本書為基礎教育教學初中數(shù)學跨學科主題學習實踐類參考書籍!读x務教育課程方案(2022年版)》中,首次明確提出各門課程用不少于10%的課時設計跨學科主題學習,加強課程內(nèi)容與學生經(jīng)驗、社會生活的聯(lián)系,強化學科內(nèi)知識整合,統(tǒng)籌設計綜合課程和跨學科主題學習。鑒于綜合與實踐教學開展難度大,多數(shù)教師缺少經(jīng)驗,本書根據(jù)初中學段的特點和初中生的認知特征,從綜合與實踐的開展現(xiàn)狀、綜合與實踐的實施困難、做課程改革的先行者等為引言,介紹跨學科主題學習是什么、為什么開展跨學科主題學習、跨學科主題學習的設計與實施,以及豐富的15個本土案例等為內(nèi)容進行設計,同時,附15個案例的學生創(chuàng)新性成果,為初中數(shù)學老師開展跨學科主題教學提供可借鑒的思路和方法。
《初中數(shù)學跨學科主題學習 15 例》分為兩部分:第一部分為跨學科主題學習案例,每個案例包括主題說明學習目標學科關(guān)聯(lián)活動策略成果形式及公開方式主題實施和反思及點評七個部分。第二部分展示了案例實施過程中對應的學生創(chuàng)新成果(產(chǎn)品),這些成果有繪制的平面圖、3D 打印的作品、手工制作的模型和樂器等,也有實驗報告、研究報告、方案設計、匯報 PPT、倡議書、小論文、宣傳單等。成果是對案例的補充,反映了學生活動過程的真實性和有效性。
15 個案例涵蓋社會養(yǎng)老、交通安全、時差計算、方案設計、位置確定、模型制作、傳統(tǒng)讓每個孩子都能成為全面發(fā)展的人文化等多個主題,并融合了道德與法治、地理、歷史、物理、信息科技、藝術(shù)等學科知識。
這些案例以解決實際問題為目標,以真實問題為載體,以主要任務為引導,讓學生經(jīng)歷觀察、猜想、實驗、計算、推理、驗證、數(shù)據(jù)分析、直觀想象等過程,提高發(fā)現(xiàn)與提出問題、分析與解決問題的能力,獲得數(shù)學的基本活動經(jīng)驗,形成積極的情感、態(tài)度和價值觀,從而逐步培養(yǎng)核心素養(yǎng)。
讓每個孩子都能成為全面發(fā)展的人
(代前言)
一、數(shù)據(jù)調(diào)查,反映綜合與實踐的開展現(xiàn)狀
2014 年 6 月,本著對綜合與實踐教學的熱愛,我和我的團隊以初中數(shù)學活動課教學模式與實施策略的研究為主題開展綜合與實踐教學研究,并在三門峽全市范圍內(nèi)開展了你知道什么是初中數(shù)學綜合與實踐嗎?你喜歡上數(shù)學綜合與實踐課嗎?你認為開展綜合與實踐活動最能發(fā)展哪方面的學習能力?等問題的問卷調(diào)查。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示:99% 的學生不知道什么是綜合與實踐,也從來沒有開展過綜合與實踐活動。
2018 年 10 月,我們有幸參加了在北京教育學院舉辦的全國骨干教研員和一線教師培訓會。其間,義務教育數(shù)學課程標準修訂組組長曹一鳴教授的報告引發(fā)了我對綜合與實踐板塊的深入思考。我們向曹教授請教了長期困擾我們的問題:課程標準設置綜合與實踐板塊的目的是什么?為什么教材中的這部分內(nèi)容多數(shù)教師在教學中直接跳過?在征得曹教授的同意后,我們對參加培訓的 54 位教研員和 37 位一線教師進行了現(xiàn)場調(diào)查。結(jié)果顯示,能在考試命題中融入綜合與實踐內(nèi)容的教研員不足三分之一,在日常教學中能完整地開展教材中的綜合與實踐教學的教師寥寥無幾。這些數(shù)據(jù)表明,截至 2018 年年底,全國范圍內(nèi)綜合與實踐教學的開展情況并不理想。
二、專家釋疑,明確綜合與實踐的實施困難
曹教授對這一調(diào)查結(jié)果進行了解釋。自 2001 年版課標實驗稿起,實踐與綜合應用讓每個孩子都能成為全面發(fā)展的人就被納入課程,旨在幫助學生綜合運用已有的知識和經(jīng)驗,解決與生活經(jīng)驗密切相關(guān)的、具有挑戰(zhàn)性和綜合性的問題,從而發(fā)展其解決問題的能力,并加深對其他領(lǐng)域內(nèi)容的理解。盡管這一階段的課程標準已在一定程度上反映了綜合實踐的理念,但對綜合實踐的內(nèi)涵及其意義的認識仍不夠清晰,相關(guān)要求也較為籠統(tǒng),導致實際教學中的實施存在較大難度!读x務教育數(shù)學課程標準(2011 年版)》繼續(xù)保留了數(shù)學課程的四個領(lǐng)域,并將實踐與綜合應用更名為綜合與實踐,明確指出這是一種以問題為載體、以學生自主參與為主的學習活動。盡管相比 2001 年版課標實驗稿更為具體和有指向性,但在實際教學中,關(guān)于綜合與實踐活動的原則、程序、能力標準等問題仍缺乏明確的說明。此外,由于缺乏對這部分內(nèi)容的評價說明和教學建議,許多教師不知道如何進行教學和評價,再加上考試評價的影響,綜合與實踐教學在具體實施方面仍面臨挑戰(zhàn)。
