基于创新素养导向下的项目式学习实践研究教学设计.docx

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1、基于核心素养导向下的“项目式学习”实践研究以初中数学体育运动与心率为例设计思路本节课教学设计思路来源于义务教育数学课程标准（2023年版）169页例89,从体育运动的诸方面提出与健康或者安全有关的问题。此教学活动由数学教师主导实施，协同体育、生物、信息技术教师合作一起解决多元化的方案设计,从贴近学生生活情景出发,解决有关的数学问题，从而启发学生发现问题、运用跨学科的知识解决问题的能力。本教学设计渗透了项目式学习的一般路径:预备-开题-选题-做题-结题-评价，采用课前预备、课堂教学和课后实践三线教学模式，最终建立函数模型，完成项目学习和应用，积累数学活动的经验，体会数学的科学价值，发展应用意识，

2、感悟数学与生活，数学与其他学科的关联，培养学习能力、综合素质和创新能力，鼓励学生形成自我反思和勇于探索的科学精神。图1体育运动与心率项目式学习教学案例设计思路一、课标分析（-）课标说明义务教育数学课程标准（2023年版）指出综合与实践领域的教学活动，以解决实际问题为重点，以跨学科主体学习为主，以真实问题为载体，适当采用主题活动或项目学习的方式呈现，通过综合运用数学和其他学科的知识与方法解决真实问题，着力培养学生的创新意识、实践能力、社会担当等综合品质。本教学设计综合运用体育、数学、生物学等知识,研究体育运动与心率问题，可以作为“函数”主题中的项目学习。（二）跨学科本教学设计以生活中的体育运动为

3、为主线，将数学、体育、生物学、信息技术交织互联，以“函数”作为主线，通过多种形式的体育运动实验设计，探究体育运动与心率之间的数量关系。在此基础上，运用信息技术手段，进一步对实验数据进行分析,发掘与之相关的数学知识,从而引导学生从不同视角下审视问题，形成解决问题的策略。（三）核心素养1 .学生通过经历多次的体育运动实验设计探究与心率的数量关系的过程，会把现实问题抽象成数学问题，并用数学语言表达出来，用数学的知识建立模型，培养了学生的建模能力。2 .学生通过把收集的数据用Exce1绘制图表实现数据可视化，培养了学生数据分析观念。3 .学生会用统计、函数、信息技术的相关知识解决问题，有意识地利用数学

4、知识解决现实世界的问题，培养了学生应用意识。4 .学生在数学活动中不断提出新的问题，利用已有的数学知识得到新的结论,会用数学的思维思考现实世界的问题，培养了学生创新意识。二、教学内容分析本教学设计是基于综合实践活动进行的跨学科教学设计，让数学走进体育与生物学，分析在体育运动中（跳绳、跑步等）与心率之间的关系，进一步建立函数关系式，抽象出函数模型。本教学设计旨在通过对体育运动中的心率这一活动探究，让学生知道从实际问题抽象出函数模型的一般过程，让学生了解项目式学习解决问题的一般路径，培养学生的建模思想，发展学生的创新意识和应用能力。三、学情分析1学生的学习特点初三学生的认识水平、能力抽象和逻辑思维

5、能力迅速提高，面对一定学习难度问题喜欢尝试挑战，思考问题具有一定广泛性和基本的分析能力。5 .知识和技能基础学习本节之前，学生已掌握了数据的收集、整理、描述和分析；学习了一次函数、二次函数相关的知识；学生会简单的用Exce1绘制图表和PPT制作数据的统计图。6 .认知和实践能力初三学生思维的广度和深度都有了明显提高，思维的对象有较大的扩展，自我意识占主导地位，思维活动已有抽象、概括的水平，独立性进一步发展，学习能力有了很大提高，合作意识，团队意识浓厚，能积极参与问题讨论，而且演绎推理、归纳总结的思维增强，对于本案例研究体育运动与心率已经具备了足够的认知能力和基本操作能力。7 .问题障碍由于涉及

