摘? 要 正數(shù)和負數(shù)是學生由小學進入初中上的第一節(jié)數(shù)學課。設計測溫度和理解海拔高度與海洋深度兩個項目，結合生活中的具體例子開展教學，通過STEM項目的學習，提高學生對初中數(shù)學的學習興趣，使學生能夠理解正負數(shù)的概念以及正負數(shù)在生活中的應用。

關鍵詞 STEM;正數(shù)和負數(shù);初中數(shù)學;項目式教學

中圖分類號：G633.6? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）05-0085-03

1 提出問題

STEM教育指在科學、技術、工程和數(shù)學領域的教和學，是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織形式，通過項目探究和動手實踐創(chuàng)造的學習方式[1]。基于當前國內數(shù)學課程中的數(shù)學實驗內容開設STEM課程，探索STEM教育的本土化，開展適合我國學生的STEM教育是有必要的[2]。

基于STEM理念的初中數(shù)學課程教學，要求學生能夠從已有的認知出發(fā)，學習新知，把數(shù)系擴充到有理數(shù)，從中能夠復習和鞏固小學對“數(shù)”的認識，又認識了新的數(shù)系，擴充新理念，較好地銜接小學數(shù)學與初中數(shù)學，使學生對數(shù)的認識循序漸進，更符合學生的認知特點。

引入負數(shù)，能更好地對生活和生產的事物進行數(shù)學描述，讓學生認識到數(shù)學的發(fā)展與進步對生活、生產的必要性。問題：在生活中，有整數(shù)和分數(shù)就夠用了嗎？有沒有比0小的數(shù)？如果有，那叫什么數(shù)？

2 教學設計

學習目標? 學習目標如表1所示。

教學內容? 本文以人教版七年級數(shù)學上冊第一章“有理數(shù)”中的“正數(shù)和負數(shù)”為素材。

教學重難點? 教學重點：針對正負數(shù)這個概念進行項目的設計，加深理解。教學難點：揭示負數(shù)存在的意義和正負數(shù)在生活中的應用。

教學過程? 教學過程包括情境導入、探究新知、合作討論、作業(yè)布置、課程總結和反饋評價等六個環(huán)節(jié)。

3 項目實施

情境導入? 教師進行情境導入：“同學們，請你們思考一下，在日常生活中有沒有遇到過用現(xiàn)有的數(shù)無法表示的情況呢？”導入問題：

問題1：地下一層用什么表示？

問題2：負債可以用什么表示？

問題3：水位下降用什么表示？

問題4：減產可以用什么表示？

問題5：扣分可以用什么表示？

探究新知

項目一：測溫度。

1）回顧溫度計使用。

師：誰能說說溫度計上的溫度是以什么為標準來區(qū)分零上溫度與零下溫度的？

生：溫度計上的溫度是以0 ℃為標準來區(qū)分零上溫度與零下溫度的，0 ℃以上叫零上溫度，0 ℃以下叫零下溫度。

師：誰能說說零上溫度、零下溫度與0 ℃有什么關系？

生：零上溫度大于0 ℃，0 ℃大于零下溫度，并且零上溫度離0 ℃越遠就越高，零下溫度離0 ℃越遠就越低。

2）應用溫度計測量溫度。

【學生活動】小組合作、分工明確、動手操作。

【設計目的】讓學生真切感受到溫度的不同，更易理解接下來提出負數(shù)的內容。

【設計步驟】

第一步，準備材料，三支溫度計、三個杯子，編號為1、

2、3，分別裝著冰、溫水、放在冰箱冷凍過的水，放在講臺上。

第二步，學生按組別分成三個小組，編號為1組、2組和3組;每一個小組負責一個杯子溫度的測量，1組負責1號杯子，2組負責2號杯子，3組負責3號杯子。

第三步，每小組派人上來感受三個杯子里面所裝的物體的溫度，并分別說一下自己的感受是怎樣的。

第四步，教師介紹溫度計的正確用法以及注意事項，講解如何讀出數(shù)值并指出給學生看。

第五步，每一組學生合作用溫度計測量出三個杯子中的溫度。

第六步，每一組學生記錄各自負責的杯子溫度的數(shù)值。

數(shù)據(jù)記錄：

溫度1：溫度計在冰中的溫度——零度。

溫度2：溫度計在溫水中的溫度——零上35度。

溫度3：溫度計在冰箱凍過的水中的溫度——零下5度。

項目二：理解海拔高度和海洋深度。

1）海拔高度和海洋深度。海拔高度：等高線是把海拔相同的各點連接成線，表示海平面以上部分。海洋深度：等深線是把海洋深度相同的各點連接成線，表示海平面以下部分。在地形圖上表示某地的高度時，需要以海平面為基準（規(guī)定海平面的海拔高度為0），通常用正數(shù)表示高于海平面的某地的海拔高度，負數(shù)表示低于海平面的某地的高度。

