基于科創與STEＭ理念下初中數學綜合實踐課的反思與應用

黃貴梅

【摘要】基于“科創和STEM教育理念下項目式學習創新課程開發”課題中數學學科在科創和STEM教育理念中的探索主題，本文以初中數學的綜合實踐課為例，借助國家數字教材中主題研究模式為學生搭建交流評價平臺，并大膽與PBL項目式學習融合，圍繞實際的項目式問題展開探究，學生通過團隊的形式完整經歷解決了數據分析的過程，建構比較標準，并形成研究成果。強調培養學生團隊合作能力，發展學生的統計意識和和數據分析能力，提高運用數據分析實際問題并為決策服務的能力。

【關鍵詞】科創;STEM教育;PBL項目式學習;初中數學;綜合實踐;信息技術

中共中央、國務院印發的《中國教育現代化2035》，著重部署了面向教育現代化的十大戰略任務，其中第六是“提升一流人才培養與創新能力”，明確指出要“加強創新人才特別是拔尖創新人才的培養”。所有的一切都預示著，我們必須尋找新的教學理念和新的教學方式，而科創和STEM教育指將科學、技術、工程和數學等學科整合起來，利用各學科相互關聯的知識解決問題，它的真諦就在于融合和創新，它的精髓在于解決實際問題，扎根實踐，它是革新教學的一劑良方。

筆者通過將初中數學學科科創與STEM化，即在初中數學學科綜合實踐課教學中滲透科創與STEM的理念。筆者以信息技術為依托，嘗試將時下較熱的PBL項目式學習融合。STEM教育的精髓是解決實際問題，PBL項目式學習精髓在于學生以團隊的形式完整經歷解決復雜問題的過程，將二者結合，通過一系列是以解決問題為最終目標，圍繞實際的項目式問題展開教學。本文以“哪個城市夏天更熱”為例，闡述如何在科創與STEM教育理念下，通過項目式問題展開教學，從而培養學生的創新意識。

一、課程資源再設計

（一）教學內容的跨學科整合與創新

本節課學習安排在北師大版教材八年級上冊，是以比較兩個城市夏天更熱作為研究內容。筆者大膽對教材進行了重新設計，通過項目式問題，課前讓學生投票決定選擇哪個主題進行研究，以及同一主題，選擇哪兩個地方進行比較。最終選定了兩個研究主題主題一：哪個城市夏天更熱？ 吐魯番盆地和重慶？主題二：哪個地方冬天更冷？ 漠河和雪鄉？這一改動一是讓學生自主確定項目式問題并展開研究，二是給學生更多的、更開放的學習資源和空間，讓他們從歷史人文，風土，地理，數學等多方面，多角度去搜集相關資料。

（二）教學設計上的顛覆

傳統意義上的數學綜合實踐課是，教師布置任務，學生完成任務并分享。本節課筆者大膽地通過項目式問題展開問題展開教學。課前讓學生完成以下三個活動：

1.活動一：選題

（1）主題一：哪個城市夏天更熱？

吐魯番盆地和重慶？

（2）主題二：哪個地方冬天更冷？

漠河和雪鄉？

2.活動二：提前一周布置學生

（1）選定一個研究主題。

（2）學生組成團隊。

3.活動三：

（1）影響一個地方天氣冷熱的因素有哪些？

（2）收集你認為影響兩個地方天氣冷熱因素的相關數據。

（3）對學生收集的數據進行匯總并做數據分析。

科創與STEM教育理念對教學實踐的指導意義之一，就是強調給學生具體的、生活化的體驗，激發學生學習興趣，培養學生解決問題的能力。課前讓學生投票決定選擇哪個主題進行研究，以及同一主題，選擇哪兩個地方進行比較。學生通過課前三個活動，設計出研究思路：選擇主題——組建團隊——設計方案——收集材料——數據分析——制定衡量標準——得出結論——成果展示——生生評價——智造創新。整個過程，學生通過團隊的形式完整經歷解決了數據分析的過程，從理論到實際，增進了學生合作交流能力和團隊意識，感受大數據時代魅力的同時，發展學生的統計意識和和數據分析能力，提高運用數據分析實際問題并為決策服務的能力。

（三）活動實施與管理

本次活動分為兩個部分，第一部分是學生在選定主題后，筆者給定一個星期的時間，學生組建團隊，設計方案，上網收集資料，并用愛剪輯、PS、萬彩動畫大師等軟件制作視頻，用PPT、Word等制作數據分析統計圖，最后形成研究報告和小論文。第二部分就是學生作品分享，學生通過各種形式分享自己團隊的作品，并最終建立比較標準。在經歷數據分析處理、分析的全部過程，進一步發展學生的統計意識和和數據分析能力，提高運用數據分析實際問題并為決策服務的能力。學生在經歷團隊合作交流活動，進一步積累數學活動經驗，發展團隊合作能力，體會數學與生活的密切關系，感受數據分析的偉大魅力和顛覆性的作用。

