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摘要 : 本文基于 STEM 教育理念的定义内涵 , 分析基于 STEM 教育理念的初中数学教 学基本原则 , 研究项 目 式学习的教学实践 , 为开展高效课堂教学提供参考与借鉴 。
关键词 : STEM理念,项目式学习,初中数学,教学模式
随着新课标的全面贯彻实施 , 初中数学教学环 境也发生了较大变化 , 教师应更注重学生素养的培 养 , 提高课程 教 学 的 深 度 。 基 于 STEM 教 育 理 念 的项目式学习可以促进学生思维 、能力 、价值观等 多种要素的提升 , 也能够实现多课程联动教学 , 具 有良好的教学效果 。
一 、STEM 教育理念的定义和内涵
STEM育理念主要是指基于科学、技术、工程和数学的新型教学思路,可以提高学生的综合素养 , 在强化学生对课程知识掌握水平的基础上,增强他们对课程知识的实践应用水平。陶行知教育理念主要分为三部分,即生活教育、社会教育、“教学做合一”。陶行知认为,教育不能跟生活脱离,而应该立足学生生活环境,拉近教育内容与生距离,也能够引导学生将自身所掌握的知识应用到生活环境中,教育活动应该强化理论与实践的关联,这也是对传统教育体系的改革。由此可见,STEM教育理念与陶行知教育理念比较类似。在推行STEM教育理念时,可以融入陶行知教育理念的相关内容,使两种理念形成较好的教育合力 。
二 、基于 STEM 教 育 理 念 的 初 中 数 学 教 学 基 本原则
1. 多 维性原则STEM 教 育 理 念 是 由 科 学 、技 术 、工 程 和 数学有机结合 的 , 引 入 STEM 教 育 理 念 应 该 满 足 多 维性原则 。在进行课程教学的时候 , 教师应该立足 于四个方面设计教学 目标 , 规划教 学 任 务 。 其 中 , 科学目标可以提高学生对基础知识的掌握水平 , 明 确自然规律 ; 技术目标可以提高学生使用技术方法 的能力 ; 工程目标则强化学生实践素养 , 提高学生 课程实践能力 ; 数 学 目 标 则 可 以 发 散 学 生 课 程 思 维 , 使学生学会用数学思想来解决自身遇到的各类 问题 。在这种多维目标的支持下 , 才能显著提升教 学效果 。
2. 计划性原则
相较传 统 教 学 思 想 , STEM 教 育 理 念 内 容 更 加丰富 , 对教学活动的专业性有更 高 要 求 。 因 此 , 在应用过程中 , 教师应该秉承计划性原则 。如果教 师没有提前做好教学设计与规划工作 , 那么后续教 学活动就会变得非常粗糙与僵硬 , 也就很难取得预 期的教学效果 。教师必须结合课程教学内容有针对 性地进行教学计划 , 综合考虑影响课程教学的各种 因素 , 使课堂教学活动有条不紊地进行 。
3. 协作性原则
基于 STEM 教育 理 念 的 课 程 教 学 活 动 需 要 实 现理论教学与实践教学的深层次联动 , 还要激发学 生课堂的主观能动性 , 提高学生的 自主探索 意 识 。 因此 , 在应用过程中 , 教师应该重视和凸显协作性 原则 。教师应引导学生进行高效地互动和交流 , 相 互合作完成项目学习任务 , 发散课程思维 , 增加课 程教学的深度 。
4. 反馈性原则
基于 STEM 教育 理 念 的 课 程 教 学 活 动 是 一 个 长期过程 , 需要教师重视学生反馈体验情况 , 融入 反馈性原则 。站在学生的角度思考问题 , 明确课堂 教学存在的不足与问题 , 并在后续教学中有针对性 地进行调整 和 改 善 , 不 断 完 善 STEM 教 育 理 念 课 程教学体系 , 使其发挥更好的作用 。
三 、基于 STEM 教 育 理 念 的 项 目 式 学 习的 初 中数学教学实践
为了充分明确 STEM 教育理念下的项 目 式 学 习在初中数学教学中的具体应用 , 结合北师大版初 中数学八 年 级“平 面 直 角 坐 标 系”这 节 课 的 教 学 实 践 , 探索新型教学模式的有效应用方式 , 并进行教 学反思 。
1. 制定教学 目 标和计划