6、的实际问题比较复杂，学生可能难以选择合适的子课题设计具体可行的研究方案；学生不熟悉利用稍复杂的计算机软件进行数据分析；不了解模型优化的原理；由于缺乏数学活动经验导致部分学生无从下手等。四、教学目标1 .经历体育运动与心率课题研究的全部流程，体验建立函数模型解决实际问题的一般方法。2 .在课题研究的选题和结题活动中，加深对函数概念和性质等知识的理解,体会函数的应用价值。3 .通过本次探究积累数学建模的活动经验，发展数学抽象、数据分析、数学建模等学科素养。五、教学重难点1重点：体育运动与心率问题中函数模型的建立、优化与应用。4 .难点：在影响心率的因素中找到适合建立函数模型的变量和变化过程；在采集

7、数据后，如何更全面深刻的分析数据。六、教学技术支持1运动手表：需要可测量运动过程中心率的手表。5 .Exce1：运用Exce1对实验数据进行拟合。七、教学过程1 .课前预备(1)计划时间:活动周期为3天，正式课堂占用2节课，其余时间都为课余时间。（2）合理分组：6-8人为一个小组，教师需要遵循“组内异质，组间同质”（小组内按照成绩的上中下三个层次分配学生，每个小组之间差异不大，相对均衡）的原则，确保有不同学习能力的学生在组内都有相应的角色和任务，不同程度地提升学生的学习能力和兴趣，也确保了各组之间的公平性,有利于小组之间开展学习竞争。（3）预备任务：任务1.了解运动中合适的心率范围。任务2.分

8、析运动中影响心率的主要因素。任务3.联想用哪些数学知识来研究这些因素对心率的影响。（4）准备材料：学生准备相关的发言材料。【设计意图】课前预备中，教师提前布置好和本节有关的几个问题，让学生提前了解有关的知识，增加生活常识的基础上，课堂上也便于打开学生的思路,为接下来的项目式学习提供思考方向。2 .选题研究（1）课前预备展示：学生上台展示预备任务，其他组成员进行补充。例如，某些小组发言：心率是心脏每分钟的跳动次数。一般来说，每个人的最大功率约是220减去年龄；运动过程中影响心率的因素有年龄、性别、强度等；可以运用统计的知识来收集、整理与心率相关的数据。补充：运动类型、运动项目也可以影响心率；还可

9、以从函数知识的角度来研究因素对心率的影响（2）聚焦研究对象：教师顺势引导学生根据函数的定义将研究对象聚焦为心率与运动时间之间的关系，让学生明确需要将变量放在一个具体的变化过程中去研究。（3）学生自主选题：通过学生讨论确定一个更为具体的子课题。例如：有选择的子课题是在跳绳运动中心率与时间的变化关系；有选择热身运动中心率与时间的变化关系；有选择跑步运动中男女生的心率随时间变化的对比研究（4）教师指导点评：数学老师、生物学老师、体育老师共同参与研究小组选出的子课题并进行后续的指导点评。【设计意图】在这一环节，由于“体育运动与心率”涉及一些跨学科知识,兴趣、阅历、知识等有限，学生对跨学科的概念在理解上

10、存在一定的难度。通过体育老师、生物学老师的讲解，能够保证专业性，从而吸引了学生的注意力，帮助学生从较多的运动与心率关系中选出合适的子课题，为后续数学建模活动打下基础。在整个过程中培养了学生独立思考、小组合作交流分析问题、解决问题的能力。表1跑步/热身（其他）运动与心率的关系姓名性别运动时间（min）心率（次/分）3 .开题报告每个小组上台展示本小组最终确定的子课题并阐述理由。【设计意图】通过介绍本小组的子课题，让学生了解数学与生活及其他学科的有着紧密的联系，同时也锻炼了学生积极表现自我的能力，使学生对生活和学习充满了自信心。4 .做题实践各小组按照方案进行实验，并完成收集、整理与分析实验数据，