通過PPT給出圖片，讓學生讀出圖片的數(shù)值（如表2所示），說明三者之間的聯(lián)系。

2）合作探究，進行頭腦風暴。

【設計意圖】頭腦風暴過程中講究協(xié)作解釋，學生通過發(fā)散思維，提出自己的想法，并學會傾聽他人意見，加深對正負數(shù)在生活中應用的理解，進一步理解數(shù)學與地理學科的有機融合。同時引導學生開展自評和互評，將反饋評價環(huán)節(jié)有機地結合在教學過程中[3]。

【記錄和評價】及時記錄頭腦風暴的想法，通過討論得到滿意的結果（如表3所示）。

合作討論

1）以上三個溫度是三種類型，你們能說出是哪幾種類型嗎？回答：我是以“0℃”為標準來分的，零上溫度分為一類，零下溫度分為一類。

2）你們能創(chuàng)造符號來表示溫度2和溫度3嗎？回答：溫度2，零上35度，↑35 ℃，→35 ℃，+35 ℃;溫度3，零下5度，↓5 ℃，←5 ℃，-5 ℃。

3）如何表示海拔高度和海洋深度？回答：海拔高度

用+，海洋深度用-。

4）珠穆朗瑪峰、海平面、馬里亞納海溝三者應如何表示？回答：珠穆朗瑪峰高度，+8848.43米;海平面，0米;馬里亞納海溝深度，-11 043米。

作業(yè)布置? 學生繼續(xù)搜集正負數(shù)在生活中的應用，并以寫日記的形式記錄下來。

課程總結

1）情境引入中五個問題的答案：建筑的地下部分，地下一層用-1層表示，如地下一樓的停車場可以表示為

-1樓;負債可以用負數(shù)表示，如小張欠小楊100塊錢，表示為-100元;水位上升用正數(shù)表示，水位下降用負數(shù)表示，如水位下降10 cm就用-10 cm表示;減產可以用負數(shù)表示，如減產500斤用-500斤表示;扣分可以用負數(shù)表示，如扣5分用-5分來表示。

人們在生活中經常會遇到各種相反意義的量，如在記賬時有余有虧;在計算糧倉存米時，有時要記進糧食，有時要記出糧食。為了方便，人們就考慮了相反意義的數(shù)來表示，于是引入正負數(shù)這個概念，把余錢、進糧食記為正，把虧錢、出糧食記為負?？梢?，正負數(shù)是在生產實踐中產生的。

2）得出結論。

①負數(shù)：比0小的數(shù)。負數(shù)與正數(shù)表示意義相反的量;負數(shù)用負號“-”和一個正數(shù)標記。

②正數(shù)：比0大的數(shù);正數(shù)與負數(shù)表示意義相反的量;正數(shù)前面常有一個符號“+”，通?？梢允÷圆粚憽?/p>

注意：0既不是正數(shù)，也不是負數(shù)。

反饋與評價? 按照實際情況填寫學習情況評價表（表4）。其中自我評定項目由學生填寫，小組評定項目在小組討論后由組長填寫，教師評價與建議部分由教師填寫。

4 教學反思

通過講授正負數(shù)這節(jié)課，筆者進行了反思和總結。基于STEM理念的初中數(shù)學課程教學，融合物理、地理等學科知識對課程進行設計，能更好地為傳播知識服務。基于STEM理念的初中數(shù)學課程教學，學生在合作過程中能夠參與其中，可增強對STEM理念的理解，加深對學科融合的理解，發(fā)表自己的意見及建議，在思考中學習，在實踐中學習，更好地激發(fā)學習興趣，有效提高學習效率。學生在STEM項目學習過程中可以發(fā)現(xiàn)問題并采取適當?shù)姆椒ㄈソ鉀Q問題，有助于培養(yǎng)和提升動手能力、創(chuàng)新思維、總結能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

基于STEM理念的初中數(shù)學課程教學，和其他學科進行整合，對教師提出更高的要求。對教師來說，既是改善教學的機遇，也是一種全新的挑戰(zhàn)。因此，教師既要全面提高信息素養(yǎng)，還要提高教學能力，才能適應時代發(fā)展的要求?？傊?，基于STEM理念的初中數(shù)學課程教學是值得大力研究的重要課題。

參考文獻

[1]管光海.STEM教育實踐中的問題與建議[J].中國民族教育，2018（Z1）：73-75.

[2]梅浩，袁智強，鄭柯.基于數(shù)學實驗的STEM教育：以“探究金屬的冷卻模型”為例[J].教育研究與評論：中學教育教學，2019（3）：38-44.

[3]黃雄.STEM視域下的初中數(shù)學視域下的初中數(shù)學“綜合與實踐”教學：以“反比例函數(shù)問題”為例[J].教學月刊·中學版：教學參考，2019（5）：11-15.

作者：林彬，廣州大學教育學院碩士研究生，研究方向為數(shù)字化學習環(huán)境與資源（510006）。