第一 , 科学目标 。结合“平面直角坐标系”章节 知识点来看 , 科学目标设计为引导学生正确认识平 面直角坐标系 , 了解每一个点在坐标系中的对应位 置 , 并且能够充分明确平面直角坐标系在自然社会 中的应用价值 。通过课程学习 , 学生可以正确绘制 平面直角坐标系 , 准确地指出每个坐标描点以及不 同象限的坐标特征 , 初步具备数形结合思想 。
第二 , 技术目标 。结合“平面直角坐标系”章节 知识点来看 , 技术目标可以设计为正确构建平面直 角坐标系 , 并能够通过合作学习等方式 , 理解平面 直角坐标系的深层次知识点 , 感知平面内点与有序 数对的一一对应关系 。在学习过程中 , 要引导学生 形成较强的数形结合能力和空间想象能力 , 使学生 在不同问题情境中熟练使用平面直角坐标系 。
第三 , 工程目标 。结合“平面直角坐标系”章节 知识点来看 , 工程目标主要为平面直角坐标系的实 践应用 。教师可以从学生生活环境中提取一些数学 问题 , 并让学生构建平面直角坐标系来解决这些问 题 , 真正体会数学来源于生活的含义 , 也能够增强 学生课程实践能力 , 培养学生的综合素养 。
第四 , 数学目标 。结合“平面直角坐标系”章节 知识点来看 , 数学目标主要为提高数学运算能 力 , 并对各类数学思想有较好认识 , 学会用数学思维思 考各类问题 。教 师 要 注 意 提 高 学 生 课 堂 的 交 互 水平 , 培育学生的高阶思维 。
2. 设计项 目 活动方案
在“平面直角坐标系”章节教学中 , 基于 STEM教育理念的项目式学习的教学活动需要明确教学任务 , 在任务驱动下完成课堂教学活动 , 保证顺利达到预期效果 。在设计项目活动方案时 , 需要设计层次性任务 , 引导学生从浅到深地学习课堂知 识 点 ,分“课堂 导 入— 课 堂 教 学— 课 堂 总 结”三 阶 段 进 行阐述 。
在课堂导入阶段 , 教师可以引入学生熟悉的数轴知识点 , 回顾数轴上的点与数字 一一 对应 关 系 ,激发学生数形结合的意识 , 给学生后续的教学打下较好基础 。与此同时 , 教师也可以考虑展示学校附近的平面图 , 询问学生如何使用类似于数轴的方式确定每一个建筑在平面中的位置 。此时教师要给学生留下相互讨论与交流时间 。等到学生充分交流以后 , 提出平面直角坐标系的相关概念 。教师可以介绍笛卡尔通过蜘蛛爬行联想到平面直角坐标系的趣味故事 , 提高课堂教学的生动性与吸引力 。
在引入平面直角坐标系的概念以后 , 教师就可以设计层次化教学任务 , 引入项 目 式 学 习 。第 一 ,在教室中按照座位建设平面直角坐标系 。可以让处于教室最 中 间 位 置 的 学 生 作 为 原 点 , 接 着 规 定 X轴和 Y轴的 正 方 向 , 在 教 室 中 完 成 平 面 直 角 坐 标系的建设 。这样 , 每个学生都有对应的坐标 。在学生通过简单计算明确 自 己的坐标后 , 教师可以在课堂中直接喊出某个坐标点 , 对应坐标点的学生需要迅速站起来 。通过几轮提问以后 , 学生对于平面直角坐标系基础知识的认识就会加深 。第二 , 在学校中建设平面直角坐标系 。在学生掌握平面直角坐标系基础知识后 , 教师就可以让学生通过回忆学校内部布局 , 完成平面直角坐标系的建设 , 在坐标系中表示校园内各个建筑物 。这个过程中 , 教师可以考虑引入小 组 分 工 合 作 模 式 , 将 班 上 学 生 分 为 3~5人一个小组 , 引导他们在组内进行合作探索 。可以设计一些组内任务 , 为学生自主探索与学习提供指引 , 具体有“在校园中确定坐标系原点”“明确 X轴和 Y轴的正方向”“标出每一个建筑的坐标点”等 。通过任务指引 , 学生组内讨论活动就具有更强的针对性 , 能够取得预期的教学效果 。第三 , 在学校和家之间构建平面直角坐标系 。这项教学任务作为最后 的开放思维的任务 , 并将其设计为课后作业 , 让学 生课下时间完成坐标系建设 , 并标注家庭到学校之 间的标志性建筑 , 列明这些建筑的坐标点 。
