基于深度学习的初中数学项目式学习策略研究

摘要：项目式学习是一种新型的教学方法，能提升学生自主探究的意愿，让学生在探究中学习、理解知识，并提升学生学习能力。项目式学习模式能促进学生的深度学习。在分析基于深度学习的初中数学项目式学习模式的价值的基础上，提出整合项目目标、驱动深度思考、预设学习过程等构建基于深度学习的初中数学项目式学习模式的策略。关键词：深度学习；初中数学；项目式学习在新课标背景下，构建培养学生学科核心素养的教学模式成了教师的共识。深度学习理念强调构建有趣的以及有意义的教学活动，引导学生整合旧知，提炼新知，运用所学知识解决真实问题。在初中数学教学中，为了实现深度学习目标，促进学生高阶思维发展，教师可运用项目式学习方法，创设生活情境，让学生参与到解决现实问题的过程中，以此推动学生的思维由浅层向深层转化。为构建基于深度学习的项目式学习模式，教师必须从学生的真实学情出发探索深度学习的发生条件，优化教学路径，保证教学质量。一、基于深度学习的初中数学项目式学习模式的价值（一）问题真实且富有挑战性，激发参与热情项目式学习强调将学习过程与现实生活情境相融合，让学生在接受情境挑战的同时，自发地运用所学数学知识和技能解决实际问题。在学生自主探究数学问题的过程中，背诵、记忆等浅层思维方式被淘汰，比较、分析、归纳等高阶思维活动自然出现，深度学习自然发生，这样的教学能调动学生主动参与数学项目式学习的积极性，提升学生数学学习的质量［1］。（二）自发进行合作与交流，促进能力发展项目式学习模式中的问题通常具有一定的挑战性，仅靠单个学生的能力难以顺利完成任务，而教师直接干预学生的学习过程又不利于学生的发展，因此，为保证项目式学习的质量，教师通常会让学生以小组的形式参与项目活动，通过合作与交流探索完成项目任务的方法，这样不仅能促进学生进行深度思考，还能促进学生合作能力的发展，提升学生数学学习的质量。（三）理论与实践相结合，深度学习理解传统的数学教学模式以传授理论知识为主，对应的是浅层学习，而项目化学习模式具有实践性特征，要求学生结合所学知识分析问题，对应的是深层学习。浅层学习重视对知识的记忆，深层学习注重对知识的理解和运用。项目化学习任务能为学生深入学习理解数学知识提供动力，而深入学习理解所学知识的学习过程是学生推进项目进程的必然选择［2］。二、构建基于深度学习的初中数学项目式学习模式的策略（一）分析知识特点，整合项目目标要想构建基于深度学习的初中数学项目式学习模式，首先教师需要确定项目目标。项目目标指学生通过完成项目活动获得的项目成果，成果形成的过程离不开数学理论，但并不与数学理论完全相同。为了促进学生的深度学习，让学生自然地在实践教学中运用数学理论解决问题，教师必须分析教材知识结构体系，探索项目目标与原知识的内在联系，从联系入手设置项目目标，调整项目内容，将数学知识融入实践活动，让学生在学、思、用的过程中提升认知水平，充分掌握数学知识，发展高阶思维［3］。以“勾股定理”一课的教学为例，本节课主要教学内容为勾股定理的推导以及勾股定理的运用。勾股定理的推导离不开观察、猜想、归纳、验证等思维活动，而勾股定理的运用则与学生的知识运用能力直接相关。在教学前，教师可分析知识特点，将湖泊测距作为项目主题，引导学生通过分析测距数值推导勾股定理，从而实现教学目标。在项目设计环节，教师可结合设计理念，将项目分为三个子任务，第一个子任务为“测量大坝斜边长度，计算修补用料”。教师要带领学生参观大坝，介绍大坝的结构和河水对坝体的侵蚀，引导学生思考如何计算大坝斜边部分每年修补需要使用的耗材总量。在探究中教师可引导学生将坝体侧面抽象成一个直角梯形，并指导学生在直角梯形中添加辅助线，将直角梯形分为三个直角三角形。这样一来，学生便能通过分析直角三角形面积与梯形面积之间的关系，得出勾股定理，进而运用勾股定理解决第一个子任务。第二个子任务为“求防洪蓄水池大致蓄水总量”，该子任务能培养学生运用勾股定理的能力。教师可带领学生去到防洪蓄水池处，要求学生结合所学知识估算防洪蓄水池的蓄水量。防洪蓄水池的形状近似圆形，学生可将防洪蓄水池的直径作为直角三角形三边之一，运用勾股定理求出直径的长度，进而求出蓄水池大致蓄水量。第三个子任务为“测量山峰高度”，与第二个子任务不同的是，该子任务是从立体图形中抽象出平面图形解决问题。（二）问题引领探究，驱动深度思考深度学习与项目式学习的共同点是核心环节处于解决问题的过程中。学生是否全身心投入问题解决过程中，并在解题中获得成长，是实现深度学习目标的关键。为此，教师在项目式学习中应引入问题引导式教学法，在活动中不断设问，引导学生将学习重心放在观察问题、分析问题、解决问题的过程中，从而保证教学质量。问题引导式教学法能为教师了解活动进度提供有力支持，教师结合问题回答情况能了解学生的实际学情，发现存在的问题，从而及时采取措施，保证学生深度思考的有效性，为学生高阶思维能力的发展奠定坚实基础［4］。