11、建立函数模型，针对实验结果制作PPT,遇到问题相应教师给予指导解决。【设计意图】学生体会从数据中提取信息，并利用这些数据分析问题，让学生感受到数据分析对体育运动的指导作用。通过数据建立函数模型，使学生理解函数的本质是量与量之间数量关系的刻画，感受函数是刻画客观世界变化规律的数学模型，培养了学生数形结合的思想。5 .结题总结（1）同学们上台交流展示本组的研究成果，用所学到的知识进行解析，并针对如何突破重难点等进行演讲汇报，最后每个组员都需要生成项目报告，其他小组点评。（2）通过这次项目式学习你有什么收获和疑惑呢？表2项目报告题目组员组名样本样本容量数据来源心率测试实验收集数据处理过程整理、描述数

12、据分析数据得出结论结论建议反思【设计意图】通过演讲汇报，完成项目报告和交流的过程，让学生真切地感受大数学来源于生活，也应用于生活，学会用数学眼光观察现实世界，用数学思维思考现实世界，用数学语言表达现实世界。6 .多元评价本次数学项目化学习设计了小组互评、学生个人自评、教师对小组的过程性与结果性评价，通过四种评价结果，学生提升自我认知和理性对待别人的看法。表5过程+结果评价表第小组评价目标表3评俺耀聊量化:朗价方法评价者第得分小组组别组长组员合作融洽（10分）表达清晰、有逻辑有激情（20分）设计合理性与创新性（10分）渗透知识多元易接受（10分）合计姓名表4个人自评量化表评价内容543211 .

13、能积极查阅资料，为完成任务积极做准备。2 .愿意接受分配的任务，能及时准确的完成各项任务3 .能够通过多次实验收集到可用的数据4 .通过收集的数据，利用表格、函数图象来解释时间与心率的关系5 .能积极主动参与组内、组间成员交流讨论，服从安排，尊重大家的意见和成果6 .在小组遇到问题时，能提出合理的解决方法。7 .活动中，能发挥个性特长，施展自己才华，能将所学知识灵活的运用到解决问题之中。【设计意图】通过小组互评、个人自评、教师他评四个维度的评价，让学生形成评价和反思的意识，有利于学生弄清是否发展了解决问题的必要技能，衡量了学生在过程中的参与程度，让学生客观认识自我与他人，发展终生学习的能力。核

14、心素养导向下的项目式学习体育运动与心率教学案例设计图1体育运动与心率项目式学习教学过程流程图八、教学反思此项目教学案例优点分析：(1)重流程。学生在本次活动中经历了课题研究，从选题到解题的完整流程,熟悉了建立函数模型，解决实际问题的一般路径。为今后的课题研究奠定了基础。(2)跨学科。本次函数建模活动是开放性的活动，由数学老师主持主导实施完成，生物学老师和体育老师与学生共同研究子课题，这是是对学科融合的一次大胆尝试。(3)扣本质。本次项目化教学的全过程蕴含着浓厚的数学味道，以函数和统计等数学知识为支撑。特别在建模分析过程中，借助函数的定义和性质得出结论，揭示了函数的内涵与本质，培养了学生的知识素

15、养。(4)育素养。学生在数学建模活动中有助于培养主动发现问题，提出问题、分析问题和解决问题的能力，积累丰富的函数建模活动经验，渗透数学方向、数据分析、数学建模等数学思想与方法，使核心素养落地生根。(5)多元化。本项目式教学分为课外、课内两部分：课外主要是查阅预备资料、设计实验方案、获取数据等；课内主要是在教师的引导下，确定子课题，利用函数、体育、生物学等知识分析数据之间的关系，没有指向性的“标准答案”，体现了解决问题的多元化。问题反思：学生层面，受传统教学影响，学生缺乏自主学习的能力和小组合作交流的能力，很少有走出教室和自己动手实践的机会，多位老师共同教学的情况几乎没有,存在不适应性。上台交流展示，演讲汇报的情况较多，但部分学生存在与陌生人交流的恐惧感、回答含糊不清或者不予回答等情况，使得课程实施不流畅。教师层面，多位老师把各