基于STEAM教育理念下初中數(shù)學(xué)“綜合與實踐”課程的實施

【摘 "要】 "隨著STEAM教育理念在我國教育行業(yè)的進一步普及，初中數(shù)學(xué)“綜合與實踐”領(lǐng)域的課程也越來越受重視，如何更好地在“綜合與實踐”中涉及多元學(xué)科知識，打破常規(guī)的學(xué)科界限，使學(xué)生能夠在真實的世界中，運用多學(xué)科交叉融合的知識解決問題成為當(dāng)前教育亟待解決的重要課題.因此，STEAM教育理念的實施應(yīng)基于項目式學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，選擇確定的項目主題，明確具體的項目目標(biāo)，實施創(chuàng)新的項目任務(wù)，構(gòu)建客觀的項目評價，選擇涉及數(shù)學(xué)知識多、涵蓋面廣的項目式學(xué)習(xí)方式，讓“綜合與實踐”課程逐漸成為學(xué)生接收數(shù)學(xué)知識，看待數(shù)學(xué)世界的主要途徑，以此培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力.

【關(guān)鍵詞】 "初中數(shù)學(xué)；綜合與實踐；STEAM理念

數(shù)學(xué)作為教育的基礎(chǔ)學(xué)科之一，不僅是傳遞知識的窗口，更是為世界帶來翻天覆地變化的途徑，只有推動數(shù)學(xué)教育的發(fā)展，才有可能解決高精尖領(lǐng)域“卡脖子”的問題、推動中國科學(xué)大跨步發(fā)展[1].初中數(shù)學(xué)應(yīng)承擔(dān)起培育數(shù)學(xué)人才的需求，以STEAM教育理念為指導(dǎo)，進行初中“綜合與實踐”課程的開發(fā)，以解決問題為導(dǎo)向，整合數(shù)學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)等領(lǐng)域知識與思想，讓學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度觀察并分析、思考、表達、解決、闡釋現(xiàn)實問題，從而體會數(shù)學(xué)的價值，發(fā)展創(chuàng)新意識與實踐能力，促使學(xué)生從不同的視角體會數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣，促進其數(shù)學(xué)思維與核心素養(yǎng)的生成.

1 "STEAM教育理念的內(nèi)涵

STEAM教育理念起源于美國，旨在整合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多元學(xué)科知識，強調(diào)學(xué)生通過實踐探索學(xué)科內(nèi)容、挖掘潛能并積累經(jīng)驗.這種教育模式注重將學(xué)習(xí)與實際生活緊密結(jié)合，致力于培養(yǎng)學(xué)生全面的素養(yǎng)和能力.STEAM教育的核心在于融合與創(chuàng)新，鼓勵學(xué)生在解決實際問題的過程中發(fā)現(xiàn)不同學(xué)科間的關(guān)聯(lián)，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情與興趣.在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，“綜合與實踐”環(huán)節(jié)因其自身具備的整合性與實操性，能夠踐行STEAM教育理念，可以突破數(shù)學(xué)與其他學(xué)科間的界限，拓寬學(xué)生的創(chuàng)新思維，實現(xiàn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的真正應(yīng)用與實踐.

2 "STEAM教育理念下初中數(shù)學(xué)“綜合與實踐”課程的實施

2.1 "開發(fā)課程資源，選擇確定的學(xué)習(xí)主題

“綜合與實踐”課程應(yīng)分為“數(shù)與代數(shù)+”“圖形與幾何+”“統(tǒng)計與概率+”三個種類，即站在頂層設(shè)計的角度，即圍繞數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識為生長點，結(jié)合具體的項目活動為依托，從而完善升級“綜合與實踐”領(lǐng)域課程的實施[2].具體來看，“綜合與實踐”課程既要確保其具有一定的知識性，還要保障學(xué)習(xí)內(nèi)容實踐性，踐行STEAM教育理念下多元學(xué)科的融合與發(fā)展，確保“綜合與實踐”課程在初中數(shù)學(xué)階段的有效實施.教師實施“綜合與實踐”課程的出發(fā)點應(yīng)從具體的主題展開，即能夠確定一個明確的學(xué)習(xí)主題，不斷開發(fā)符合“綜合與實踐”的課程資源.