曹教授提出,未來社會需要的是綜合型和創(chuàng)新型人才,加強課程的綜合性和實踐性,注重學科間的關(guān)聯(lián),是落實黨的教育方針、培育全面發(fā)展人才的必由之路。他鼓勵廣大教師積極嘗試綜合與實踐教學,以培養(yǎng)適應社會發(fā)展的時代新人。
三、教學實踐,做課程改革的先行者
從2018 年年末至 2022 年年初,在河南省基礎教育教學研究室(現(xiàn)為河南省基礎教育課程與教學發(fā)展中心)的指導下,三門峽市率先開展了綜合與實踐教學研究,以教材中的數(shù)學活動課題學習實驗與探究閱讀與思考等學習內(nèi)容為切入點開發(fā)主題,或結(jié)合當?shù)匚幕、社會熱點、學生需求等自主開發(fā)主題,通過優(yōu)質(zhì)課評選、展示觀摩、研課磨課、市際交流等活動,探索了綜合與實踐有效的實施路徑與教學模型,并取得了顯著成果。
隨著研究的深入,綜合與實踐由最初的三環(huán)六步教學模式到項目式學習的1 3 x模型,教師的角色發(fā)生了變化,他們不僅是知識的傳授者,還是學生項目活動的設計者、指導者、參與者、評價者和激勵者。學生經(jīng)歷真實情境下綜合運用多學科知識解決問題的整個過程,學會了合作,學會了學習。
四、國家意志,為跨學科主題學習保駕護航
2022 年 4 月,*育部印發(fā)了義務教育課程方案和課程標準(2022 年版)。課程方案強調(diào):加強課程內(nèi)容與學生經(jīng)驗、社會生活的聯(lián)系,強化學科內(nèi)知識整合,統(tǒng)籌設計綜合課程和跨學科主題學習。各門課程應用不少于 10% 的課時設計跨學科主題學習。2022年版課標明確了綜合與實踐以培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和方法解決實際問題的能力為目標,根據(jù)不同學段學生特點,以跨學科主題學習為主,適當采用主題式學習和項目式學習的方式,設計情境真實、較為復雜的問題,引導學生綜合運用數(shù)學學科和跨學科的知識和方法解決問題。
初中階段綜合與實踐領(lǐng)域,可采用項目式學習的方式,以問題解決為導向,整合數(shù)學與其他學科的知識和思想方法,讓學生從數(shù)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(shù)中遇到的現(xiàn)實問題,感受數(shù)學與科學、技術(shù)、經(jīng)濟、金融、地理、藝術(shù)等學科領(lǐng)域的融合,積累數(shù)學活動經(jīng)驗,體會數(shù)學的科學價值,提高發(fā)現(xiàn)與提出問題、分析與解決問題的能力,發(fā)展應用意識、創(chuàng)新意識和實踐能力。
課程方案和課程標準的頒布,對綜合與實踐是什么為什么教教什么教到什么程度做了清晰的說明,標志著數(shù)學課程在全面育人培養(yǎng)全人目標上的進一步發(fā)展。
五、創(chuàng)新實踐,形成可借鑒的研究成果
2023 年 5 月,*育部辦公廳印發(fā)了《基礎教育課程教學改革深化行動方案》,指出:要聚焦核心素養(yǎng)導向的教學設計、學科實踐(實驗教學)、跨學科主題學習、作業(yè)設計、考試命題、綜合素質(zhì)評價等教學改革重點難點問題,探索不同發(fā)展水平地區(qū)和學校有效推進教學改革的實踐模式,總結(jié)發(fā)現(xiàn)一批教學方式改革成果顯著、有效落實育人要求的教育教學案例,遴選一批適用于中西部地區(qū)的教學改革成果,加大推廣應用力度,促進成果本土化落地。
河南省基礎教育課程與教學發(fā)展中心積極響應*育部號召,將一線教師和教研員 5 年來在綜合與實踐領(lǐng)域的教學實踐匯編成《初中數(shù)學跨學科主題學習 15 例》,以豐富的本土案例,讓一線教師真正理解什么是跨學科主題學習,以及如何在自己的教育教學實踐中嘗試、摸索、踐行跨學科主題教學。
