得的材料來構建一個拋物面天線模型，然后通過實驗來觀察和記錄信號的接收效果.

2.2 PBL教學設計的步驟與策略

有效的PBL教學設計需要明確的項目主題和學習目標，這些目標應與教學大綱緊密相關，并能激發(fā)學生的興趣.項目的成功還依賴于合適的結構和教師的引導.教師的角色轉變?yōu)閷W習促進者和問題解決者，他們提供必要的支持和資源，同時鼓勵學生自主探索.

此外，項目評估不僅應關注最終產品，更應包括學生在整個項目過程中的參與、團隊合作、問題解決能力和創(chuàng)造力.綜合評估方法能夠全面反映學生的學習進展和成果.

3 基于項目的學習在數學教育中的實踐經驗

在初中數學教育中實施基于項目的學習（PBL）方法，不僅改變了學生的學習方式，也促進了教師角色的轉變.這種方法強調實踐操作和深入理解，與傳統(tǒng)的以教師為中心的教學模式形成了鮮明對比.

3.1 教師角色的轉變

在PBL的實踐中，教師從傳統(tǒng)的知識傳授者轉變?yōu)閷W習的促進者和協(xié)作者.教師不再是課堂上唯一的知識來源，而是成為學生學習過程中的指導者和支持者.教師需要設計富有挑戰(zhàn)性的項目，同時提供必要的資源和支持，確保學生能夠在探索和解決問題的過程中保持正確的方向.此外，教師還需要與學生合作，幫助學生發(fā)展批判性思維和解決問題的能力.

3.2 學生參與和互動

在PBL模式下，學生的學習變得更加主動和參與度更高.學生不再是被動的知識接受者，而是成為積極的探索者和問題解決者.通過團隊合作和自主學習，學生能夠更深入地理解數學概念并將其應用于實際情境中.此外，學生在項目中的角色也更加多樣化，他們可以擔任研究者、設計師、分析師等多種角色，這不僅增強了學生的參與感，還促進了學生之間的協(xié)作和交流［3］.

3.3 案例研究與分析

為了更深入地理解項目式學習（PBL）在初中數學教育中的應用效果，可以考慮以下具體案例，并提供相應的例題與解析.

案例 幾何圖形的探索項目

在這個項目中，學生被要求設計一個實際的公園模型，應用他們學習的幾何知識，尤其是“圖形的相似”單元的知識.學生需要利用相似三角形的概念來計算公園中各個區(qū)域的比例和尺寸.

例題 學生要設計一個公園模型，其中包含一個長方形滑板區(qū)域.如果實際公園中的滑板區(qū)域長度為60米，寬度為30米，模型的比例是1：100，那么模型中滑板區(qū)域的長度和寬度分別是多少？

解析 根據比例計算模型的長度和寬度.

實際長度60米在模型中應為60100=0.6米.

實際寬度30米在模型中應為30100=0.3米.

因此，模型中滑板區(qū)域的尺寸為0.6米×0.3米.

挑戰(zhàn)與解決策略

在這個具體的案例中，學生們參與設計一個以真實公園為基礎的縮小模型，應用“圖形的相似”單元中的概念.例如，在設計模型的滑板區(qū)域時，學生需要利用相似三角形的原理，將實際尺寸轉換為模型比例尺寸.這個過程不僅要求學生深入理解數學理論，還需要將其應用于實際情境.在項目實施過程中，學生可能面臨理解和應用理論的挑戰(zhàn)［4］.為此，教師可以利用圖形軟件或實物模型輔助教學，幫助學生更好地理解相似三角形的概念.此外，小組討論和工作坊可促進學生之間的交流和合作，幫助他們在實踐中學習和解決問題.

此案例不僅加深了學生對數學概念的理解，還培養(yǎng)了學生的空間感知能力和創(chuàng)造性思維.通過這種方式，項目式學習不僅改變了學生對數學學習的態(tài)度，也豐富了他們的學習經驗，展示了數學與現實世界的緊密聯(lián)系.