例如 "以人教版七年級下冊“從數(shù)據(jù)談節(jié)水”為例，在這一“綜合與實踐”學(xué)習(xí)活動中，主要結(jié)合“節(jié)約用水”這一常見的生活話題，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷收集、整理、分析數(shù)據(jù)的過程，能夠在分析數(shù)據(jù)的過程中得出最終的結(jié)論，使學(xué)生體會到數(shù)據(jù)分析這一數(shù)學(xué)知識在實際生活中的應(yīng)用，并得出一定價值的數(shù)據(jù)結(jié)果，讓學(xué)生提出節(jié)約用水的方法以及重要性，帶領(lǐng)學(xué)生去了解更多有關(guān)“節(jié)約用水”的知識，從科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)等多元化的角度加深學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解和應(yīng)用.通過上述學(xué)習(xí)活動可以發(fā)現(xiàn)，在STEAM教育理念下，多元學(xué)科需要被滲透在數(shù)學(xué)“綜合與實踐”活動中的每一個環(huán)節(jié)中，教師可以在一個明確的學(xué)習(xí)主題下去開發(fā)相應(yīng)的課程資源.比如教師可以設(shè)計四個具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，如：（1）閱讀“背景資料”，從中收集數(shù)據(jù).學(xué)生需要了解地球上水資源和淡水資源的分布、了解我國農(nóng)業(yè)和工業(yè)的耗水量、了解不同年份城市生活用水的變化.結(jié)合上述內(nèi)容，收集數(shù)據(jù)，制作統(tǒng)計圖.（2）了解班級內(nèi)家庭人均月用水量，收集數(shù)據(jù)，制作頻數(shù)分布直方圖和頻數(shù)折線圖，并說明在統(tǒng)計圖中得到的數(shù)學(xué)信息.（3）了解家庭人均月用水量在哪個范圍的家庭最多、占百分之幾？了解家庭人均月用水量最多和最少的家庭分別占百分之幾？（4）結(jié)合所收集的數(shù)據(jù)自由發(fā)言，將數(shù)學(xué)知識與生活聯(lián)系起來，從數(shù)學(xué)的角度介紹當(dāng)前水資源的情況，提出節(jié)約用水的方法.通過上述學(xué)習(xí)任務(wù)的布置，使學(xué)生在教師開發(fā)的資源中，了解數(shù)學(xué)知識在實際生活中的應(yīng)用與發(fā)展，最終加深他們對學(xué)習(xí)主題的理解，激發(fā)他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力.

2.2 "指向核心素養(yǎng)，明確具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)的確定要充分考慮素養(yǎng)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的達成，每一個特定的學(xué)習(xí)內(nèi)容都具有培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的作用，教師要注重建立項目學(xué)習(xí)內(nèi)容與核心素養(yǎng)主要表現(xiàn)的關(guān)系[4].尤其是在項目式學(xué)習(xí)的實施過程中，每一個學(xué)習(xí)的任務(wù)的生成需要指向具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，而每一個具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)則要指向核心素養(yǎng)的培育，這樣不僅能夠確定具體的項目學(xué)習(xí)目標(biāo)，也能夠讓學(xué)習(xí)的任務(wù)具有具體的指向，明確學(xué)生需要具體達成的素養(yǎng)水平與目標(biāo)，將其進一步深化與應(yīng)用，促進學(xué)生在學(xué)習(xí)中的進步與發(fā)展.