《初中數(shù)學跨學科主題學習 15 例》分為兩部分:第一部分為跨學科主題學習案例,每個案例包括主題說明學習目標學科關(guān)聯(lián)活動策成果形式及公開方式主題實施和反思及點評七個部分。第二部分展示了案例實施過程中對應的學生創(chuàng)新成果(產(chǎn)品),這些成果有繪制的平面圖、3D 打印的作品、手工制作的模型和樂器等,也有實驗報告、研究報告、方案設計、匯報 PPT、倡議書、小論文、宣傳單等。成果是對案例的補充,反映了學生活動過程的真實性和有效性。
15 個案例涵蓋社會養(yǎng)老、交通安全、時差計算、方案設計、位置確定、模型制作、傳統(tǒng)文化等多個主題,并融合了道德與法治、地理、歷史、物理、信息科技、藝術(shù)等學科知識。這些案例以解決實際問題為目標,以真實問題為載體,以主要任務為引導,讓學生經(jīng)歷觀察、猜想、實驗、計算、推理、驗證、數(shù)據(jù)分析、直觀想象等過程,提高發(fā)現(xiàn)與提出問題、分析與解決問題的能力,獲得數(shù)學的基本活動經(jīng)驗,形成積極的情感、態(tài)度和價值觀,從而逐步培養(yǎng)核心素養(yǎng)。
六、全面育人,是跨學科主題學習的初衷和愿景
《初中數(shù)學跨學科主題學習 15 例》是對跨學科主題學習實施路徑的有益探索,代表了河南省基礎教育課程與教學發(fā)展中心在初中數(shù)學跨學科主題學習領(lǐng)域的最新研究成果。每個案例主題鮮明,框架清晰,既有詳細的實施步驟,也有對困難點的分析和解決策略,更有指向?qū)W生活動的全程評價。教后反思和名師點評可以讓讀者提前預測主題實施過程中可能出現(xiàn)的問題,進而因地制宜、科學借鑒。
在開展主題式學習的過程中,學生的活動過程是開放的,活動結(jié)果是未知的。這種不確定性,促使學生積極探索,在合作中學習,能夠直面困難、勇于承擔責任。在綜合運用多學科知識和思想方法解決問題的過程中,學會用數(shù)學的眼光、數(shù)學的思維、數(shù)學的語言去觀察、思考和表達?梢赃@樣說,10% 的綜合性、實踐性、探究性跨學科主題學習,是發(fā)展應用意識、創(chuàng)新意識和實踐能力,全面落實立德樹人根本任務最直接、最有效的方法和路徑。它打破了學科之間的壁壘,建立了不同學科知識之間的有效關(guān)聯(lián),提升了學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,落實了新課標倡導的做中學用中學創(chuàng)中學的學習理念。
由于參與學校包括城市和農(nóng)村學校,背景多樣,水平層次不一,書中可能存在表達不夠精準之處。編者誠邀讀者在閱讀過程中提出寶貴意見和建議。我們希望《初中數(shù)學跨學科主題學習 15 例》這本書能為您開展綜合與實踐教學打開一扇窗,幫助您找到跨學科主題學習有效的研究路徑和方法,使跨學科主題學習從優(yōu)秀教師的自覺行為轉(zhuǎn)變?yōu)槊课唤處煹某R?guī)活動。
鮑聰曉 楊 麗
第一部分 跨學科主題學習案例
導讀 《初中數(shù)學跨學科主題學習 15 例》案例的設計與實施框架解讀.......... 003
案例 1 日歷中的奧秘融合整式加減運算的教學實踐..................................... 016
案例 2 彩陶模型的制作融合圖形變化和視圖的教學實踐............................. 030
案例 3 美麗的黃金分割融合幾何圖形、一元二次方程和相似的教學實踐........................................................................................................... 044
案例 4 地磚鋪設與平面鑲嵌融合多邊形內(nèi)角和的教學實踐......................... 069
案例 5 穿越北京中軸線融合用平面直角坐標系表示地理位置的教學實踐........................................................................................................... 085
