本書為基礎(chǔ)教育教學(xué)初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)實(shí)踐類參考書籍!读x務(wù)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(shí)設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí),加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)生活的聯(lián)系,強(qiáng)化學(xué)科內(nèi)知識(shí)整合,統(tǒng)籌設(shè)計(jì)綜合課程和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。鑒于綜合與實(shí)踐教學(xué)開展難度大,多數(shù)教師缺少經(jīng)驗(yàn),本書根據(jù)初中學(xué)段的特點(diǎn)和初中生的認(rèn)知特征,從綜合與實(shí)踐的開展現(xiàn)狀、綜合與實(shí)踐的實(shí)施困難、做課程改革的先行者等為引言,介紹跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是什么、為什么開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)、跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,以及豐富的15個(gè)本土案例等為內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí),附15個(gè)案例的學(xué)生創(chuàng)新性成果,為初中數(shù)學(xué)老師開展跨學(xué)科主題教學(xué)提供可借鑒的思路和方法。
《初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí) 15 例》分為兩部分:第一部分為跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)案例,每個(gè)案例包括主題說(shuō)明學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)科關(guān)聯(lián)活動(dòng)策略成果形式及公開方式主題實(shí)施和反思及點(diǎn)評(píng)七個(gè)部分。第二部分展示了案例實(shí)施過(guò)程中對(duì)應(yīng)的學(xué)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(lè)器等,也有實(shí)驗(yàn)報(bào)告、研究報(bào)告、方案設(shè)計(jì)、匯報(bào) PPT、倡議書、小論文、宣傳單等。成果是對(duì)案例的補(bǔ)充,反映了學(xué)生活動(dòng)過(guò)程的真實(shí)性和有效性。
15 個(gè)案例涵蓋社會(huì)養(yǎng)老、交通安全、時(shí)差計(jì)算、方案設(shè)計(jì)、位置確定、模型制作、傳統(tǒng)讓每個(gè)孩子都能成為全面發(fā)展的人文化等多個(gè)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(xué)科知識(shí)。
這些案例以解決實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo),以真實(shí)問(wèn)題為載體,以主要任務(wù)為引導(dǎo),讓學(xué)生經(jīng)歷觀察、猜想、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、推理、驗(yàn)證、數(shù)據(jù)分析、直觀想象等過(guò)程,提高發(fā)現(xiàn)與提出問(wèn)題、分析與解決問(wèn)題的能力,獲得數(shù)學(xué)的基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),形成積極的情感、態(tài)度和價(jià)值觀,從而逐步培養(yǎng)核心素養(yǎng)。
讓每個(gè)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(shí)踐的開展現(xiàn)狀
2014 年 6 月,本著對(duì)綜合與實(shí)踐教學(xué)的熱愛,我和我的團(tuán)隊(duì)以初中數(shù)學(xué)活動(dòng)課教學(xué)模式與實(shí)施策略的研究為主題開展綜合與實(shí)踐教學(xué)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(xué)綜合與實(shí)踐嗎?你喜歡上數(shù)學(xué)綜合與實(shí)踐課嗎?你認(rèn)為開展綜合與實(shí)踐活動(dòng)最能發(fā)展哪方面的學(xué)習(xí)能力?等問(wèn)題的問(wèn)卷調(diào)查。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示:99% 的學(xué)生不知道什么是綜合與實(shí)踐,也從來(lái)沒(méi)有開展過(guò)綜合與實(shí)踐活動(dòng)。
2018 年 10 月,我們有幸參加了在北京教育學(xué)院舉辦的全國(guó)骨干教研員和一線教師培訓(xùn)會(huì)。其間,義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組組長(zhǎng)曹一鳴教授的報(bào)告引發(fā)了我對(duì)綜合與實(shí)踐板塊的深入思考。我們向曹教授請(qǐng)教了長(zhǎng)期困擾我們的問(wèn)題:課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置綜合與實(shí)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(xué)中直接跳過(guò)?在征得曹教授的同意后,我們對(duì)參加培訓(xùn)的 54 位教研員和 37 位一線教師進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。結(jié)果顯示,能在考試命題中融入綜合與實(shí)踐內(nèi)容的教研員不足三分之一,在日常教學(xué)中能完整地開展教材中的綜合與實(shí)踐教學(xué)的教師寥寥無(wú)幾。這些數(shù)據(jù)表明,截至 2018 年年底,全國(guó)范圍內(nèi)綜合與實(shí)踐教學(xué)的開展情況并不理想。
二、專家釋疑,明確綜合與實(shí)踐的實(shí)施困難