4 教學設計中的創(chuàng)新與挑戰(zhàn)

在將項目式學習（PBL）應用于初中數學教育中時，教學設計的創(chuàng)新與面臨的挑戰(zhàn)是兩個關鍵方面.

4.1 教學內容與方法的創(chuàng)新

教學設計的創(chuàng)新不僅涉及引入新的教學內容，還包括采用新的教學方法.利用青島版初中數學教材中的特定單元，如“圖形的相似”或“一元二次方程”，設計與現實生活密切相關的項目.這樣的設計使得學生能夠在解決實際問題的過程中深入理解和應用數學概念［5］.

此外，應用信息技術工具，如計算機輔助設計（CAD）軟件和在線協(xié)作平臺，可以有效地支持PBL的實施，促進學生的互動和提高參與度.數字工具的使用不僅使學生更容易理解復雜的數學概念，還激發(fā)他們的創(chuàng)造性和解決問題的能力.

4.2 面臨的挑戰(zhàn)與應對策略

盡管PBL在數學教育中提供了許多創(chuàng)新的機會，但在實施過程中也存在一些挑戰(zhàn).這些挑戰(zhàn)包括如何制定有效的評估標準，管理有限的資源和時間，以及激發(fā)和維持學生的持續(xù)興趣和動力.為了應對這些挑戰(zhàn)，教師可以采取多種策略，如開發(fā)綜合性評估工具評價學生在項目中的表現，包括團隊合作、創(chuàng)造性思維和問題解決能力.

此外，合理規(guī)劃時間和資源，以及設計吸引學生興趣的項目主題，也是確保PBL成功實施的關鍵.通過這些策略，教師可以克服實施PBL時遇到的挑戰(zhàn)，為學生提供一個富有成效和啟發(fā)性的學習環(huán)境［6］.

5 結語

本文探討了項目式學習（PBL）在初中數學教育中的應用，特別是結合青島版初中數學教材的實踐經驗.研究發(fā)現，PBL不僅增強了學生對數學的興趣和提高了其對數學學習的參與度，還促進了他們的創(chuàng)新思維、問題解決能力以及自主學習能力的提升.教師在這一過程中的角色從傳統(tǒng)的知識傳授者轉變?yōu)閷W習的促進者和合作者.盡管在實施PBL時面臨諸如評估標準制定、資源和時間管理以及激發(fā)學生持續(xù)興趣等挑戰(zhàn)，但通過創(chuàng)新的教學設計和有效的策略，這些挑戰(zhàn)可以被克服.本文強調了在數學教育中融入PBL的重要性，展示了這種教學方法如何幫助學生建立數學概念與現實世界應用之間的聯(lián)系，從而為他們的未來學術和職業(yè)生涯奠定堅實的基礎.此外，這項研究為未來在數學教育領域進一步探索和擴展PBL提供了寶貴的見解和建議.

參考文獻：

［1］陳上嶺.合作學習背景下初中數學項目式教學探究［J］.數理天地（初中版），2023（21）：41-43.

［2］楊林，林莎莎.大概念統(tǒng)領下的初中數學跨學科項目式學習的實踐分析［J］.數理天地（初中版），2023（21）：86-88.

［3］劉云霞.如何開展初中數學項目式學習［J］.教育家，2023（41）：60.

［4］鄭雋.基于素養(yǎng)導向的初中數學項目式學習——以圖形計算器的項目式學習為例［J］.數學之友，2023，37（14）：55-57.

［5］李德華.初中數學項目式學習教學策略［J］.課程教材教學研究（教育研究），2023（Z3）：15-17.

［6］葛善成，李明樹，王曉峰.初中數學項目式學習的實踐與思考——以“定寬曲線”的教學為例［J］.中國數學教育，2023（Z3）：9-13.