案例 6 探秘剎車距離與車速的關(guān)系融合函數(shù)主題的教學實踐..................... 119
案例 7 探秘音樂之聲融合函數(shù)和視圖的教學實踐.......................................... 137
案例 8 從校園平面示意圖到立體模型的搭建融合平面直角坐標系和三視圖的教學實踐...................................... 155
案例 9 關(guān)注人口老齡化融合數(shù)據(jù)的收集與整理的教學實踐......................... 171
案例 10 桿秤中的數(shù)學融合一元一次方程的教學實踐.................................... 210
案例 11 時差中的數(shù)學奧秘融合有理數(shù)加減運算的教學實踐....................... 228
案例 12 設計跑道融合弧長和圓心角計算的教學實踐.................................... 244
案例 13 滴水之漏中的函數(shù)奧秘融合一次函數(shù)的教學實踐................... 258
案例 14 如何選擇采光好的樓層融合銳角三角函數(shù)的教學實踐................... 280
案例 15 用經(jīng)緯度表示地理位置融合平面直角坐標系的教學實踐............... 299
第二部分 跨學科主題學習學生創(chuàng)新成果
導讀 《初中數(shù)學跨學科主題學習 15 例》成果簡述.............................................. 323
成果 1 《日歷中的奧秘融合整式加減運算的教學實踐》成果展示............. 332
成果 2 《彩陶模型的制作融合圖形變化和視圖的教學實踐》成果展示
............................................................ 337
成果 3 《美麗的黃金分割融合幾何圖形、一元二次方程和相似的教學實踐》成果展示.......................................... 345
成果 4 《地磚鋪設與平面鑲嵌融合多邊形內(nèi)角和的教學實踐》成果展示.... 352
成果 5 《穿越北京中軸線融合用平面直角坐標系表示地理位置的教學實踐》成果展示................................................ 355
成果 6 《探秘剎車距離與車速的關(guān)系融合函數(shù)主題的教學實踐》成果
展示.............................................. 359
成果 7 《探秘音樂之聲融合函數(shù)和視圖的教學實踐》成果展示................. 368
成果 8 《從校園平面示意圖到立體模型的搭建融合平面直角坐標系和
三視圖的教學實踐》成果展示................................... 373
成果 9 《關(guān)注人口老齡化融合數(shù)據(jù)的收集與整理的教學實踐》成果展示.............................................. 377
成果 10 《桿秤中的數(shù)學融合一元一次方程的教學實踐》成果展示........... 388
成果 11 《時差中的數(shù)學奧秘融合有理數(shù)加減運算的教學實踐》成果展示............................................ 391
成果 12 《設計跑道融合弧長和圓心角計算的教學實踐》成果展示........... 395
成果 13 《滴水之漏中的函數(shù)奧秘融合一次函數(shù)的教學實踐》成果展示............................................ 398
成果 14 《如何選擇采光好的樓層融合銳角三角函數(shù)的教學實踐》成果
展示............................................ 403
成果 15 《用經(jīng)緯度表示地理位置融合平面直角坐標系的教學實踐》成果
展示............................................ 407