初中数学开展项目式学习引起的教与学方式变革

赵桐

【摘要】项目式学习是一种选题源自于生活，以教材中知识为背景，项目驱动，任务导向的新型教学模式，可以发挥学生主体地位和创新性，也是未来教学模式发展的趋势。由于项目式学习目前在常规数学课堂教学中应用较少，本《二维码探秘》系列课程基于七年级数学教材，从生活中的二维码出发，引导学生探究问题。有别于传统课堂教学，《二维码探秘》课程让学生们自己发现问题、提出问题，以小组形式讨论并解决问题，取得了很好的效果，在教师的教与学生的学两方面进行了很大的变革。该项目培养了学生的问题意识、合作意识以及创新意识。项目由研发成员自主原创，紧贴数学学科核心素养，跨学科、可扩展性强，并且具有很强的推广性。

【关键词】项目式学习  二维码探秘  方式变革

【中图分类号】G633.6   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2023）08-0124-03

项目式学习是一种学生主导，教师加以引导的新型教学方法。巴克（Buck）教育研究所把以课程标准为核心的“项目学习”（standards-focused PBL）描述为一套系统的教学方法[1]。它通常是一个对生活中实际问题的完整的研究过程。在这个过程中，学生们组成小组，在完全开放的情况下，针对一个情境，自主发现问题、提出问题，并利用已有知识分析问题并解决问题。学生在整个过程中充分合作，并以新颖，区分于传统教学的方式进行探究并呈现成果，淡化教师的权威性和主导性[2]。项目式学习相比于传统课堂教学，更强调学生们在试图解决问题的过程中发展出来的技巧和能力，包括问题意识、合作能力、知识迁移能力等等[3]。项目式学习过程最初是为了医学教学而发展出来的，而后广为传播，应用到了各个学科的教學之中。

2022年4月21日新课标修订后，更加强调了“综合与实践”这个内容领域。初中阶段“综合与实践”领域可采用项目式学习的方式，以问题解决为导向，整合数学与其他学科的知识和思想方法[4]。这也意味着，在初中数学的教学中，项目式学习会在今后占据越来越重要的地位。

当下，国内外已经对于项目式学习进行了很多有意义的开发与实践。从结果上看，成功的项目式教学案例均可以得到学生正向的反馈，学生的学习热情均得到了极大的提升。同时，项目式学习也可以提升学生分析问题、解决问题的能力、合作共赢的能力以及课堂的参与度，这样的教学模式是一个风向标，引导未来教育教学的发展方向。

项目式学习的教学方式在常规课堂的教学中应用相对较少 。目前数学学科已有的项目式教学尝试中，多数应用在小学数学中，少有的一些中学数学研究中，都是让学生对于一些简单课题进行了分析。《二维码探秘》系列课程以七年级上册第一章《有理数》为背景，以当今生活中随处可见的二维码为大情境，让学生自主发现问题、分析问题并通过已有知识解决问题，取得了很好的效果。

1.《二维码探秘》项目设计缘由

设计本系列课程的目的，是要让项目式学习区分于传统的数学课堂教学，即起到变革教师的教法和学生的学法的作用。

从生活情境上看，现代科技发展迅速，二维码等科技产品在生活中应用越来越广泛。但大多数人只会扫码使用，并不知背后原理。对于充满好奇心和求知欲的初中学生，提出二维码探秘的课题，能够引起学生们的兴趣和好奇心。教师也可以借此引导学生多用数学的眼光观察生活。

从知识内容来看，《二维码探秘》是在学生学习了有理数的运算以及科学记数法以后接触到的知识。该项目也补充了二进制、十进制的原理及相互转化等书本外的知识。学生可以提高有理数的加、减、乘、除、乘方运算的能力，也会对二进制及进制间的转换有更加深刻的理解。

从学习过程来看，本课程更看重学生的主体性，即教师引导学生去自主、独立地完成一个完整的、开放性的实际问题，充分发挥学生的主观能动性。同时，学生会分成小组，合作完成诸多任务，培养学生的合作精神，这也是项目式学习和传统课堂教学相比最大的变革之处。

