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        STEM視野下人教版和冀教版數(shù)學(xué)教材的對比

        2023-08-22 01:16:48張悅
        關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)教材一次函數(shù)

        張悅

        [摘? 要] STEM教育是一種集科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)于一體的綜合課程教育,在資優(yōu)教育、學(xué)習(xí)創(chuàng)新、持續(xù)性動機(jī)影響因素、教師能動性等方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,是數(shù)學(xué)教育改革的關(guān)鍵,是新時代改革發(fā)展的需要. STEM課程是實現(xiàn)STEM教育的有效手段. 文章就人教版和冀教版數(shù)學(xué)教材“一次函數(shù)”中的教學(xué)目標(biāo)、知識導(dǎo)入、知識點(diǎn)、習(xí)題、數(shù)學(xué)活動等方面進(jìn)行對比,分析兩個版本數(shù)學(xué)教材的優(yōu)勢和不足,以期構(gòu)建高效的STEM課程.

        [關(guān)鍵詞] STEM;數(shù)學(xué)教材;一次函數(shù)

        STEM教育的目的是促進(jìn)學(xué)生成為科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的終身學(xué)習(xí)者. 順應(yīng)國際基礎(chǔ)教育課程改革的趨勢,中國基礎(chǔ)教育階段也在不斷推進(jìn)STEM教育與數(shù)學(xué)學(xué)科的融合,讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)的綜合應(yīng)用過程,體驗數(shù)學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、工程等學(xué)科知識、技能在解決問題時的整合過程[1]. 但是目前為止,指導(dǎo)STEM教育理念教學(xué)的教材還未出版,那我們應(yīng)該如何推進(jìn)STEM教育的數(shù)學(xué)學(xué)科融合呢?

        基于此,筆者選取初中數(shù)學(xué)“一次函數(shù)”部分知識,對人教版和冀教版該部分內(nèi)容從多個維度進(jìn)行對比分析,為我國STEM課程實踐提供有效指導(dǎo).

        對比研究

        1. 研究對象

        函數(shù)是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),一次函數(shù)是學(xué)習(xí)各類函數(shù)的起點(diǎn),它反映了函數(shù)的特點(diǎn)、思維方式、研究方法及應(yīng)用模式. 這部分內(nèi)容與科學(xué)、工程和技術(shù)都有著密切的聯(lián)系,是一節(jié)典型的STEM課程. 下面,筆者對比研究人教版和冀教版教材的這部分內(nèi)容,旨在為STEM課程的有效開展提供參考.

        2. 教學(xué)目標(biāo)

        3. 人教版和冀教版教材的對比

        (1)導(dǎo)入對比

        人教版:在學(xué)習(xí)函數(shù)、正比例函數(shù)的基礎(chǔ)上,選取“登山隊員登山”的問題情境,得出登山隊員在登山過程中氣溫y(單位:℃)隨高度x(單位:km)變化的規(guī)律. 通過幾組具有類似關(guān)系的問題情境,引出一次函數(shù)的概念和表達(dá)式:y=kx+b(k≠0).

        冀教版:在學(xué)習(xí)函數(shù)(探索了變量間的關(guān)系)的基礎(chǔ)上,先選取“彈簧伸長”問題情境,尋找彈簧長度y隨物體質(zhì)量x變化的規(guī)律并將其填入表格,又通過“汽車耗油”的問題情境引出一次函數(shù)的概念和表達(dá)式:y=kx+b(k≠0),并得出b=0時一次函數(shù)變?yōu)檎壤瘮?shù).

        (人教版和冀教版教材的導(dǎo)入對比見表1)

        (2)知識點(diǎn)對比

        詳見圖2、圖3和表2.

        (3)習(xí)題對比

        借鑒鮑建生綜合難度模型,對人教版45道習(xí)題和冀教版47道習(xí)題進(jìn)行分析,包括兩個版本難度因素量化比較(如表3所示)和雷達(dá)圖模型比較(如圖4所示).