二、新媒體下信息技術的創新融合

隨著教育信息化2.0浪潮的到來，信息化課堂就是21世紀教育的底色。筆者在新媒體環境下以信息技術為依托，將信息技術與學科融合，信息技術與初中數學綜合實踐課相融合，讓信息技術不再是單純輔助教學，而是服務于教學。讓信息技術從應用走向創新應用，讓學生學會利用信息技術學習，培養學生適應互聯網+，適應數字化時代。

（一）學生學會利用信息技術學習

1.學生自主制作微課

在作品展示課的開始，導入的是圖1學生朱鈞行同學制作的小微課《大數據時代》。讓學生從感性認識中感受大數據時代帶來的顛覆性的改變，和視覺的震撼，初步感受數據分析的作用與魅力。

2.學生利用信息技術完成數據分析和展示

學生在選定主題后，開始組建團隊，設計方案，上然后網收集資料，并用愛剪輯、PS、萬彩動畫大師等軟件制作視頻（如圖2），用PPT、Word等制作數據分析統計圖（如圖3），最后形成研究報告和小論文（如圖4）。

學生以團隊的形式圍繞自己所選的主題展開研究，經歷資料收集，數據分析，建構比較標準，并最終形成了研究成果，每個團隊，派出一名代表，上臺展示自己的研究成果。學生借助信息技術工具，讓信息技術服務于學習，最終給同班同學帶來一場視覺的盛宴！

（二）巧用數字教材應用平臺進行線上互評，教師點評

每個團隊在完成自己的作品后，上傳到平臺（如圖5）。

在展示課進入圖6交流評價環節后，筆者給幾分鐘的時間給各團隊討論，交流，進行線上互評，可以給自己小組進行自評、點贊、打分、評論，也可以給其他組的作品進行點贊、打分、評論，最后選出自己最喜歡的作品，從而開拓學生思維。然后老師也在線上點評，給每個小組進行點贊、打分、評論。

（四）整理作品，上傳公眾號

課后，有請班里何四通同學負責整理各團隊的作品，并上傳公眾號，方便學生仔細研究其他團隊的作品，反思總結團隊作品的不足，并進行進一步的改進和完善。

三、智造創新碰撞花火

學生在這次研究活動中，不僅學會了數據處理和數據分析的能力，更提高了自主探究的能力，以及團隊合作解決問題的能力。同時更深刻認識到自己所做的作用，對我們的生活方面，生產方面乃至科技方面產生的作用，在推廣應用方面學生更是有自己的獨到的見解，在課堂上帶來不斷的驚喜，如圖7。

在這個活動的最后一個環節的智造創新中，設置了如下的作業題：春節檔大熱電影《流浪地球》講述的是地球搬遷的故事，你知道浩瀚的宇宙中哪個星球更適合生存嗎？以小組為單位，設計方案、收集數據、整理數據，并對數據進行分析，完成一份調查報告。

課后作業的布置，是對本次研究活動的一個延伸和拓展，讓學生再次領略數據分析的魅力和巨大作用。

五、課程設計與反思

本節課是在科創STEM教育理念下項目式學習創新課程一節數學學科綜合實踐課，在科創STEM教育理念下，與PBL項目式學習相融合，以信息技術為依托，通過解決項目式問題“比較哪個地方夏天更熱，哪個地方冬天更冷”，學生以團隊的形式，完整經歷解決了數據分析的復雜過程。學生從歷史人文，風土，人情，地理，數學等多方面，多角度去搜集相關資料。在科創和STEM教育理念下結合項目式學習，圍繞實際的項目式問題展開探究，學生通過團隊的形式完整經歷解決了數據分析的過程，建構比較標準，并形成研究成果。

隨著時代的發展，科創與STEM教育在我國不斷地蓬勃發展，我們學校師生也積極參與到科創與STEM的教育中來，在初中數學綜合實踐課中，面對生活中的實際問題，學生嘗試運用在STEM化的學科中的學習工具，以及創造性思維來解決問題，對孩子們的創新思維培養有著較大的推動作用。

參考文獻：

[1]陳月新.科學實踐是跨學科學習的有效武器—課程教學的STEM化[J].中小學數字化教學，2019.03.

[2]吳向東.科論驅動A-STEM教育的三駕馬車—深圳市龍崗區STEM教育的新探索[J].中小學數字化教學，2019.04.