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基于STEM教育理念的项目式学习在初中数学教学中的实践研究

马玲
  
教育文创媒体号
2024年40期
陇南市武都区深圳中学 746000

摘要:STEM教育理念属于一种新时代的综合性教育理念,主张实施跨学科整合,并且尽可能与现实生活相关联,以便提高学生的多种思维能力,提升学科综合素养。而项目式学习更是被提及多年,它强调将学习内容项目化,必须注重学生的学习过程。将两者融合起来,从而引导学生进行初中阶段的数学教学,符合新课标的创新要求。本文将以初中数学教学为例,围绕基于STEM教育理念,践行项目式学习这个中心议题,展开一系列解析,希望给相关人员一些参考。

关键词:STEM理念;初中数学;项目式学习

一、STEM教育理念概述

提到STEM教育理念,它最初的起源地是美国。STEM教育理念倡导进行跨学科整合,还能确保与现实生活紧密关联,让学生多种思维能力得以提升,学科综合素养获得培养。而项目式学习则强调将学习内容项目化,注重学生的学习过程[1]。

当前STEM教育理念引入初中阶段的数学学科,它强调的是创新,在教学内容设置上要呈现跨学科整合的新形态。这就需要有主线引领,否则学科知识点教与学就是凌乱的,需要对教学课程实施系统安排。比如融入项目式学习模式,使之与STEM教育理念相融合,从而展开初中数学教学就是一个不错的选择。以STEM教育理念为主旨,通过项目式学习突破学科之间的壁垒,实现初中数学学科的创新教学,启迪学生更深刻的理解数学知识点,并展开有效应用。

二、STEM理念下呈现项目式学习的初中数学教学策略

在初中数学教学中贯彻STEM理念,践行项目式学习的新思维与新方法,需要教师多层次、多角度地精心展开教学设计,达成以上目标[2]。下面就从几个方面展开逐一解析。

(一)通过机器人制作,激发数学学习兴趣

这类课程的设计,不仅能贯彻STEM理念,还可以将项目式学习方式贯穿始终,具体来讲,它属于PBL项目式学习。一开始可以借助一个机器人案例导入课程,吸引学生的眼球,从而引入课程内容。这个案例可以是全智能机器人制作过程的场景呈现,需要使用机器人技术组件、齿轮、马达、传感器等。这个环节属于初中数学与科学课程的融合,体现了STEM理念中倡导的跨学科融合的要旨,这种课程导入,不只是为了吸引学生注意力,主要是帮助学生构建立体空间感,对培养学生的逻辑思维能力大有裨益。

随后,教师首先要给学生介绍机器人的基本组成以及它各部件的功能。同时,引导学生搭建一个机器人小伙伴,可以采用乐高积木块自主设计而成。这种极具创意的拼搭在探究机器人结构的同时能了解数学与机器人的关系。学生在这个过程中可以进一步熟悉编程逻辑,让学生明白学好数学学科,将来能在机器人领域发挥更大的优势。

还可以学习舵机的结构、工作原理、应用以及图形化编程控制,掌握控制舵机的技巧,使之自如转到固定的角度,同时有乐高积木块的配合,制作一个可以切菜的机器人,这就是数字控制呈现的魅力。更让学生感兴趣的是,学生几人一组,一起搭建一个“机器人狂欢趴”主题场景,它们就是一个由学生自主设计的超能机器人。这类课程,就是激发初中生学好数学的兴趣点,并善于同科学课程结合。学生有这样的学习体验,会更加热爱数学,立志学好数学,因为他们认为数学其实是一门实用性极强并与高科技紧密联系的学科[3]。

(二)小组合作,展开项目式学习活动

采用小组合作的方式,展开项目式学习活动,同样能贯彻STEM教育理念。在这个过程中,能锻炼学生的数学语言表达能力,超强的沟通能力以及团队协作能力。当然,这种学习活动需要教师课前精心设计出项目式学习的活动方案,可以分以下几个方面落实。