例如 "以人教版八年級上冊“最短路徑問題”為例，學(xué)生在學(xué)習(xí)了軸對稱的知識后學(xué)習(xí)的與實際問題密切相關(guān)的最短路徑問題，體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識在實際生活中的作用.在這一“綜合與實踐”學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生需要發(fā)揮觀察、操作、猜想的能力，靈活運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力較薄弱，學(xué)生雖然已經(jīng)學(xué)習(xí)了“兩點之間，線段最短”“垂線段最短”以及“軸對稱和垂直平分線的性質(zhì)”等相關(guān)知識，但是學(xué)生未能夠?qū)W(xué)習(xí)到的數(shù)學(xué)知識與實際生活建立聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果差異也比較大.因此在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生利用軸對稱的數(shù)學(xué)知識去解決最短路徑問題，體會圖形的變化在解決最值問題中的作用，從而感悟轉(zhuǎn)化思想.這樣的學(xué)習(xí)過程，正是將數(shù)學(xué)知識與核心素養(yǎng)相結(jié)合的典范，體現(xiàn)了“綜合與實踐”課程在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力方面的優(yōu)勢.所以教師應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，明確本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)：（1）利用軸對稱、兩點之間線段最短的數(shù)學(xué)知識解決實際最短路徑的問題，增強學(xué)生對數(shù)學(xué)概念和原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力；（2）將抽象的數(shù)學(xué)概念轉(zhuǎn)化為具體的實際問題，提高學(xué)生分析問題、解決問題的意識，從而建立數(shù)學(xué)模型；（3）通過有趣的實際問題激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和好奇心，學(xué)會用數(shù)學(xué)語言表達問題，理解數(shù)學(xué)知識在解決實際問題中的應(yīng)用價值，從而在實踐中深化對數(shù)學(xué)概念的認(rèn)識，提高解決復(fù)雜問題的能力.在核心素養(yǎng)目標(biāo)的指引下，教師能夠進一步明確教學(xué)的方向，為后續(xù)設(shè)計驅(qū)動任務(wù)和踐行STEAM教育理念提供更加有益的幫助.

2.3 "設(shè)計驅(qū)動問題，實施創(chuàng)新的學(xué)習(xí)任務(wù)

在驅(qū)動問題的設(shè)計中，一個不可或缺的環(huán)節(jié)是將問題的初始語言表述轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)語言和抽象出合適的數(shù)學(xué)問題.因此，教師要幫助學(xué)生積極地參與到項目式學(xué)習(xí)活動中，從數(shù)學(xué)的角度審視問題，鼓勵學(xué)生以數(shù)學(xué)的視角去洞悉現(xiàn)象，從而形成分析驅(qū)動問題、追求解題過程的能力，在任務(wù)的指導(dǎo)下，解決項目學(xué)習(xí)的任務(wù).

例如 "以人教版八年級上冊“最短路徑問題”為例，在活動中的不同學(xué)習(xí)任務(wù)中，教師應(yīng)設(shè)計不同的驅(qū)動問題，來激發(fā)學(xué)生思維的靈活發(fā)展.比如在探究最短路徑的問題時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗，說一說你認(rèn)為的最短路徑應(yīng)該是什么樣的？請簡單說明，在學(xué)生結(jié)合實際生活觀察后，再結(jié)合驅(qū)動問題“你見過生活中橫穿馬路的現(xiàn)象嗎？你能說一說這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因嗎？”學(xué)生需要結(jié)合實際經(jīng)驗進行思考和回答，從而加深學(xué)生對“最短路徑”的認(rèn)知.教師還可以借助問題鏈鼓勵學(xué)生進行交流分析，教師可以設(shè)計如下問題：（1）簡述“將軍飲馬”的故事，用數(shù)學(xué)思維將故事中的信息呈現(xiàn)出來.（2）如何利用軸對稱知識將同側(cè)點轉(zhuǎn)化為異側(cè)點？（3）應(yīng)該怎樣證明最短路徑問題？（4）試著總結(jié)整個探究過程，說一說都借助了哪些數(shù)學(xué)知識解決問題.通過上述問題鏈，學(xué)生不僅能夠?qū)嶋H問題與數(shù)學(xué)知識相結(jié)合，最后通過實踐操作來驗證自己的假設(shè)，從而在驅(qū)動問題的引導(dǎo)下提高數(shù)學(xué)建模和問題解決的能力，加強學(xué)生“綜合與實踐”學(xué)習(xí)的意識與能力.

