STEAM理念下初中數學項目式學習探討

21世紀對人才的要求越來越高，社會急需具備多領域知識和技能的綜合型人才，這使得跨學科教學成為教育發展的新趨勢.隨著課程改革的深人，跨學科思想的整合與應用備受重視.2016年6月，《教育部關于印發lt;教育信息化“十三五”規劃gt;的通知》明確提出，要積極探索信息技術在跨學科學習（STEAM教育）中的應用，著力提升學生的信息素養、創新意識和創新能力，STEAM教育被正式納人國家戰略發展政策.我國的教育理念與時俱進，重視培養有創新精神、信息素養和實踐能力的應用型技術人才.在此背景下，多學科整合的STEAM教育已成為當今社會發展的研究熱點.《義務教育數學課程標準（2022年版）》指出：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，讓學生從數學的角度觀察與分析、思考與表達、解決與闡釋社會生活以及科學技術中遇到的現實問題[1].可以看出，STEAM教育所倡導的跨學科教學及培養學生運用綜合思維解決問題的教學理念與項目式教學有著共同之處.

1STEAM理念與項目式學習

1. 1 STEAM理念

STEAM教育是一種以跨學科整合為核心的新型教育模式，注重在動手實踐和解決現實問題的過程中培養學習者的綜合能力．學界研究認為，STEAM并非簡單地將科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）和數學（Mathematics）五大學科知識進行機械疊加，而是主張打破學科壁壘，在真實情境中實現知識的有機交叉與自然延伸.其核心特點在于以學生為中心，注重體驗性學習、協作性探索和創造性設計，同時融人藝術化思維元素，使學習過程既具有邏輯性又充滿人文美感.

STEAM教育與傳統教學的最大差異在于學習路徑的設計.傳統課堂多以單向知識傳授為主，而STEAM更強調學生主動參與項目探索，通過“發現問題一設計方案—動手實踐—優化迭代”的完整流程，將抽象概念轉化為具象成果.例如，學生可能需要結合數學建模、工程制圖、編程技術和美學設計等知識，共同完成一座橋梁模型的搭建.這種學習方式不僅能幫助學生理解知識的實際應用價值，還能培養他們的系統性思維和跨領域協作能力.學界指出，STEAM教育的終極目標并非單純傳授技能，而是通過真實問題解決的過程，讓學生形成面對復雜挑戰時的創新思維和終身學習意識[3].

1.2 項目式學習

項目式學習是一種以任務為導向的教學形態，起源于20世紀初的設計教學法，經過百年演變已形成較為成熟的理論體系.從當前學界對其的界定來看，其本質是讓學生完成具有現實意義的項目任務，讓其在自主探究與合作實踐中進行深度學習，將知識徹底內化.與傳統的章節式教學不同，項目式學習通常圍繞某個開放性主題展開，要求學習者在數日或數周內，經歷問題定義、信息收集、方案設計、成果展示等完整流程，最終形成具體作品或創新性解決方案[4].

從當前的相關研究來看，學界對于項目式學習的定位有三個方面的視角.一是將其視為教學方法，側重通過真實性項目任務驅動知識建構；二是作為教學模式，強調以學生為主體構建完整的學習框架；三是定義為教學策略，注重培養自主學習能力的問題解決路徑[5].盡管視角不同，但所表達的核心理念都具有共通性，比如任務情境的真實性、學習過程的自主性以及成果產出的實踐性等.

簡而言之，項目式學習重構了教與學之間的關系，將課堂轉變為微型研究現場，使學生不再被動接受碎片化知識，而是在解決復雜問題的過程中，自主串聯起不同領域的知識節點.這種學習體驗既保留了學科本質，又突破了單一學科的局限，為培養創新型人才提供了有效路徑.

2初中數學項目式學習應用中存在的問題

本文基于初中數學課本，以蘇科版教材為例，分析教材方面對STEAM理念與項目式教學在初中數學教學的一些影響.經過對初中數學教材進行全面梳理后，本文總結出了以下兩點問題.

