基于STEAM理念的初中数学作业的价值与特征

■辽宁省大连市沙河口区教育事业服务中心 徐 军■辽宁省大连格致中学 李 巍

《教育大辞典》中，作业分为课堂作业和课外作业。其中“课外作业”是这样表述的，“根据教师要求，学生在课外时间独立进行的学习活动。布置及检查课外作业是教学组织形式之一。一般认为，它是课堂教学的延伸，有助于巩固和完善学生在课内学到的知识、技能，并培养学生的独立学习能力及学习习惯”。国内外历史上的一些教育家、思想家，绝大多数都认为作业具有实践性和综合性的特征，如夸美纽斯、杜威，克伯屈等。他们强调作业的几个特征为：课外作业与课内学习互补，作业具有实践性。

2010 年，世界上比较有影响力的基础教育杂志《课程领导》推出了全球教师关注点排行榜，其中将作业的功能排在第一位。有效显示出它的教学诊断功能、了解学情功能和进一步改进下一步教学的功能，如果说“教学”从某种角度上是重“教”的体现，那么作业则充分体现学生“学”的过程。但在实际中，作业出现的问题层出不穷。上海市教委教研室在2010 年和2013 年分别组织了有关作业的大规模调研，结果表明目前学生作业中存在着大量问题，如作业量大，机械重复的多，作业难度不恰当，一些作业题偏怪，甚至有错误等，作业成为学生课业负担重的首要原因。可见，作业是影响教育质量的关键因素，提升作业质量是目前作业应该解决的首要问题。

本文基于STEAM 理念的作业设计研究正是为了改变目前作业低质情况，目的在于改变当下作业质量不高，教师不重视自己设计作业，严重依赖教辅，设计作业能力低等方面问题。并且还要改变初中数学现行作业出现的真实情景匮乏，选择性和多样性不足，综合性和实践性薄弱这些问题。这些改变不是一蹴而就的，需要长期的思考与实践，本文以案例呈现的形式，结合STEAM 教育的价值，着重回答了两个问题，一是这种作业的价值何在？二是它具有怎样的基本特征？

一、为什么以STEAM作为作业设计的理念

STEAM教育是指整合科学、技术、工程、数学、艺术等学科的课程学习，用来规避各学科之间相互割裂的局面，培养学习者综合各学科知识和能力解决问题。无论是从国家当下还是以后的发展策略，或者学生个体对以后的职业需求上来看，教育都首先应该考虑怎样培养学生的创造能力、合作与交流的能力、主动思考的能力、探索与解决实际问题、学生对整个社会的人文情怀与责任感，因此STEAM教育应运而生。

目前，STEAM教育在我国上海等地已经开展，大多是以课程的形式呈现，而我国很多地区并不具有开设这一课程的条件，如能教授STEAM课程的教师资源匮乏，STEAM 课程体系不健全，学习资源少等。针对课程开设条件不充分的现状，若单从作业这一个环节出发，把大问题化小问题，能避免教学资源、师资不充分的问题，让学生逐渐接触到STEAM 理念。由于作业题目的编制不耗费课堂时间，教师们可以边学习边实践，研究起来比较方便。因此，基于STEAM理念的作业设计是符合当今教育主流趋势的并且切实可行。相比较于一般的数学作业，基于STEAM理念下数学作业在以下几个方面具有独特性：

1.学生通过做作业题目的过程，加强各学科之间的联系，大大减少一些仅仅针对低水平目标、反复操练性质的作业，可以减轻学生不必要的作业负担。

2.STEAM理念的学习内容立足于时代背景和社会生活基础之上，与现实世界紧密结合。因此基于STEAM 理念的作业具有彰显时代特色、贴近社会生活、以跨学科任务为驱动、以实践为取向、重视反思能力、注重合作学习等特点。

3.STEAM 课程学习的本质在于发现学科知识间的内在联系。基于STEAM 理念的作业题目在解决时，学生不仅需要掌握必要的跨学科知识，还要具有高级思维能力、问题解决能力，通过多学科交叉，以问题为导向，通过参与、探究、解释、澄清、评价等过程，发展科学探究和实践能力，达成学习目标。

二、基于STEAM理念下作业设计的基本特征

基于STEAM 理念的数学作业设计，重点在于设计一些作业题目。下面以案例“设计教科书《有理数加法》一节”为例来剖析，基于STEAM理念的作业与常规的作业究竟有何不同之处？

作业名称：设计教科书“有理数加法”的内容

作业背景：公元618 年，李渊在长安称帝，建立唐朝，626年，李世民登基之后开创了“贞观之治”，政治清明，经济发达，军事强大。唐朝初年，统治者为了培养能够胜任计算工作的官员，决定开设专门考试数学的“明算科”。并在国子监在设置算学馆，招收“算学生”学习数学。为此，李淳风和梁述等人一起编辑整理一套规范的数学教材，算经十书。如果你是大唐一员，愿意为国家发展做贡献，开启民智，负责编写数学教材中有理数加法法则一节吗？

作业内容：编写教科书中《有理数加法》这一节的内容。

作业要求：

（1）编一道例题，适量的练习题（可以引用任何朝代的习题）；

（2）配置插图、云图，教材内容形象生动易于理解。

作业步骤：组建4人的团队，按下列步骤合作完成实验。

（1）通过上午查阅资料，了解古代数学书，了解中国古代数学的算术的内容，以及了解唐代的服装、语言特点；

（2）进行组内分工，安排好文字编辑、美术编辑、校对、检查等人员；

（3）制定作业完成的阶段时间，并在每一阶段由专人负责检查并上报给教师，从而能保证在规定时间内完成教科书这部分内容编写。

从这个案例中，我们可以发现，基于STEAM 理念的作业，目的在于发展学生的学习能力、领导力、胜任力。 学习能力是能力系谱中的基础能力，学生通过查阅资料，分工协作，可以成功实现学习专注力、学习成就感、自信心、思维灵活度、独立性、反思力的发展。这种作业有利于发展学生的核心素养，是探索式教与学模式的一个探讨。

同时我们也可以发现，《有理数的加法》是初中数学第一章内容，学生从小学刚刚升入初中，对学习内容、学习方式有强烈的好奇心。有理数一章，对运算能力的要求高，计算能力强的学生会感觉学习内容浅，吃不饱；而运算能力弱的学生则会出现不理解法则、计算不准确等一系列的问题。这个作业与数学基础的相关性不大，可以让不同的学生在不同的方面展示自己的才华。改作业需要对一些古代文献、现代科技的资料进行查询与使用，并且学生在编写教科书时需要用古汉语语言表达，美术插图。这样的作业完美规避了数学学科的单一性，实现了STEAM教育中学科整合的要求。美国全国环境教育基金会（NEEF）在其网站中指出，21 世纪的环境挑战往往需要依赖STEAM知识与技能加以解决。

教育是一种培养人的实践活动，作业是学校教育教学的重要环节之一，因而，选取现实世界的问题与项目作为基于STEAM理念下的作业题目，成为教育教学的一部分，不仅可以激发学生的习兴趣与热情，更重要的是这些问题与项目能够将散落在科学、技术、工程、艺术和数学中的零碎知识，转变成一个相互联系、相互支撑的有机整体。