基于STEM理念的中职数学项目化教学的实践探索——以“对数函数及其图像与性质”教学为例.pdf

数学探究SHUXUE TANJIU 教师TEACHER 0482023 年 11 月Nov.2023为贯彻落实国家职业教育改革实施方案，进一步完善职业教育国家教学标准体系，指导中职学校深化教学改革，提高人才培养质量，2020年1月20日，中等职业学校数学课程标准提出，中等职业学校数学课程的任务是使中等职业学校学生获得进一步学习和职业发展所需要的数学知识、数学技能、数学方法、数学思想和活动经验；具备中等职业学校数学学科核心素养，形成在继续学习和未来工作中运用数学知识和经验发现问题的意识、运用数学的思想方法和工具解决问题的能力；具备一定的科学精神和工匠精神，养成良好的道德品质，增强创新意识，成为德智体美劳全面发展的高素质劳动者和技术技能人才。在新课程改革背景下，项目化教学已成为我国教师探讨的热点，将STEM 教育理念融入中职数学教学中，可有效激发学生的学习兴趣，促使学生在真实情境中解决实际问题，是中职数学教学创新发展的必然路径。一、基于STEM 理念的中职数学项目化教学设计原则（一）综合性原则“综合性原则”在基于 STEM 理念的中职数学项目化教学设计中居于核心地位。这一原则旨在连接科学、技术、工程和数学等领域的知识和技能，实现跨学科的整合。综合性原则强调的不仅仅是单一学科的知识和技能，而是能融合并应用多学科的知识和技能来解决问题。在数学教学中，综合性原则主张通过实际项目将数学知识与科学、技术、工程等领域紧密结合。在这个过程中，数学知识不再是抽象的和孤立的知识，而是解决实际问题的工具。通过综合应用各学科知识，学生可以更深入地理解数学概念和理论，并体验到其在实际生活和工作中的应用。开展实践项目是实施综合性原则的有效方式。通过设计涵盖多学科知识的实践项目，学生能够在解决实际问题的过程中运用数学知识，同时理解并掌握科学、技术和工程知识。在这个过程中，学生的数学综合应用能力和实际操作技能得到了提升。教师在遵循综合性原则时，需要对教学内容和教学过程进行综合设计。教师在选择教学内容时，应选择能够展示数学与其他学科联系的内容。在教学过程设计上，教师需要设计能引导学生发现问题、分析问题、解决问题的学习活动，让学生在动手操作的过程中理解和掌握知识。（二）协作性原则在基于STEM理念的中职数学项目化教学设计中，“协作性原则”扮演着关键角色。这一原则强调学生应当通过团队合作来掌握和运用知识，理解新概念，解决复杂问题，完成具体的项目任务，进而实现目标。同时，协作性原则背后的理念是要认识到学习是一种社会性的活动，而非孤立的过程。学生在与他人的交往中构建知识体系，分享观点，对信息进行分析和评判，这是深化理解、创新思考的重要途径。在团队合作中，学生将有机会将数学理论应用到实际的、多学科的问题上，进一步增强数学知识学习的实践性和综合性。在协作性原则指导下，每个学生都被视为团队的重要成员，他们通过相互合作、共享资源和信息来共同完成任务。这种方式摘 要：STEM 教育理念是指连接科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四个领域的教育，其目的在于培养学生的创新能力和跨学科思维方式。中职数学教学中融入 STEM 教育理念，可以丰富数学教学形式，促进学生对数学知识的理解与运用。文章以中职数学课程中“对数函数及其图像与性质”一课为例，首先阐述其设计原则，然后分析中职数学项目化教学存在的问题，最后探讨基于 STEM 理念的中职数学项目化教学。以期将教学内容、学生、教师紧密结合在一起，使学生通过完成学习项目，获得知识、技能、态度和价值观的综合发展。作者简介：陈丽珍（1982），女，福建三明人，讲师，本科，研究方向：中职数学。中图分类号：G633.6 文献标识码：A 收稿日期：2023-07-18 文章编号：1674-120X（2023）33-0048-03关键词：STEM 理念；中职数学；项目化教学陈丽珍（福建经贸学校，福建泉州362000）基于 STEM 理念的中职数学项目化教学的实践探索以“对数函数及其图像与性质”教学为例数学探究0492023 年 11 月不仅能让学生从他人那里学习到新的知识和技能，同时也让他们有机会提升自己的领导力、沟通技巧、问题解决能力以及批判性思考能力。值得注意的是，基于协作性原则的教学不是简单地让学生在一起工作，而是要在教师的指导下，通过明确的目标和结构化的流程，促发学生积极参与和深度学习。（三）问题导向原则“问题导向原则”是基于 STEM 理念的中职数学项目化教学设计的关键元素。这一原则强调教学活动应以真实或仿真的问题为基础，引导学生主动探索、发现问题、寻求解决方法，从而实现对知识与技能的深度学习。