《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》指出，“物理課程重視實(shí)驗(yàn)，化學(xué)班主任重視讓中學(xué)生經(jīng)歷化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，提升中學(xué)生解決問(wèn)題的能力”[1]。《關(guān)于推進(jìn)教育體制機(jī)制變革的意見(jiàn)》強(qiáng)調(diào)，“注重培養(yǎng)中學(xué)生終生學(xué)習(xí)發(fā)展、創(chuàng)新性思維、適應(yīng)時(shí)代要求的關(guān)鍵能力”。現(xiàn)今光的折射規(guī)律初中物理，信息技術(shù)與化學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)深度融合，應(yīng)用STEAM教學(xué)理念，以項(xiàng)目活動(dòng)實(shí)踐為載體，施行化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)，值得小學(xué)數(shù)學(xué)班主任探究。STEAM教育最早由法國(guó)政府提出并施行，STEAM是融合科學(xué)（）、技術(shù)（）、工程（）、藝術(shù)（Arts）和物理（）五項(xiàng)目標(biāo)要求的教育新理念。印度數(shù)學(xué)班主任商會(huì)（AAPT）深信化學(xué)應(yīng)在STEAM教育中發(fā)揮主導(dǎo)作用。筆者以“光的折射”為例，將數(shù)學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)和STEAM理念融入項(xiàng)目式化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)中，按導(dǎo)出、設(shè)計(jì)、實(shí)施、展評(píng)四個(gè)步驟設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)[2]，提升中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)，培養(yǎng)中學(xué)生融合多學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新與合作的意識(shí)。
一、融STEAM理念于生活化教學(xué)，提升中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)
筆者在化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)中，將STEAM理念與化學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)融合，組織項(xiàng)目活動(dòng)，運(yùn)用物理、科學(xué)知識(shí)，融入審美要求，利用信息技術(shù)達(dá)成最終目標(biāo)，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)的創(chuàng)新人才。（一）實(shí)驗(yàn)生活化，實(shí)踐關(guān)鍵能力培養(yǎng)。數(shù)學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)是中學(xué)生在接受化學(xué)教育過(guò)程中逐漸產(chǎn)生適應(yīng)個(gè)人終生發(fā)展和社會(huì)發(fā)展須要的必備品格和關(guān)鍵能力，是中學(xué)生通過(guò)化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有化學(xué)學(xué)科性質(zhì)的品質(zhì)，包括數(shù)學(xué)觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)心態(tài)與責(zé)任。筆者覺(jué)得，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)培養(yǎng)中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)是必要且可行的。中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)規(guī)律，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、效果可彰顯物質(zhì)原本的面容。當(dāng)前，一些視頻、軟件、平臺(tái)等確實(shí)解決了不少實(shí)際未能操作或現(xiàn)象不顯著等問(wèn)題，但有些違反了自然規(guī)律（缺少真實(shí)可靠性），如光傳播到界面只存在折射等。筆者專注化學(xué)生活化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在尊重客觀規(guī)律的同時(shí)，引導(dǎo)以中學(xué)生的真實(shí)感悟?yàn)榛A(chǔ)，結(jié)合生活情景將真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到實(shí)踐中。以“光的折射”為例，光路斜射到不同介質(zhì)的界面時(shí)，光不再沿直線傳播，會(huì)發(fā)生偏折，而由此引起的“潭清疑水淺”“魚(yú)叉扠魚(yú)”等活動(dòng)可直接讓中學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)完成。這樣既能呈現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化的真實(shí)性，又能展示數(shù)學(xué)現(xiàn)象的客觀性——突出了化學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)中的地位。
（二）融合STEAM生活化理念，弘揚(yáng)核心素質(zhì)培養(yǎng)。筆者按照STEAM理念舉辦化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合高中數(shù)學(xué)的學(xué)科特色和本質(zhì)，針對(duì)某個(gè)或則多個(gè)問(wèn)題組織實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新與合作的能力。小學(xué)數(shù)學(xué)STEAM教學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和物理都存在交集[3]。依據(jù)認(rèn)識(shí)發(fā)展階段理論，小學(xué)中學(xué)生已初步具備具象思維能力。班主任可通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓具象的數(shù)學(xué)規(guī)律顯得具體，組織STEAM項(xiàng)目活動(dòng)，迸發(fā)中學(xué)生的合作探究興趣，培養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新能力。現(xiàn)今一些中學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，中學(xué)生主動(dòng)性不強(qiáng)，為了解決這種問(wèn)題，班主任的教學(xué)應(yīng)當(dāng)顯得“新潮”“時(shí)尚”，積極探究怎么捕捉中學(xué)生的注意力，引導(dǎo)中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。STEAM教學(xué)除了可以整合學(xué)科知識(shí)，綜合所有能為中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科所用的知識(shí)，并且能針對(duì)小學(xué)中學(xué)生的思維特征，提升中學(xué)生審辨式思維能力和創(chuàng)新合作意識(shí)。STEAM教學(xué)與傳統(tǒng)的探究教學(xué)共同之處是都指出中學(xué)生的主體地位，注重中學(xué)生主動(dòng)探究，不同之處是STEAM教學(xué)愈發(fā)重視跨學(xué)科整合知識(shí)，有針對(duì)性地處理問(wèn)題，有策略性地培養(yǎng)小組合作創(chuàng)新能力[4]。為此，筆者主張利用STEAM理念舉辦化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)，提升中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)。（三）舉辦項(xiàng)目式教學(xué)，突解疑難問(wèn)題。