1.科学组建小组,有效开展合作学习

既然要开启小组合作学习模式,那么第一步就得考虑组建合作小组的问题。务必做到科学组建合作小组,不能任由学生自由组建,更不能随机组建,必须在教师的合理干预下完成小组的组建。因为只有教师才能在组建小组时,充分考虑每一位学生多方面的因素。比如每一位学生现有的数学学科水平与能力,个性特点,沟通能力以及表达能力如何等。教师掌握了这些信息,才能将每一位学生合理分配到各个小组中,让各小组之间的整体实力相当,不至于存在较大悬殊。也就是说,每个小组中均有优等生、中等生、后进生;每个小组需要有个性内向与外向的学生搭配;每个小组要安排沟通能力与表达能力较强的学生。这样组建的小组才是科学的,让他们在合作学习过程中能形成优势互补、协同合作的局面。

接下来,教师需要考虑的是如何引导学生展开有效的合作学习。第一步就是将各个小组的成员设定为五人左右,不能太多,也不能太少,假如各小组人数太少,容易手忙脚乱,难以再较快时间内完成既定任务。假如各小组人数太多,又容易陷入七嘴八舌的混乱局面。以上这两种情况都无法做到有效合作学习。其次,教师要提醒各小组组长,在安排学习任务时,要让每一位小组成员都能领到任务,不要一部分成员任务繁多,另一部分人任务较少或根本没有任务。总之,要让各小组呈现积极分工、善于协作、达成共识、解决问题的局面。

此外,学生在展开合作学习期间,教师需要环视几个小组的合作学习现场。教师还可以在各小组旁边走动,随时捕捉到每个小组,甚至某一个小组中的某一个成员的表现,必要时给予他们一些点拨,以便他们能继续进行小组合作学习。在学生展开小组合作学习期间,教师当甩手掌柜,不闻不问,缺乏引导与监管,是很难做到展开有效合作学习的。

2.注重项目式学习设计,确保学习内容充足

通过小组合作的模式来展开项目式学习活动能构建数学高效课堂,这是毫无疑问的。当然,这需要教师事先设计好项目式学习活动方案,比如先搭建好学习活动框架,然后逐一设定学习活动阶段的具体细节,要具体到学生需要准备什么学习工具以及什么学习资料,要解决的具体问题等。这些设计要做到环环相扣、逻辑合理,那么学生学习的内容才会充足,不会有遗漏、不会冗长。

3.合理安排学习任务,引导合作解决问题

上面谈到了项目式学习活动方案,这里具体谈一下方案中各个环节的问题。各个环节都要有学习任务,必须具体写明。在各个环节的学习任务里需要设置问题,问题的设置是跟教与学的目标保持一致的,同时要关注到这些问题,是否与学生的现有数学学科的学习水平与能力相契合。难度偏大或过于简单的问题,在分小组展开项目式学习模式下,意义不大。这个环节最考验教师的用心程度,只有合理安排了学习任务,才能真正做到科学引导学生展开合作学习解决各类问题。

(三)组织课堂评价,提升学习效果

项目式学习活动结束之后,教师要组织学生展开课堂评价活动。这种课堂评价活动涵盖几个部分,即各小组之间的互评、小组内各成员之间的互评、各小组组长对自己小组的评价、各小组的代表自评、教师对各个小组的评价。小组之间、生生之间均对个人与集体的成绩与不足有较为清晰的认识。评价活动还应该包含激励环节,就是给优秀小组、优秀个人给予积分或小礼品奖励。总之,组织课堂评价活动,能让师生产生成就感的同时,还有鞭策作用,这都便于师生将下一次项目式学习活动组织得更好。

参考文献:

[1]陈方丽.基于STEM理念的项目式学习在初中数学教学中运用的策略[J].宁夏教育,2021(6):9-10.

[2]杨宇峰.坚守教育初心,践行STEM理念,助推初中数学教学中项目式学习的创新策略[J].中国校外教育,2022(7):45.

[3]张静元.基于STEM理念的项目式学习在初中数学教学中应用的研究[J].科幻画报,2019(12):78-79.

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