2.1 教材中STEAM理念的滲透較為薄弱

數學本身作為一門嚴謹的學科，許多內容主要側重于公式、定理的推導和計算技巧的掌握，很少與其他學科如科學、技術、藝術和工程等進行有機結合.從當前的課本設計來看，學生更多是學習到單純的數學知識，而忽視了數學與現實世界其他領域的聯系，即便課本中存在一些“綜合與實踐”的板塊，但其只占據課本中的小部分內容.

例如在七年級上冊的\"有理數”章節中，教材主要集中在有理數的概念、加減乘除等基礎運算上，而沒有涉及如何將這些數學知識應用于實際的物理、經濟或工程問題中.缺乏與其他學科的連接，導致學生難以將數學應用于跨學科的問題解決中，也就無法激發學生的學習興趣和創新思維，

又如，八年級上冊中的“勾股定理”一章，雖然詳細介紹了勾股定理的內容及其應用，但在教材的框架中并沒有讓學生從建筑設計、航天科技等領域的實際問題中去感知勾股定理的應用.數學教材更多強調公式推導和計算，而忽視了通過實際項自讓學生理解數學如何服務于現代科技、工程和藝術等領域.這會在一定程度上導致課本上的數學知識脫離現實，學生也很難從這些知識中看到數學的實際應用價值，從而影響了他們的學習動機和對數學的興趣.

2.2 教材對項自式學習的引導不足

另外，當前的教材在項目式學習的設計和指引上存在不足，缺少具體且富有挑戰性的項目任務.項目式學習本身強調通過實際項目來促進學生的知識掌握和能力提升，而初中數學教材中的任務設計一般只是單一的練習題，雖說存在一些實際情境和綜合性問題，但整體來看不夠深入詳細，一般只占據章節末尾的最后小半頁，并非教學的重點.

例如“代數式”和“一元一次方程”這兩章中，雖然其例題和習題數量較多，能幫助學生更好地理解代數概念，但這些任務偏向對理論知識進行重復訓練，缺乏足夠的實際項目或任務引導.比如在“代數式”的學習中，教材重點講解了代數式的概念、整式的加減法等內容，但并沒有設計一個需要學生結合生活實際來解決的項目，也沒有引導教師如何圍繞這些知識進行項目設計.如果在課本學習中，學生能夠通過項目去計算和整理家庭開銷、商店商品定價等實際問題，可能更能提升他們的學習興趣和數學應用能力.但這類綜合性的實際項目在教材中并不多見，學生的數學學習仍然局限于課本上的抽象符號和理論計算.

又如，“平面圖形的認識”章節雖然講解了直線、射線、角度等幾何圖形的基本知識，但教材既沒有設計一個需要學生參與的項目，比如讓學生通過動手繪制、測量和計算來實際應用這些幾何概念，也沒有指導教師該圍繞哪些方面、哪些內容設計項目的引導性內容.即便是“幾何世界”部分，也只是通過“觀察”和“抽象”的方式講解幾何圖形，而缺少了像設計建筑模型或解答實際建筑問題這類跨學科的項目任務.這種缺乏實際操作的項目任務，難以幫助學生將抽象的數學知識轉化為可實際應用的技能.

類似的情況也在其他章節中也存在.雖說這些知識本身有很多實際應用的場景，如在物理實驗中的數據分析、在經濟學中的成本與收益模型等，但教材中并沒有通過設計項目或任務，讓學生親身參與到這些實際問題的解決過程中.學生通常只在紙面上做題，缺乏通過實踐去加深理解的機會.這種學習方式使得學生很難體會到數學在其他學科和實際生活中的應用，會在一定程度上降低學生的學習興趣.

