STEAM理念下初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科敘事教學(xué)新范式探究

在當(dāng)今教育領(lǐng)域，STEAM理念正逐漸成為推動教學(xué)改革的重要力量.STEAM理念是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學(xué)（Mathematics）五門學(xué)科英文首字母的縮寫，其打破了學(xué)科界限，將不同學(xué)科的知識和技能進(jìn)行有機(jī)融合，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力.敘事教學(xué)法作為一種富有成效的教學(xué)方法，也受到了廣泛關(guān)注.敘事教學(xué)法通過將教學(xué)內(nèi)容融入生動有趣的故事情境中，使學(xué)生在聽故事、分析故事的過程中，自然而然地理解和掌握知識.將STEAM理念與敘事教學(xué)法相結(jié)合，應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.

1新范式的構(gòu)建原則

1. 1 學(xué)科融合性原則

在構(gòu)建STEAM理念下初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科敘事教學(xué)新范式時(shí)，不能將數(shù)學(xué)學(xué)科孤立看待，而應(yīng)積極尋求數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的交匯點(diǎn).例如，在講解初中數(shù)學(xué)中的函數(shù)知識時(shí)，可與物理學(xué)科相融合，函數(shù)能精準(zhǔn)描述物體運(yùn)動過程中速度、時(shí)間與路程之間的關(guān)系.通過引入物理情境，學(xué)生不僅能更深刻地理解函數(shù)概念，還能明白數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的強(qiáng)大作用.此外，也可結(jié)合地理學(xué)科，利用函數(shù)分析氣溫隨海拔的變化規(guī)律，或是統(tǒng)計(jì)不同地區(qū)人口增長與時(shí)間的關(guān)系，讓學(xué)生切實(shí)感受到數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的緊密聯(lián)系.

1.2 敘事趣味性原則

為讓數(shù)學(xué)教學(xué)更具吸引力，敘事趣味性原則不可或缺.枯燥的數(shù)學(xué)公式和定理若能融人有趣的故事中，效果將大不相同.以“勾股定理”為例，可講述古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯在朋友家做客時(shí)，發(fā)現(xiàn)地板上三角形瓷磚邊長關(guān)系的故事.學(xué)生在聽故事的過程中，會被深深吸引，進(jìn)而對勾股定理產(chǎn)生濃厚興趣.又如，在教授概率知識時(shí)，以“田忌賽馬”的故事為切入點(diǎn)，分析其中蘊(yùn)含的概率思維和策略選擇，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中理解概率概念，提高學(xué)習(xí)積極性.

1.3 學(xué)生主體性原則

學(xué)生主體性原則強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中，要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性.教師不應(yīng)單方面灌輸知識，而應(yīng)讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人.比如，在講解幾何圖形的拼接與組合時(shí)，可讓學(xué)生自主收集生活中的幾何圖形實(shí)例，在課堂上進(jìn)行分享和討論；或者讓學(xué)生分組合作，嘗試用不同形狀的幾何圖形拼接出新的圖案，并計(jì)算相關(guān)面積和周長.在這個(gè)過程中，學(xué)生主動探索、積極思考，不僅能更好地掌握知識，還能培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和合作交流能力.

1.4 實(shí)踐創(chuàng)新性原則

實(shí)踐創(chuàng)新性原則要求在教學(xué)中注重實(shí)踐操作，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新.以數(shù)學(xué)建模為例，在解決實(shí)際生活中的資源分配問題時(shí)，可讓學(xué)生親自參與調(diào)研，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識建立模型.在建模過程中，學(xué)生會遇到各種問題，需要不斷嘗試新的方法和思路.通過這樣的實(shí)踐創(chuàng)新活動，學(xué)生不僅能提高運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，還能培養(yǎng)創(chuàng)新思維和科學(xué)精神.

2新范式的教學(xué)目標(biāo)體系

2.1 知識與技能目標(biāo)

在STEAM理念下的初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科敘事教學(xué)新范式中，學(xué)生不僅要扎實(shí)掌握初中數(shù)學(xué)的核心知識，如代數(shù)中的方程求解、函數(shù)性質(zhì)，以及幾何中的圖形證明、空間想象等，更要能夠?qū)⑵渑cSTEAM中的其他學(xué)科知識相融合.

例如在學(xué)習(xí)“一次函數(shù)”時(shí)，學(xué)生不僅要學(xué)會繪制函數(shù)圖象、求解函數(shù)表達(dá)式等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)技能，還要能結(jié)合科學(xué)知識，分析實(shí)際生活中諸如汽車行駛過程中的速度與時(shí)間、路程的關(guān)系.假設(shè)一輛汽車以恒定加速度啟動，其速度隨時(shí)間的變化可近似用一次函數(shù)描述.學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識建立函數(shù)模型，結(jié)合科學(xué)中關(guān)于運(yùn)動學(xué)的原理，深人理解函數(shù)參數(shù)的實(shí)際意義.

在技能方面，學(xué)生須具備運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決跨學(xué)科問題的能力.以工程領(lǐng)域?yàn)槔诖罱ê喴讟蛄耗Ｐ蜁r(shí)，學(xué)生要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識計(jì)算橋梁的承重、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等參數(shù)，結(jié)合工程設(shè)計(jì)的原則，選擇合適的材料和搭建方式，將數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際的工程操作技能.