2.4 "搭建實時反饋，構(gòu)建客觀的教學(xué)評價

項目式學(xué)習(xí)應(yīng)以具體的項目評價為反饋，結(jié)合學(xué)生在項目學(xué)習(xí)中的具體表現(xiàn)，搭建實施反饋，在客觀的項目評價指標(biāo)與內(nèi)容中實現(xiàn)對學(xué)生評價，從而以評價為指標(biāo)，主動洞悉學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的不足，給予針對性的指導(dǎo).評價的過程能夠呈現(xiàn)出學(xué)生探索問題、收集數(shù)據(jù)、解決問題、設(shè)計方案等學(xué)習(xí)過程，通過多元角度開展評價，完善學(xué)生的“綜合與實踐”學(xué)習(xí)情況，并使學(xué)生感知自身的不足，有針對性地提高能力.因此教師需要重視評價實施的環(huán)節(jié)，能夠結(jié)合具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，改善學(xué)生的整體學(xué)習(xí)能力.

例如 "以人教版七年級下冊“從數(shù)據(jù)談節(jié)水”為例，教師可以設(shè)計如下評價內(nèi)容：

在上述的評價設(shè)計中，首先對學(xué)生整體的學(xué)習(xí)能力作出評價，再有針對性地對學(xué)生的知識掌握情況作出評價，同時也對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度等作出多元化的評價，在學(xué)生自我評價、小組評價及教師評價的指導(dǎo)下，學(xué)生能夠及時地發(fā)現(xiàn)自身的不足，并將其呈現(xiàn)在學(xué)生的評價結(jié)果中，教師可以基于這一評價結(jié)果，為學(xué)生進行針對性的指導(dǎo)，強調(diào)其對統(tǒng)計圖在實際生活中的應(yīng)用及理解，確保在STEAM教育理念數(shù)學(xué)知識、科技知識、歷史知識等的積極發(fā)展.同時，評價不僅要注重過程性評價和終結(jié)性評價，教師還要給予學(xué)生充分的鼓勵性評價，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，加強學(xué)生對“綜合與實踐”學(xué)習(xí)的參與感，從而獲得更多數(shù)學(xué)、科學(xué)、歷史、藝術(shù)、技術(shù)等知識.

3 "結(jié)語

綜上所述，在STEAM教育理念下，初中數(shù)學(xué)“綜合與實踐”課程實施的核心在于強調(diào)跨學(xué)科知識的整合和問題解決策略，展現(xiàn)了高度綜合且參與度高的教學(xué)模式.這種方式不僅打破了學(xué)科界限，超越了傳統(tǒng)講授式教學(xué)，還深化了學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解和應(yīng)用.盡管“綜合與實踐”活動看似脫離了傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程，實際上卻通過強化學(xué)科融合，為學(xué)生提供了多元化的學(xué)習(xí)路徑，拓寬了他們的思維邊界，增強了邏輯思維能力，并在真實情境中提升了數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，使學(xué)生在實踐中不斷學(xué)習(xí)和成長.

參考文獻：

[1]吳香秀.項目式學(xué)習(xí)在初中數(shù)學(xué)“綜合與實踐”領(lǐng)域的應(yīng)用——以“探索神奇的幻方”為例[J].福建中學(xué)數(shù)學(xué)，2024（02）：17-20.

[2]張麗麗.基于項目式學(xué)習(xí)的初中數(shù)學(xué)綜合與實踐課程的實踐研究[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊，2024（02）：42-44.

[3]張瑩.初中數(shù)學(xué)“綜合與實踐”項目式學(xué)習(xí)（PBL）策略分析[J].數(shù)理天地（初中版），2024（05）：98-100.

[4]王惠揚子.基于項目式學(xué)習(xí)的初中數(shù)學(xué)“綜合與實踐”案例設(shè)計——以“設(shè)計改變生活——優(yōu)化設(shè)計九宮格”為例[J].中小學(xué)數(shù)學(xué)（初中版），2024（06）：48-52.