3初中數學教學中項目式學習應用建議

3.1自主開發跨學科項目，突破教材內容局限

教師可基于現有教材主動挖掘數學與其他學科的隱性關聯，通過加減法思維重構教學內容.例如，在勾股定理教學中，可自主設計古建修復師項目，引導學生結合歷史知識分析古代建筑的結構特征，利用工程思維繪制模型草圖，以物理的思維去分析建筑的承重受力情況，最后用數學計算進行驗證.這種教學模式并非要求教師成為全科專家，而是需要具備學科聯合的意識，要善于發現數學與其他學科的交匯點.例如，統計與概率章節可與社會科學調查結合，組織學生開展校園垃圾分類數據分析；函數圖象可與音樂、美術對稱構圖等藝術形式聯動.教師可參考STEAM教育中主題式課程地圖設計方法，圍繞核心數學概念向外將學科進行延伸，形成“一核多翼”的項目框架.

3.2 創設真實情境任務鏈，彌補實踐引導缺口

針對教材中項目式任務不足的問題，教師可采用情境嵌套的策略構建學習支架.

例如以“一元一次方程”教學為例，可創設“社區便利店經營挑戰”情境，比如第一階段讓學生實地調查商品定價規律，建立成本與利潤的數學關系，這部分通過讓學生進行問題建模，培養學生的建模能力；第二階段分組設計促銷方案，通過方程計算盈虧平衡點，這一階段則可培養學生將數學知識應用到實際生活中的能力；第三階段則基于前面的計算來制作價簽模型，并聯合美術設計來提升促銷方案吸引力，這樣既能保證項目貼近生活、符合學生認知和能力，又能與多學科進行跨學科拓展.這種設計也遵循“現實問題 $$ 數學抽象 $$ 實踐驗證”的認知邏輯，使數學知識自然嵌入到解決問題的過程中.但教師需特別注意任務鏈的梯度設計，可參考項目式學習中的“鉆石模型”理論，將大項目拆解為概念認知、技能訓練、綜合實踐三級子任務，既能降低學習焦慮，又能保證思維深度.

3.3組建教師協作共同體，提升教學創新能力

單個教師實施跨學科項目可能會面臨多重問題，如專業壁壘，因此建議構建“STEAM教師協作群”

例如數學教師與物理教師合作開發“橋梁承重測算”項目，與信息技術教師聯合設計“校園導航坐標系”實踐任務.各科可通過跨學科備課會、項目案例工作坊等形式，共享教學資源和實施經驗.這類協作能使教師獲得三重提升，一是能借鑒其他學科的思維工具，如工程設計中的迭代思維，以此來豐富數學教學策略；二是可獲取真實項目素材，比如生物實驗數據、地理測繪信息等，增強數學情境的真實性；三是能夠形成教學問題共研機制，協同解決項目中的管理難點.而且這種協作不要求深度學科整合，而是強調“以數學為錨點”的適度跨界.

4結語

在STEAM理念指導下，采用項目式學習可為初中數學教學提供新的改革發展方向.通過跨學科整合和真實情境的任務設計，可以有效激發學生的學習興趣，提高其創新思維和實踐能力.教師在教學過程中需不斷創新與調整，突破教材限制，推動數學與其他學科的有機結合，幫助學生更好地理解數學知識在現實生活中的廣泛應用，培養適應未來社會發展的綜合型人才.

【本文系2023年江蘇省中小學教學研究第十五期立項課題《STEAM理念下初中數學綜合與實踐項目式學習研究》（課題編號：2023JY15一L245）的研究成果；2023年江蘇省“十四五”教師發展研究課題“核心素養導向下初中數學跨學科項目化學習研究\"（課題編號：jsfz-c01）的研究成果】

參考文獻：

[1]李豆豆.STEAM理念下初中數學項目式學習的設計建構與實施研究[D].黃岡：黃岡師范學院，2024.

[2]郜玉.基于STEAM理念的初中數學項目式學習研究[D].重慶：西南大學，2024.

[3」賴嘉儀.基于STEM的項目式學習在初中數學教學中的構建與實踐研究[D].廣州：廣州大學，2024.

[4]高雷.STEAM理念下初中數學項目式學習的設計研究—以GY區別為例[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2024.

[5]齊麗，胡延明，高麗威.STEAM理念下的初中數學課程資源研究與開發——以項目式學習《測量》的設計為例J」.吉林省教育學院學報，2022，38（9）：69—72.