2.2 過程與方法目標(biāo)

過程與方法目標(biāo)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)和能力提升.在新范式下，學(xué)生要學(xué)會通過跨學(xué)科敘事的方式主動探索知識.比如，在講述一個(gè)關(guān)于城市規(guī)劃的敘事時(shí)，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)城市中交通流量分布不均的問題，提出如何運(yùn)用數(shù)學(xué)知識優(yōu)化交通信號燈時(shí)間的疑問.在解決問題的過程中，學(xué)生要掌握多種方法.除了傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)解題方法外，學(xué)生還要學(xué)會運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法收集數(shù)據(jù)，如通過實(shí)際測量不同時(shí)間段的車流量來獲取準(zhǔn)確信息；運(yùn)用工程設(shè)計(jì)的思維進(jìn)行方案的制定和優(yōu)化，嘗試多種不同的交通信號燈時(shí)間設(shè)置方案，并比較其效果；同時(shí)借助技術(shù)手段，如使用計(jì)算機(jī)模擬軟件對交通狀況進(jìn)行模擬分析，從而找到最優(yōu)的解決方案.

2.3情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)在新范式中同樣占據(jù)重要地位.通過跨學(xué)科敘事教學(xué)，學(xué)生能夠深刻體會到數(shù)學(xué)在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用和巨大價(jià)值，激發(fā)對數(shù)學(xué)學(xué)科的熱愛之情.當(dāng)學(xué)生看到自己運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決了實(shí)際生活中的復(fù)雜問題，如為社區(qū)設(shè)計(jì)了一個(gè)更合理的垃圾分類回收方案時(shí)（既運(yùn)用了數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法分析垃圾產(chǎn)生量，又結(jié)合了環(huán)境科學(xué)知識進(jìn)行分類設(shè)計(jì)），會真切地感受到數(shù)學(xué)的魅力和實(shí)用性，進(jìn)而更加積極主動地投入到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中.此外，在跨學(xué)科合作的過程中，學(xué)生能夠培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力.在這個(gè)過程中，學(xué)生學(xué)會傾聽他人的意見，尊重不同的觀點(diǎn)，提高自己的溝通表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，形成積極向上、勇于探索的情感態(tài)度和正確的價(jià)值觀.

3新范式的教學(xué)內(nèi)容組織

3.1跨學(xué)科知識模塊的整合策略

在STEAM理念下的初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科敘事教學(xué)新范式里進(jìn)行跨學(xué)科知識模塊的整合，要找到各學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系.

例如以“環(huán)保主題下的城市綠化”為例，其涉及數(shù)學(xué)學(xué)科中圖形的面積計(jì)算、比例關(guān)系等知識.在規(guī)劃城市綠化區(qū)域時(shí)，需要計(jì)算不同形狀綠地（如圓形花壇、長方形草坪等）的面積，以合理分配綠化空間.

科學(xué)學(xué)科則為綠化提供了植物生長所需的條件、生態(tài)系統(tǒng)的知識.比如，了解不同植物對光照、水分的需求，從而在數(shù)學(xué)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，科學(xué)地選擇植物的種類并進(jìn)行布局.技術(shù)方面，借助地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，能夠更精準(zhǔn)地分析城市地形、土壤條件等數(shù)據(jù)，為綠化規(guī)劃提供技術(shù)支持，而這些數(shù)據(jù)的處理和分析又離不開數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法.

工程學(xué)科則關(guān)注綠化設(shè)施的建設(shè)，如灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì).這就需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識計(jì)算管道的長度、流量，結(jié)合工程原理確保灌溉系統(tǒng)的有效運(yùn)行.藝術(shù)學(xué)科則從美學(xué)角度出發(fā)，為綠化區(qū)域的景觀設(shè)計(jì)提供創(chuàng)意，使綠化區(qū)域不僅具有生態(tài)功能，還具有觀賞價(jià)值.

3.2敘事素材的選擇與開發(fā)方法

敘事素材的選擇要緊密圍繞教學(xué)目標(biāo)和跨學(xué)科知識內(nèi)容．一方面，可以從現(xiàn)實(shí)生活場景中挖掘素材.

例如以\"旅游景區(qū)的規(guī)劃”為敘事背景，景區(qū)內(nèi)涉及門票定價(jià)策略，與數(shù)學(xué)中的函數(shù)知識相聯(lián)系.通過分析不同定價(jià)下游客數(shù)量和總收人的關(guān)系，學(xué)生可建立函數(shù)模型.此外，景區(qū)內(nèi)的道路規(guī)劃又涉及幾何知識，要計(jì)算最短路徑、合理規(guī)劃停車場位置等.

另一方面，歷史文化故事也是寶貴的敘事素材.如在講述“曹沖稱象”的過程中，不僅能讓學(xué)生感受到古人的智慧，還能引導(dǎo)其思考其中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)原理，如等量代換的思想.