曹教授對(duì)這一調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了解釋。自 2001 年版課標(biāo)實(shí)驗(yàn)稿起,實(shí)踐與綜合應(yīng)用讓每個(gè)孩子都能成為全面發(fā)展的人就被納入課程,旨在幫助學(xué)生綜合運(yùn)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),解決與生活經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)的、具有挑戰(zhàn)性和綜合性的問(wèn)題,從而發(fā)展其解決問(wèn)題的能力,并加深對(duì)其他領(lǐng)域內(nèi)容的理解。盡管這一階段的課程標(biāo)準(zhǔn)已在一定程度上反映了綜合實(shí)踐的理念,但對(duì)綜合實(shí)踐的內(nèi)涵及其意義的認(rèn)識(shí)仍不夠清晰,相關(guān)要求也較為籠統(tǒng),導(dǎo)致實(shí)際教學(xué)中的實(shí)施存在較大難度!读x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011 年版)》繼續(xù)保留了數(shù)學(xué)課程的四個(gè)領(lǐng)域,并將實(shí)踐與綜合應(yīng)用更名為綜合與實(shí)踐,明確指出這是一種以問(wèn)題為載體、以學(xué)生自主參與為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)。盡管相比 2001 年版課標(biāo)實(shí)驗(yàn)稿更為具體和有指向性,但在實(shí)際教學(xué)中,關(guān)于綜合與實(shí)踐活動(dòng)的原則、程序、能力標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題仍缺乏明確的說(shuō)明。此外,由于缺乏對(duì)這部分內(nèi)容的評(píng)價(jià)說(shuō)明和教學(xué)建議,許多教師不知道如何進(jìn)行教學(xué)和評(píng)價(jià),再加上考試評(píng)價(jià)的影響,綜合與實(shí)踐教學(xué)在具體實(shí)施方面仍面臨挑戰(zhàn)。
曹教授提出,未來(lái)社會(huì)需要的是綜合型和創(chuàng)新型人才,加強(qiáng)課程的綜合性和實(shí)踐性,注重學(xué)科間的關(guān)聯(lián),是落實(shí)黨的教育方針、培育全面發(fā)展人才的必由之路。他鼓勵(lì)廣大教師積極嘗試綜合與實(shí)踐教學(xué),以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的時(shí)代新人。
三、教學(xué)實(shí)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(chǔ)教育教學(xué)研究室(現(xiàn)為河南省基礎(chǔ)教育課程與教學(xué)發(fā)展中心)的指導(dǎo)下,三門峽市率先開展了綜合與實(shí)踐教學(xué)研究,以教材中的數(shù)學(xué)活動(dòng)課題學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)與探究閱讀與思考等學(xué)習(xí)內(nèi)容為切入點(diǎn)開發(fā)主題,或結(jié)合當(dāng)?shù)匚幕、社?huì)熱點(diǎn)、學(xué)生需求等自主開發(fā)主題,通過(guò)優(yōu)質(zhì)課評(píng)選、展示觀摩、研課磨課、市際交流等活動(dòng),探索了綜合與實(shí)踐有效的實(shí)施路徑與教學(xué)模型,并取得了顯著成果。
隨著研究的深入,綜合與實(shí)踐由最初的三環(huán)六步教學(xué)模式到項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的1 3 x模型,教師的角色發(fā)生了變化,他們不僅是知識(shí)的傳授者,還是學(xué)生項(xiàng)目活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、指導(dǎo)者、參與者、評(píng)價(jià)者和激勵(lì)者。學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)情境下綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程,學(xué)會(huì)了合作,學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)。
四、國(guó)家意志,為跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)保駕護(hù)航
2022 年 4 月,*育部印發(fā)了義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 年版)。課程方案強(qiáng)調(diào):加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)生活的聯(lián)系,強(qiáng)化學(xué)科內(nèi)知識(shí)整合,統(tǒng)籌設(shè)計(jì)綜合課程和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。各門課程應(yīng)用不少于 10% 的課時(shí)設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。2022年版課標(biāo)明確了綜合與實(shí)踐以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力為目標(biāo),根據(jù)不同學(xué)段學(xué)生特點(diǎn),以跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)為主,適當(dāng)采用主題式學(xué)習(xí)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式,設(shè)計(jì)情境真實(shí)、較為復(fù)雜的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)學(xué)科和跨學(xué)科的知識(shí)和方法解決問(wèn)題。
初中階段綜合與實(shí)踐領(lǐng)域,可采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式,以問(wèn)題解決為導(dǎo)向,整合數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的知識(shí)和思想方法,讓學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度觀察與分析、思考與表達(dá)、解決與闡釋社會(huì)生活以及科學(xué)技術(shù)中遇到的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,感受數(shù)學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、金融、地理、藝術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域的融合,積累數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),體會(huì)數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值,提高發(fā)現(xiàn)與提出問(wèn)題、分析與解決問(wèn)題的能力,發(fā)展應(yīng)用意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。