问题导向原则体现了学习的目的性和实践性，教师以问题为导向，让学生明确地看到数学知识在解决实际问题中的重要作用，从而提高他们对数学学习的兴趣和动力。在面对实际问题时，学生需要运用数学知识和技能，同时还需要应用科学、技术、工程等其他领域的知识，这样的学习过程符合STEM理念的跨学科整合目标。同时，基于问题导向原则的项目化教学设计并不是简单地让学生回答问题，而是要让他们学会如何发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。1在这个过程中，学生会逐渐提高自身的批判性思考能力、问题解决能力、自我学习能力等重要的核心能力。在实施问题导向原则时，教师需要设计一系列以问题为核心的学习活动，例如案例研究、问题解决、项目制作等。这些活动应该有足够的挑战性，能够刺激学生的思维，引导他们积极参与并主动探索。总的来说，问题导向原则为中职数学项目化教学设计提供了一个重要的方向。通过实施这一原则，数学学习将更富有意义和挑战性，更加符合 STEM理念的教育目标。二、中职数学项目化教学存在的问题（一）项目化教学流于形式首先，部分项目的选择可能缺乏充分的科学依据和教学设计的理论支持。部分教师在选择教学项目时，可能没有进行系统的需求分析和目标设定，而是根据个人经验或主观偏好来决定项目的主题和任务。这种具有随意性和主观性的选择可能导致教学内容、学习任务与学生的实际需求和能力水平不匹配。其次，部分项目的选择可能缺乏科学的评估和验证。部分教师可能没有充分考虑项目的可行性和有效性，没有进行系统的评估和调研。这导致项目选择的依据不够科学，无法确保项目的实施效果。最后，部分项目的选择可能忽视了学生的兴趣和参与度。部分教师可能没有充分了解学生的背景、兴趣和学习需求，而是将教师决定的项目主题和任务强加给学生。这种不考虑学生主体性和个体差异的项目主题选择方式可能会导致学生对项目缺乏兴趣和动力，影响他们的学习参与度和学习效果。（二）教学评价相对单一首先，部分教学项目评价依据主要是学生的成果和表现，忽视了学生学习的过程是和思维能力的培养。教师通常只关注学生的答案是否正确，而较少关注学生的解题思路、探究过程和创新能力的发展。这种单一的评价方式无法全面了解学生的学习情况和能力发展。其次，教学评价可能缺乏多样性和灵活性。部分教师往往采用传统的笔试或口头测试方式进行评价，这种方式只能评估学生的记忆力和应试能力，难以评价学生的综合能力和实践应用能力。此外，评价内容可能过于固定，缺乏针对性和个性化，无法全面评估学生的学习成果和能力发展。最后，教学评价可能过于量化和结果导向。2部分教师倾向于使用数字化的评价指标和等级来评估学生的学习成绩，而忽视了学生的个体差异和发展潜力。这种结果导向的评价方式可能会给学生带来压力，限制了他们的自主学习能力的提升和创造性思维的发展。（三）学生缺乏合作机会一方面，学生在项目中缺乏合作交流可能导致他们难以充分发挥各自的优势和专长。例如，在“对数函数及其图像与性质”一课的教学中，学生可能在图像绘制和图像性质分析方面有不同的观点和见解。然而，由于缺乏合作交流的机会，学生无法充分分享和讨论自己的想法，无法相互启发和补充，从而限制了他们学习思维的发展。另一方面，缺乏合作交流会导致学生在项目中缺乏团队合作的能力。项目化教学强调学生的主动参与和合作探究，而合作交流是培养学生团队合作能力的重要途径。例如，在“对数函数及其图像与性质”一课的教学中，学生可以在小组内共同研究对数函数的性质，并共同解决问题。在学习中如果缺乏合作交流的机会，学生可能更多地依靠个人努力解决问题，无法发展团队合作的能力。三、基于 STEM 理念的中职数学项目化教学策略以“对数函数及其图像与性质”一课教学为例（一）创设情境，明确任务在中职数学项目化教学中，创设情境和明确任务是引导学生深入探究和实践的重要环节。首先，科学创设情境，使之与实际问题相融合。例如，教师在教学时引入音频信号的衰减、地震强度的测量或者化学反应的pH 值测定等实际问题，将其与对数函数的理论知识有机结合，引导学生自然地、深入地理解和掌握对数函数及其图像与性质的知识。在这个过程中，教师要着重讲明对数函数在实际生活中的应用价值，告诉学生如何运用对数函数去解决实际问题，这样的教学方式能够帮助学生激发学习兴趣，提高他们的动手实践能力。其次，明确任务目标。在对数函数及其图像与性质的教学中，教师需要将理论知识与实践操作有机结合起来，明确学生需要掌握的技能和解决问题的方法。例如，教师可以布置一个项目任务，要求学生通过研究对数函数解决一些复杂的实际问题，如预测经济增长或衡量声音的强度等。在完成这个任务的过程中，学生需要运用对数函数数学探究0502023 年 11 月的知识，通过数据分析、函数建模等方式，来完成具有挑战性的任务。