在開發(fā)敘事素材時(shí)，要注重素材的趣味性和啟發(fā)性.可以對現(xiàn)有故事進(jìn)行改編，加人STEAM元素.比如將“龜兔賽跑”的故事改編為一場科技競賽，兔子和烏龜分別借助不同工具（如自行車和電動汽車）進(jìn)行比賽，比賽過程中涉及速度、時(shí)間的計(jì)算，以及車輛性能（與物理、技術(shù)相關(guān)）的比較，讓學(xué)生在熟悉的故事情境中接觸跨學(xué)科知識，

4新范式的教學(xué)評價(jià)體系

4.1 評價(jià)主體的多元化

在新范式下，教學(xué)評價(jià)不再局限于教師單方面的評判，而是強(qiáng)調(diào)評價(jià)主體的多元化，教師評價(jià)、學(xué)生自評與互評缺一不可.其中，教師評價(jià)起著重要的引導(dǎo)作用.教師憑借豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，能夠從宏觀角度把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況.

例如在完成一個(gè)關(guān)于“城市交通流量優(yōu)化”的跨學(xué)科項(xiàng)目后，教師不僅要關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)建模的準(zhǔn)確性，如函數(shù)模型是否合理、參數(shù)設(shè)置是否恰當(dāng)，還要考查學(xué)生在項(xiàng)目過程中對其他學(xué)科知識的運(yùn)用，如是否結(jié)合了地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、是否考慮了交通工程中的實(shí)際因素.

學(xué)生自評則是學(xué)生對自己學(xué)習(xí)過程的反思.在項(xiàng)目結(jié)束后，學(xué)生可以回顧自己在項(xiàng)目中的表現(xiàn)，思考自己在知識掌握、技能運(yùn)用及情感態(tài)度等方面的優(yōu)點(diǎn)和不足.比如，學(xué)生會意識到自己在數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)上不夠熟練，或者在團(tuán)隊(duì)合作中溝通能力有待提高.通過自評，學(xué)生能夠更加清晰地認(rèn)識自己，明確努力的方向.

學(xué)生互評為學(xué)生提供了一個(gè)相互學(xué)習(xí)和交流的平臺.在小組項(xiàng)目中，學(xué)生之間相互了解彼此的工作和表現(xiàn).例如，在評價(jià)某組員的數(shù)學(xué)計(jì)算能力時(shí)，其他組員可以指出該組員在計(jì)算過程中是否細(xì)心、是否能夠靈活運(yùn)用不同的計(jì)算方法.

4.2 評價(jià)內(nèi)容的全面性

評價(jià)內(nèi)容需涵蓋知識掌握、能力發(fā)展和情感體驗(yàn)等多個(gè)方面，以全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果.知識掌握是評價(jià)的基礎(chǔ).以初中數(shù)學(xué)中的幾何知識為例，不僅要考查學(xué)生對基本幾何概念、定理的記憶，更要關(guān)注他們在實(shí)際問題中的應(yīng)用能力.

例如 在評價(jià)學(xué)生對三角形相似知識的掌握時(shí)，可以給出一些實(shí)際場景中的問題，如測量建筑物的高度，讓學(xué)生運(yùn)用三角形相似的原理進(jìn)行求解，從而判斷學(xué)生是否真正理解了知識并能夠靈活運(yùn)用，

能力發(fā)展是評價(jià)的關(guān)鍵.在新范式中，學(xué)生的綜合能力，如問題解決能力、創(chuàng)新思維能力、合作交流能力等尤為重要.

例如在\"設(shè)計(jì)校園綠化方案”的項(xiàng)目中，學(xué)生需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識計(jì)算綠化面積、預(yù)算成本，同時(shí)結(jié)合科學(xué)知識選擇合適的植物，運(yùn)用工程技術(shù)進(jìn)行布局規(guī)劃.在這個(gè)過程中，教師會觀察學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并嘗試解決，以及其是否能夠提出新穎的設(shè)計(jì)方案，是否能夠與小組成員進(jìn)行有效的溝通和協(xié)作.

情感體驗(yàn)也是評價(jià)不可忽視的一部分.學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的興趣、態(tài)度、價(jià)值觀等情感因素會影響他們的學(xué)習(xí)效果.

例如在完成一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目后，教師可以觀察學(xué)生是否表現(xiàn)出成就感、自信心是否得到提升，以及是否對跨學(xué)科學(xué)習(xí)產(chǎn)生了更濃厚的興趣.積極的情感體驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，促進(jìn)其全面發(fā)展.

5結(jié)語

STEAM理念下的初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科敘事教學(xué)新范式探究，為初中數(shù)學(xué)教學(xué)改革開辟了新的路徑.通過對構(gòu)建原則、教學(xué)目標(biāo)體系、教學(xué)內(nèi)容組織及教學(xué)評價(jià)體系等方面的深入研究與實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在這種教學(xué)模式下，學(xué)生不僅在知識與技能上有了顯著提升，更在過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到了全面發(fā)展.

【本文系陜西省“十四五”教育科學(xué)規(guī)劃2023年度課題—“STEAM理念融入初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的實(shí)踐研究\"（項(xiàng)目編號：SGH23Y1156）的成果】

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