以“课题学习：从数据谈节水”一课的教学为例，本课主要教学目标是让学生掌握收集数据、分析数据、用统计图展示数据等方法，明白灵活运用统计图表描述数据的重要性。为此，教师可设置项目活动“我为家庭节水电”，让学生结合所学知识，统计家庭中的水电使用情况，了解家庭在水电方面的具体支出，分析哪些水电支出属于可降低支出，哪些水电支出属于必要支出，并让学生设计相应的水电节约方案，预估节约方案对家庭水电支出的影响，以此让学生在实践中深化所学知识。考虑到学生的思维认知水平和数据分析能力还不够强，教师可将项目内容分为三个阶段：第一个阶段是学生运用图表反馈家庭水电开支；第二个阶段是学生分析数据，观察影响水电开支的主要因素，制定水电节约方案；第三个阶段是学生展示水电节约计划，根据预估情况分享实施节约水电策略后的水电开支预估表。同时，教师可在项目各阶段的衔接处设置问题，通过问题答案了解学生在上一阶段的真实活动情况，并根据学生在项目中的表现调整教学策略，以此确保深度学习目标的实现。在第一阶段，由于部分学生缺乏独立探究意识，难以找到活动突破点，因此教师可结合生活实践提出问题：“大家家里是按月还是按年缴纳水电费呢？我们的水电节约方案应以什么为依据制订呢？”这样的问题能引导学生收集家里水电费缴费数据，了解家里月平均水电用量。然后，教师可设置问题驱动学生进行深度学习：“你认为哪种数据展示方式更加契合水电费开支的特点？”在这一问题的驱动下，学生会对比分析扇形图、柱形图、折线图、表格等统计方式。在第二阶段，教师可通过问题导入活动目标：“经过第一阶段的活动，大家都发现了同一年中不同月份的水电费支出差距较大，且变化特点具有以年为单位的周期性特征，为什么数据会呈现这种变化趋势？哪些因素导致水电费上涨？”在问题的引导下，学生会分析影响水电费变化的具体因素，并制成表格。之后，教师可继续提问：“如何展示数据，让人一眼就知道哪些支出占比较多，哪些支出占比较小呢？”在教师的引导下，学生明白将数据展示方式从表格转变为扇形统计图，能更好地对相关情况进行对比分析。在第三阶段，为确保学生制定的水电节约方案符合实际，教师可提出问题：“如何确定水电消耗的必要性？”在教师的引导下，学生会根据现实生活需求制作评估表，将水电费的开支分为必要支出、可替代性支出、多余支出三种，并据此制定节约方案。这样的教学能促使学生进行深度学习。（三）预设学习过程，发展高阶思维项目式学习法不同于其他学习方法，具有整体性特征，中间任何一环的设计出现问题都会影响后续活动的正常进行。为保证项目顺利推进，教师可在项目正式开始前预设学习过程，从学生的学情出发，推测其在项目探究中可能遇到的问题，并提前搭建教学支架，引导学生整合已有知识解决真实问题，以此促进学生的深度学习，为学生高阶思维的发展奠定坚实的基础［5］。要想构建基于深度学习的初中数学项目式学习模式，教师不仅要重视项目与学习内容的融合，还要注重理论与实践的融合。高阶思维的发展离不开复杂的思维活动，为此教师在预设学习过程时，要有意识地围绕项目主题设计一些具有一定挑战性的问题，促使学生运用批判性思维、联系性思维、整合性思维加工已有知识，以此让学生在解决问题的过程中进行深度思考。以“等腰三角形”一课的教学为例，本课主要教学目标是让学生掌握等腰三角形三线合一的性质，学会用轴对称思想观察图形。在教学时，教师可设计项目“风筝的制作”，让学生在制作风筝的过程中探索等腰三角形的性质和比例等知识。该项目主要可分为四个部分，第一部分是教师讲述风筝的古代造型设计和现代的造型变化，从风筝造型中抽象出几何图形，将风筝设计与几何图形知识联系起来。为培养学生的高阶思维，教师可加设如下任务：观察图片中的风筝，绘制风筝骨架草图。这能加深学生对风筝结构和几何图形内在联系的理解，促使学生进行深度学习。第二部分是教师用多媒体设备展示三角形风筝、四方形风筝、沙燕风筝的正面骨架图，引导学生对比分析图形特点，让学生理解轴对称图形的性质。为了促进学生的深度学习，让学生自主探究所学知识的应用价值，教师可增设任务：思考轴对称图形的性质是否有助于风筝的制作。这一任务能驱动学生联系风筝制作步骤，思考轴对称原理在风筝设计、材料选取、风筝制作等方面的应用价值。第三部分是教师带领学生制作三角形风筝，让学生在动手实践中归纳等腰三角形的性质。为了促进学生的深度学习，教师还可增加探索类任务，让学生解决问题：是否所有三角形的顶角平分线、底边中线和高都重合，长度也都相等？这一任务能激发学生的探究欲望，让学生亲历新知生成的过程，助力学生的能力发展。第四部分是教师引导学生结合轴对称图形知识和等腰三角形知识绘制独特的风筝造型组图，包括骨架图、制作图和效果图，指导学生运用比例知识确定风筝用料长度，按照设计图纸制作风筝。由于这一活动较为复杂，因此教师可从深度学习的角度出发，将其分为两个步骤，第一步指导学生