在课堂教学即将结束的时候 , 教师要做好课堂 总结工作 。 即带领学生回顾本节课所学知识点 , 主 要有平面直角坐标系的组成内容 、平面直角坐标系 的构建方式等 。通过课堂总结阶段的强化与巩 固 , 学生对课堂教学知识的理解与掌握就会显著提高 , 就能实现课堂教学知识的深化 。
3. 做好项 目 活动记录
在“平面直角坐标系”教学中 , 教师要做好项 目 活动记录工作 , 观 察 学 生 在 课 堂 教 学 中 的 具 体 表 现 。特别是在学生进行组内讨论的时候 , 教师要做 好组间巡视工作 , 观察每个小组讨论情况 , 做好相 应的记录 。这个时候 , 部分小组可能会遇到一 定障 碍 , 导致组内讨论无法继续进行下去 。此时教师应 该介入其中 , 使用启发 性 语 言 引 导 学 生 继 续 讨 论 。 比如 , 部分小组在建立坐标系的时候 , 不知道如何 等比例缩放校园布局 , 无法在坐标系中标注各个建 筑的位置 。此时教师可以使用地图比例尺等内容启 发学生 , 引导 学 生 继 续 深 入 探 索 。在 记 录 过 程 中 , 一定要全面关注每一个学生的具体表现 , 还要做到 公平与公正 。 除 此 之 外 , 在 小 组 分 工 合 作 的 时 候 , 也可以让小组长进行记录 , 明确每个小组成员在组 内讨论中的参与度 , 并对他们的表现进行综合评价 。
4. 评价学生学习表现
第一 , 学生自评 。在“平面直角坐标系”课堂教 学即将结束的 时 候 , 教 师 要 引 导 学 生 做 好 自 评 工 作 。事实 上 , 最 了 解 学 生 学 习 情 况 的 还 是 他 们 自 己 。 因此 , 教师需要引导学生正确认识自己 , 并让 他们从知识掌握水平 、课堂互动参与度 、题目处理 能力等多个角度 , 进行课堂学习的自我评价 。在自 评中 , 教师一定要帮助学生保证客观性 , 使学生充 分明确自身在课堂教学中的学习收获 。
第二 , 小组互评 。在“平面直角坐标系”课堂教 学中 , 使用了小组分工合作模式 。 因此开展教学评 估评价时 , 教师可以引导小组成员之间进行相互评 价 , 每一个学生都可以对小组内其他成员在合作学 习过程中的具体表现进行评价 , 尝试指出其他成员在学习中的不足 。在小组互评结束以后 , 各个学生 可以结合小组互评结果和 自我评价结果 , 对于自身 在课堂 教 学 中 的 表 现 有 更 加 全 面 的 认 识 , 从 而 进 一步强化教学评价结果 。
第三 , 教师评价 。在“平面直角坐标系”课堂教 学中 , 教师评价主要分为两方面 。一方面 , 教师应 该在课堂教学即将结束的时候 , 带领学生回顾课堂 教学知识 , 并进行一定的随堂习题练习 , 检测学生 在本节课中的具体收获 。另一方面 , 教师需要结合 在项目学习活动中的记录内容 , 明确各个学生在课 堂教学中的具体表现 , 对学生展开评价 。通过这些 评价结果 , 教师可以更好地认识到本节课教学中存 在的不足 , 在后续教学中进行针对性地调整 。
5. 进行教学反思
“平面直角 坐 标 系”课 堂 教 学 引 入 了 STEM 教 育理念的项 目式学习 , 通过层次化项 目学习 任 务 , 提高了课堂教学的逻辑性与系统性 , 使学生可以从 浅到深地学习课堂知识 。但本节课教学过程中还存 在一定不足 , 主要体现在平面直角坐标系相关知识 的生活联系并不紧密 , 部分学生在结合生活场景建 立平面直角坐标系的时候遇到了明显困难 , 无法顺 利完成教学任务 。后续教学中 , 教师需要继续优化 这些教学环节 , 提高课堂教学效果 。
四 、结语
教师应该加 强 自 身 对 STEM 教 育 理 念 的 认 知 水平 , 并找到课程教学切入点 , 平时多进行教研交 流与互动 。在 具 体 教 学 中 , 也 要 结 合 STEM 教 育 理念设计多维目标 , 并明确项目学习任务 , 引导学 生学习活动 。与此同时 , 还要切实提高课堂的互动 和交流水平 , 引导学生进行高效合作 , 促使教学取 得预期效果 。
参考文献
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