課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)的頒布,對(duì)綜合與實(shí)踐是什么為什么教教什么教到什么程度做了清晰的說(shuō)明,標(biāo)志著數(shù)學(xué)課程在全面育人培養(yǎng)全人目標(biāo)上的進(jìn)一步發(fā)展。
五、創(chuàng)新實(shí)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(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動(dòng)方案》,指出:要聚焦核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)科實(shí)踐(實(shí)驗(yàn)教學(xué))、跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)、作業(yè)設(shè)計(jì)、考試命題、綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)等教學(xué)改革重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題,探索不同發(fā)展水平地區(qū)和學(xué)校有效推進(jìn)教學(xué)改革的實(shí)踐模式,總結(jié)發(fā)現(xiàn)一批教學(xué)方式改革成果顯著、有效落實(shí)育人要求的教育教學(xué)案例,遴選一批適用于中西部地區(qū)的教學(xué)改革成果,加大推廣應(yīng)用力度,促進(jìn)成果本土化落地。
河南省基礎(chǔ)教育課程與教學(xué)發(fā)展中心積極響應(yīng)*育部號(hào)召,將一線教師和教研員 5 年來(lái)在綜合與實(shí)踐領(lǐng)域的教學(xué)實(shí)踐匯編成《初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí) 15 例》,以豐富的本土案例,讓一線教師真正理解什么是跨學(xué)科主題學(xué)習(xí),以及如何在自己的教育教學(xué)實(shí)踐中嘗試、摸索、踐行跨學(xué)科主題教學(xué)。
《初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí) 15 例》分為兩部分:第一部分為跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)案例,每個(gè)案例包括主題說(shuō)明學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)科關(guān)聯(lián)活動(dòng)策成果形式及公開方式主題實(shí)施和反思及點(diǎn)評(píng)七個(gè)部分。第二部分展示了案例實(shí)施過(guò)程中對(duì)應(yīng)的學(xué)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(lè)器等,也有實(shí)驗(yàn)報(bào)告、研究報(bào)告、方案設(shè)計(jì)、匯報(bào) PPT、倡議書、小論文、宣傳單等。成果是對(duì)案例的補(bǔ)充,反映了學(xué)生活動(dòng)過(guò)程的真實(shí)性和有效性。
15 個(gè)案例涵蓋社會(huì)養(yǎng)老、交通安全、時(shí)差計(jì)算、方案設(shè)計(jì)、位置確定、模型制作、傳統(tǒng)文化等多個(gè)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(xué)科知識(shí)。這些案例以解決實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo),以真實(shí)問(wèn)題為載體,以主要任務(wù)為引導(dǎo),讓學(xué)生經(jīng)歷觀察、猜想、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、推理、驗(yàn)證、數(shù)據(jù)分析、直觀想象等過(guò)程,提高發(fā)現(xiàn)與提出問(wèn)題、分析與解決問(wèn)題的能力,獲得數(shù)學(xué)的基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),形成積極的情感、態(tài)度和價(jià)值觀,從而逐步培養(yǎng)核心素養(yǎng)。
六、全面育人,是跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的初衷和愿景
《初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí) 15 例》是對(duì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)實(shí)施路徑的有益探索,代表了河南省基礎(chǔ)教育課程與教學(xué)發(fā)展中心在初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)領(lǐng)域的最新研究成果。每個(gè)案例主題鮮明,框架清晰,既有詳細(xì)的實(shí)施步驟,也有對(duì)困難點(diǎn)的分析和解決策略,更有指向?qū)W生活動(dòng)的全程評(píng)價(jià)。教后反思和名師點(diǎn)評(píng)可以讓讀者提前預(yù)測(cè)主題實(shí)施過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,進(jìn)而因地制宜、科學(xué)借鑒。
在開展主題式學(xué)習(xí)的過(guò)程中,學(xué)生的活動(dòng)過(guò)程是開放的,活動(dòng)結(jié)果是未知的。這種不確定性,促使學(xué)生積極探索,在合作中學(xué)習(xí),能夠直面困難、勇于承擔(dān)責(zé)任。在綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和思想方法解決問(wèn)題的過(guò)程中,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的眼光、數(shù)學(xué)的思維、數(shù)學(xué)的語(yǔ)言去觀察、思考和表達(dá)?梢赃@樣說(shuō),10% 的綜合性、實(shí)踐性、探究性跨學(xué)科主題學(xué)習(xí),是發(fā)展應(yīng)用意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,全面落實(shí)立德樹人根本任務(wù)最直接、最有效的方法和路徑。它打破了學(xué)科之間的壁壘,建立了不同學(xué)科知識(shí)之間的有效關(guān)聯(lián),提升了學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,落實(shí)了新課標(biāo)倡導(dǎo)的做中學(xué)用中學(xué)創(chuàng)中學(xué)的學(xué)習(xí)理念。