通过这种方式，学生可以在实践中深入理解和运用对数函数的知识，从而提升他们解决问题的能力。最后，注重教学过程中的情境变化和教学策略调整。情境的变化可以为学生提供更多样的学习体验，激发他们的学习兴趣，同时也可以帮助他们在不同的情境中找到对数函数的应用价值。在“对数函数及其图像与性质”一课的教学中，教师可以根据教学内容的不同，设计不同的情境，教师可以设计一些与生活、工作等实际情境相关的问题，如设计城市的人口增长问题，引导学生思考如何使用对数函数来描述和分析人口增长趋势。让学生在解决问题的过程中，实际感受和体验对数函数的应用。同时，教师在教学过程中还需要根据学生的学习反馈，及时调整教学策略，如学生在学习对数函数的过程中遇到困难，教师可以通过变换教学策略，如提供更详细的解释、示例或者提供更多的实践机会，帮助学生克服学习难题，深化他们对对数函数及其图像与性质的理解和掌握。（二）解决问题，合作探究首先，教师要将问题解决思维引入教学。以“对数函数及其图像与性质”一课的教学为例，教师在设计项目时，可以实际问题为出发点，例如金融领域的复利计算问题、生态学领域的种群增长问题等，这些问题都可以使用对数函数解决。通过这种方式，教师不仅可以引导学生理解对数函数的理论知识，同时也可以帮助学生看到数学知识在实际生活中的应用，从而增强他们解决实际问题的能力和信心。其次，教师要将合作学习融入教学设计中。在对数函数及其图像与性质的教学中，教师可以设计一些需要团队合作完成的项目任务，比如将学生分组对某一实际问题进行分析和建模。在这个过程中，学生需要学会协作和分享，将个人的知识和技能用于团队的项目完成中。3每个团队成员都需要承担一定的责任，同时也需要听取其他团队成员的意见和建议，共同推进项目的进行。这种方式不仅可以让学生在合作中学习到更多的知识，同时也可以培养他们的团队协作能力和交流沟通能力。最后，教师应注重学生在项目化教学中的主动性和创新性。教师应鼓励学生在解决问题的过程中勇于挑战、勇于创新、不怕失败。教师应引导学生理解失败和错误是成功的必经之路，是学习和进步的阶梯，只有通过不断尝试和摸索，才能找到解决问题的最佳方法，才能真正掌握和应用好对数函数及其图像与性质的知识。（三）注重评价，促进发展首先，教学评价应注重学生思维发展的多样性和个性化。在“对数函数及其图像与性质”一课的教学中，教师应采用多样化的评价方式，如作品展示、口头汇报、学习笔记等，充分展现学生的思维发展和学习成果。例如，在学习对数函数的图像时，教师可以要求学生设计并绘制自己的对数函数图像，并解释其特点和性质。这样的评价方式，可以鼓励学生发展独立思考、创造性解决问题的能力，促进他们的思维发展。4其次，教学评价应注重对学生的思维过程和解决问题能力的评估。在项目化教学中，教师不仅要关注学生对问题的答案和结果，更要关注他们的思考过程和解决问题的能力。例如，在“对数函数及其图像与性质”一课的教学中，教师可以通过观察学生在图像绘制过程中的思考和决策，评估他们对对数函数特性的理解和运用。通过这样的评估，教师能够了解学生的思维方式、解决问题的策略，有针对性地指导和促进他们的思维发展。最后，教学评价应注重提供及时的反馈和指导。在项目化教学中，教师的反馈和指导对学生的思维发展至关重要。教师应及时对学生的作品和表现给予评价，指出他们的优点和需要改进之处，并提供具体的建议和指导。例如，在学生展示对数函数图像时，教师可以对学生的图像进行评价和反馈，帮助他们发现不足之处并提供改进的方向。通过及时的反馈和指导，学生能够更好地调整和改进自己的思维方式和解决问题的策略，从而促进他们的思维发展。四、结语综上所述，基于STEM 理念的项目化教学不仅可以为学生提供更多的动手操作、合作交流和解决问题的机会，而且可以提升学生的创新思维和实践能力，促进学生核心素养的形成。在项目化教学中，教师要注重挖掘教材中蕴含的数学知识，将其与现实生活紧密联系起来，通过“做”与“学”来提高学生的学习兴趣。教师要以STEM 理念为指导，将知识技能的学习与人文精神的培养相结合，让学生在“做”中学、在“学”中悟。同时，在项目化教学中，教师要善于利用各种教学资源，灵活运用各种教学方法，让学生在项目化学习过程中获得知识技能、学习态度和价值观的综合发展。参考文献：1 温灿灿.探究项目教学法在中职数学教学中的应用J.数理化解题研究，2022（18）：49-51.2 倪 磊.项目教学法在中职“数控加工实训”教学中的应用 J.装备制造技术，2022（4）：218-221.3 梁丽霞，毕维娜.STEM 视觉下的中职数学教学方法研究 J.同行，2022（24）：52-54.4吴敏灵.STEM课程理念下的中职数学生活化教学J.科教导刊-电子版（中旬），2021（1）：205-206.