从学科素养来看，本课程树立了“教学活动”的观念，围绕培养学生的问题意识设计教学，为学生“创造性的学”提供了条件。学生在掌握知识的同时，也学会了研究问题的方法，培养了发现问题、提出问题并利用已有知识分析和解决问题的能力，渗透了数学建模、数学运算等数学素养。

2.项目教学环节设计及实施

2.1引导课

教师明确本节课研究主题——《二维码探秘》，引导学生做课前准备，并引导学生进行分组。各个小组确定小组长并督促组员对自己感兴趣的部分查阅资料适当准备。

引导课中的学生准备环节是必要的，可以让学生明确研究主题——二维码。

2.2 中期研究课

2.2.1 课堂预热，实例引入

教师首先从生活实例引入，通过问题预热课堂，引起学生们的兴趣。“生活中，你们在哪里见过二维码，能举例说说吗？”学生积极举手发言，教师肯定学生的发言，展示常见二维码并引导学生思考。

课堂预热的环节是学生们最热烈，同时也是畅所欲言的环节。教师抛出问题，充分发挥学生的主观能动性。教师通过此过程可以充分调动学生的积极性，达到课堂预热效果。生活中处处可见二维码，教师借助此环节可以引导学生观察生活。

2.2.2提出问题，总结归纳

教师首先向同学们提出主线任务：设计校园身份二维码。该问题的提出可以引发学生思考：首先需要解决哪些问题？教师接下来引导学生提出问题，根据学生的发言适时点评、整理。所有学生发言结束后，师生一起整理归纳，教师引导学生将这些问题由易到难排序。

此过程是项目式学习的一个主要变革，是学生从传统的教师提出问题，学生解决问题到学生发现问题、提出问题的转变。通过教师的层层设问，引发学生的思考，锻炼学生自己提出困惑，把大问题拆解成小问题并逐一解决的能力。该环节还可以增强学生的思维以及语言表达能力。

2.2.3查阅资料，交流分享

教师引导学生们整理好问题后，便可以引导学生以小组为单位，上网查阅资料，合作解决问题。教师巡视，并适时指导每一个小组。

学生小组讨论结束后，教师从易到难提问学生的讨论成果，引导学生从“二维码是什么”“二维码各部分表示含义”“二进制与十进制”等角度进行分享，并适时进行补充。

小组活动查阅资料环节及学生分享环节可以把舞台交给学生，让学生成为课堂的主体；同时通过展示的顺序可以由浅入深，让同学们从二维码的组成开始，逐渐深入了解二维码中的真谛——二进制，以及二进制与十进制之间的关系。

2.3成果展示课

教师下发组间互评单，引导学生按照相应顺序进行小组展示，教师适时点评。小组展示的同时，台下的同学听台上的同学分享，拓宽知识面，反思自己小组存在的不足，完成组间互评。每组发言结束后，教师引导其他小组的同学提出问题，与展示的小组组员进行交流。

在全部小组展示结束后，教师引导学生们进行反思和个人自评，结束本节课。

学生展示环节可以让学生成为课堂的主体，发挥学生的主体性；该环节还可以增强学生的创造力、想象力、查阅资料能力、小组合作能力以及语言表达能力等。每组展示结束后，教师也把评价的机会交给学生，教师作补充，调动学生的积极性。课堂上，学生也进行了激烈的思想碰撞，达到了很好的效果。

图1  各组学生幻灯片成果展示图

3.《二维码探秘》教学反思

3.1主题目标一致性

本项目的主题是教师教学和学生学习方式的变革。本项目注重任务的提出、分析、解决的过程中，培养学生问题意识和创新意识，在小组合作的学习过程中，提高学生的表达及协作能力。项目的实施过程契合了项目的主题和目标，体现如下：

针对项目第一個任务“在学校里，设计一个代表自己身份的二维码”，师生共同讨论可能面临的困难，并将困难分类，接着讨论如何逐个击破。在查阅资料、合作交流、动手实践等活动中，二维码的原理以及与数学的根本联系逐渐清晰。在此过程中，学生们也可以体会面对任务如何分析问题，如何与团队合作完成任务。