由于參與學(xué)校包括城市和農(nóng)村學(xué)校,背景多樣,水平層次不一,書中可能存在表達(dá)不夠精準(zhǔn)之處。編者誠(chéng)邀讀者在閱讀過(guò)程中提出寶貴意見和建議。我們希望《初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí) 15 例》這本書能為您開展綜合與實(shí)踐教學(xué)打開一扇窗,幫助您找到跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)有效的研究路徑和方法,使跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)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(dòng)。
鮑聰曉 楊 麗
第一部分 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)案例
導(dǎo)讀 《初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí) 15 例》案例的設(shè)計(jì)與實(shí)施框架解讀.......... 003
案例 1 日歷中的奧秘融合整式加減運(yùn)算的教學(xué)實(shí)踐..................................... 016
案例 2 彩陶模型的制作融合圖形變化和視圖的教學(xué)實(shí)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(xué)實(shí)踐........................................................................................................... 044
案例 4 地磚鋪設(shè)與平面鑲嵌融合多邊形內(nèi)角和的教學(xué)實(shí)踐......................... 069
案例 5 穿越北京中軸線融合用平面直角坐標(biāo)系表示地理位置的教學(xué)實(shí)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(xué)實(shí)踐..................... 119
案例 7 探秘音樂(lè)之聲融合函數(shù)和視圖的教學(xué)實(shí)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(biāo)系和三視圖的教學(xué)實(shí)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(xué)實(shí)踐......................... 171
案例 10 桿秤中的數(shù)學(xué)融合一元一次方程的教學(xué)實(shí)踐.................................... 210
案例 11 時(shí)差中的數(shù)學(xué)奧秘融合有理數(shù)加減運(yùn)算的教學(xué)實(shí)踐....................... 228
案例 12 設(shè)計(jì)跑道融合弧長(zhǎng)和圓心角計(jì)算的教學(xué)實(shí)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(xué)實(shí)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(xué)實(shí)踐................... 280
案例 15 用經(jīng)緯度表示地理位置融合平面直角坐標(biāo)系的教學(xué)實(shí)踐............... 299
第二部分 跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)學(xué)生創(chuàng)新成果
導(dǎo)讀 《初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí) 15 例》成果簡(jiǎn)述.............................................. 323
成果 1 《日歷中的奧秘融合整式加減運(yùn)算的教學(xué)實(shí)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(xué)實(shí)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(xué)實(shí)踐》成果展示.......................................... 345
成果 4 《地磚鋪設(shè)與平面鑲嵌融合多邊形內(nèi)角和的教學(xué)實(shí)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(biāo)系表示地理位置的教學(xué)實(shí)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(xué)實(shí)踐》成果
展示.............................................. 359
成果 7 《探秘音樂(lè)之聲融合函數(shù)和視圖的教學(xué)實(shí)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(biāo)系和
三視圖的教學(xué)實(shí)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(xué)實(shí)踐》成果展示.............................................. 377
成果 10 《桿秤中的數(shù)學(xué)融合一元一次方程的教學(xué)實(shí)踐》成果展示........... 388
成果 11 《時(shí)差中的數(shù)學(xué)奧秘融合有理數(shù)加減運(yùn)算的教學(xué)實(shí)踐》成果展示............................................ 391
成果 12 《設(shè)計(jì)跑道融合弧長(zhǎng)和圓心角計(jì)算的教學(xué)實(shí)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(xué)實(shí)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(xué)實(shí)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(biāo)系的教學(xué)實(shí)踐》成果
展示............................................ 407