        從圖4可以看出,人教版的“運(yùn)算”“知識含量”這兩個因素高于冀教版;“背景”“探究”“推理”這三個因素低于冀教版. 在STEM中體現(xiàn)為人教版教材重視數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)知識的培養(yǎng),冀教版教材注重在科學(xué)情境中進(jìn)行教學(xué),以及推理能力、科學(xué)探究能力的培養(yǎng).

        (4)數(shù)學(xué)活動

        人教版和冀教版教材數(shù)學(xué)活動對比如表4所示.

        人教版和冀教版教材的整體比較

        人教版教材的優(yōu)勢:利用生活情境導(dǎo)入,有利于學(xué)生對一次函數(shù)的理解和掌握;知識點(diǎn)更全面,注重知識點(diǎn)的講解和知識間的內(nèi)在聯(lián)系,有利于學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識;習(xí)題的設(shè)計更注重數(shù)學(xué)運(yùn)算等基本技能的練習(xí);豐富的數(shù)學(xué)活動側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、科學(xué)探究意識、信息技術(shù)、解決實際問題的能力.

        人教版教材的不足:知識點(diǎn)的編排比較全面、細(xì)致,這樣不利于學(xué)生主體作用的發(fā)揮和思維的拓展,系統(tǒng)化的編排形式可以讓學(xué)生快速地掌握一次函數(shù)有關(guān)知識,但是不利于學(xué)生創(chuàng)造性品質(zhì)的培養(yǎng)和數(shù)學(xué)能力的發(fā)展. 科學(xué)探究和信息技術(shù)有所涉及,但是不夠深入和成熟,學(xué)生只是淺顯地了解.

        冀教版教材的優(yōu)勢:利用科學(xué)探究情境導(dǎo)入,注重學(xué)生探究精神的培養(yǎng);知識點(diǎn)少而精,多處留有余地供學(xué)生思考、探究,有利于學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展;習(xí)題設(shè)計注重問題背景,從個人生活、公共常識、科學(xué)情境等背景出發(fā),更有利于學(xué)生對知識的內(nèi)化和整體把握;數(shù)學(xué)活動形式簡單,但注重學(xué)生的合作交流和開放性思維的培養(yǎng).

        冀教版教材的不足:知識點(diǎn)相對較少,造成對核心概念的強(qiáng)化力度不夠,初中階段部分學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思考能力還不夠完善,需要通過知識間的聯(lián)系和數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建來培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).

        總結(jié)

        本文通過對人教版和冀教版教材的對比,發(fā)現(xiàn)人教版教材滲透的STEM教育理念多是“科學(xué)”“技術(shù)”“數(shù)學(xué)”三方面的內(nèi)容,其中“科學(xué)”“技術(shù)”雖有滲透,但與教材中內(nèi)容的結(jié)合不夠深入. 冀教版教材滲透的STEM教育理念多為“科學(xué)”“數(shù)學(xué)”. 兩版本教材在“工程”上還未涉及,在教學(xué)實踐中教師可以探索如何將工程設(shè)計納入教學(xué)設(shè)計. 基礎(chǔ)教育應(yīng)在繼承傳統(tǒng)教育發(fā)展模式的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新和發(fā)展,而STEM教育則為我們帶來了更具綜合性和創(chuàng)新性的教學(xué)理念.

        參考文獻(xiàn):

        [1]胡焱,蔣秋. 數(shù)學(xué)教育與STEM(STEAM)教育的融合:機(jī)遇與挑戰(zhàn)——基于數(shù)學(xué)教育與STEM(STEAM)教育國際學(xué)術(shù)研討會[J]. 數(shù)學(xué)教育學(xué)報,2019,28(06):92-94.

        [2]曾令鵬,葉育樞. 香港地區(qū)STEM教育與小學(xué)數(shù)學(xué)的深度融合及啟示[J]. 課程·教材·教法 ,2019 ,39(05):139-143.

        [3]呂世虎. 中學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)與教材研究[M]. 北京:高等教育出版社,2015.

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