项目第二个任务“自选课题，小组合作完成，第二次课展示”，鼓励学生思考，增强学生的创新意识，鼓励学生提出问题。第二个任务展示的评价标准也以学生为主，教师做适当指导。整个过程学生充分体会到自主性以及与同伴的合作性，以此增强学生的基本活动经验。

3.2教学过程

本系列课程的一项重要变革在于教学过程的变革。教师不再像传统课堂教学一样传授知识，而是更多起到辅佐的作用，让学生成为课堂的主导者。这样的教学过程无疑是新颖的，值得借鉴与推广，具有可迁移性。

在三个阶段的教学中，还存在细节上的问题，例如二维码的异同这一问题位置相对靠后，不利于整节课的连贯。在讨论后决定将此问题放在课堂引入环节，在学生认识二维码的过程中即可提出。

3.3学生学习过程

学生的学习过程中，本项目做到了以下几点：

第一，由学生自主发掘生活中的二维码，预热课堂，进一步引起学生兴趣。

第二，由学生自主提出设计二维码所需要解决的问题，锻炼了学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，不再依赖教师的既有思路，而是由学生自主设计。

第三，由学生分组展示他们设计的二维码，并介绍亮点和遇到的问题，充分发挥学生的主动性。学生多种多样的设计引发了大家的思考和讨论，也对其他组起到了启发的作用。

在学生学习、讨论的过程中，也有一些值得后续完善的地方。当学生讨论过程中碰到共性问题时，教师需及时让大家停止活动，并由大家讨论解决的方法，及时解决共性问题。

4.结语

本案例以七年级上册《有理数》为背景，以当今生活中的二维码为大情境，让学生们组成小组，提出问题，通过小组讨论，用已有知识创新性地解决问题，取得了很好的效果，对原有的教法和学法进行了很大程度的变革，为后续项目式学习的推动起到了很好的示范作用。对比国内外同类成果，本成果有以下优势：

4.1原创性强

借助七年级学生学习有理数运算的时机，以生活中学生常见常用的二维码为问题出发点，紧密联系社会生活实际，深入调研二维码相关背景知识，结合学生知识学习阶段及思维发展特点，针对七年级学生，小组研发成员完全原创、自主提出并设计了这一项目。

4.2紧贴学科核心素养

本成果围绕初中学生的数学学科核心素养，通过学生主动提出问题、积极分析问题、动手解决数学问题，培养学生数感，增强学生数学运算能力，同时增进学生对进制的诞生等数学史的了解，提高学生学习数学的兴趣，培养学生发现、提出、解决问题的能力。

4.3跨学科、可扩展性强

本成果以数学学科为核心，选择生活中常见的二维码为载体，应用范围广，可扩展性强。在具体实施过程中，可进行分层项目设置，并与计算机、生物、历史、地理、美术等学科结合，实现跨学科、有实际成果的项目式教学目标。

4.4可复制、推广

本项目以学生熟悉的二维码为问题载体，带领学生探索二维码背后的数学原理，并在了解原理的基础上进行简单应用，贴近学生生活实际，学生普遍兴趣浓厚，适合各类学校学生选用。项目内容为不同程度的学生提供了可发展的空间，因此易于复制和推广。

参考文献：

[1]美国巴克教育研究所任伟.项目学习教师指南： 21世纪的中学教学法，A guide to standards-focused Project based learning for middle and high school teachers： Project based learning handbook[M]. 教育科学出版社，2008.

[2]王鉴.论翻转课堂的本质[J].高等教育研究， 2016，37（8）：53-89.

[3]白雪峰.开展项目式学习实验研究 发展学生数学核心素养[J].新课程教学：电子版，2021（21）：13-16.

[4]曹一鸣，廖辉辉.《义务教育数学课程标准（2022年版）》的变化及教学启示[J].福建教育，2022（19）：21-24.