以項(xiàng)目式教學(xué)的模式弘揚(yáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)是一種新方式。班主任設(shè)計(jì)并施行完整的項(xiàng)目活動(dòng)，將生活化實(shí)踐教學(xué)提高到新高度，積極挖掘中學(xué)生的創(chuàng)造潛能，促使中學(xué)生綜合能力發(fā)展。班主任舉辦中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目式教學(xué)，能為中學(xué)生提供審辨式思維與創(chuàng)新生活化實(shí)踐的機(jī)會(huì)，有利于中學(xué)生在生活化實(shí)踐中獲得知識(shí)，培養(yǎng)思維能力與創(chuàng)造能力，提升生活化實(shí)踐的應(yīng)用能力，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展。
二、用STEAM理論指導(dǎo)項(xiàng)目實(shí)踐，革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)
筆者在“光的折射”教學(xué)中應(yīng)用STEAM理念和項(xiàng)目式教學(xué)模式（如圖1），對(duì)化學(xué)生活化實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了實(shí)證探究。（一）“S”趣味導(dǎo)出——檢驗(yàn)科學(xué)性和真理智。中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化實(shí)踐中，STEAM中的科學(xué)（）指中學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新思維、質(zhì)疑能力、科學(xué)心態(tài)、物理實(shí)踐。無(wú)論采取哪種模式教學(xué)，班主任都應(yīng)關(guān)注中學(xué)生，兼具知識(shí)學(xué)習(xí)和能力發(fā)展。若果采用某種模式教學(xué)，迸發(fā)了中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了一定的能力，卻忽視了對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，也是有失相悖的。以“光的折射”教學(xué)為例，班主任在設(shè)定中學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)關(guān)注中學(xué)生是否知曉光發(fā)生折射的條件，能夠列出生活中光的折射現(xiàn)象。中學(xué)生探究光的折射規(guī)律并了解折射的原理后曉得折射現(xiàn)象中光路是可逆的，這是教學(xué)應(yīng)當(dāng)達(dá)成的目標(biāo)。班主任要引導(dǎo)中學(xué)生關(guān)注生活中的折射現(xiàn)象，用已有的知識(shí)解釋生活中因光的折射而發(fā)生的現(xiàn)象。筆者結(jié)合科學(xué)知識(shí)，直接以生活中的折射現(xiàn)象導(dǎo)出，讓中學(xué)生模擬漁船扠魚(yú)的過(guò)程。在用亞克力制做的缸子中，用汽球取代魚(yú)，用長(zhǎng)木棍取代魚(yú)槍。中學(xué)生分成扠魚(yú)組和觀察組交替體驗(yàn)。這樣能更好地對(duì)比、呈現(xiàn)用魚(yú)槍不能全部扠中魚(yú)的現(xiàn)實(shí)情況，對(duì)此，中學(xué)生頗為苦惱。中學(xué)生針對(duì)此情況深入思索，啟動(dòng)對(duì)相關(guān)知識(shí)科學(xué)性和真理智的檢驗(yàn)工作。
（二）“T”有效設(shè)計(jì)——貫徹實(shí)驗(yàn)性和實(shí)踐性。筆者運(yùn)用STEAM理念將其中的技術(shù)（）手段應(yīng)用于中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)中，結(jié)合高中中學(xué)生的認(rèn)知特征，既捉住中學(xué)生的興趣點(diǎn)，又保證中學(xué)生完成相應(yīng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目和任務(wù)活動(dòng)。初具具象能力的高中中學(xué)生對(duì)事物的認(rèn)知有一定的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新鮮事物比較好奇。筆者針對(duì)中學(xué)生參與“模擬漁船扠魚(yú)”活動(dòng)中遇見(jiàn)的疑慮，設(shè)計(jì)了有效的實(shí)驗(yàn)讓中學(xué)生去解疑、驗(yàn)證。當(dāng)前在教學(xué)中，班主任習(xí)慣通過(guò)各類投屏軟件將中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)時(shí)共享。作為小學(xué)數(shù)學(xué)班主任，有效舉辦化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)關(guān)鍵在于讓中學(xué)生親身經(jīng)歷真實(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。班主任可以通過(guò)各類信息技術(shù)手段記錄這樣的時(shí)刻并進(jìn)行分享，但不能忽視中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的真實(shí)體驗(yàn)。筆者設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)，讓中學(xué)生觀察光斜射入海面時(shí)侯的情況——在亞克力箱體外部貼上一張自制的標(biāo)記紙（畫大十字架），向箱內(nèi)加入一定量的茶葉水，海面上方用噴煙壺飽含煙霧，通過(guò)散射現(xiàn)象來(lái)呈現(xiàn)光路，清晰顯著，療效挺好。中學(xué)生通過(guò)觀察，確定光斜射時(shí)侯在界面處發(fā)生偏折的客觀事實(shí)。筆者運(yùn)用巧妙有效的設(shè)計(jì)，彰顯了中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)性和實(shí)踐性。（三）“E”精準(zhǔn)施行——展現(xiàn)生活性和動(dòng)態(tài)性。之所以在高中數(shù)學(xué)中引入STEAM的工程（），就是由于化學(xué)學(xué)科與工程息息相關(guān)。
筆者進(jìn)行項(xiàng)目式課程設(shè)計(jì)，讓中學(xué)生在“光的折射”實(shí)驗(yàn)短發(fā)兼任務(wù)——通過(guò)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)并施行教學(xué)過(guò)程光的折射規(guī)律初中物理，解決中學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)重視中學(xué)生在參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)（工程研究）中的情景體驗(yàn)。在光的折射分組實(shí)驗(yàn)中，中學(xué)生通過(guò)常規(guī)的探究，發(fā)覺(jué)入射角減小時(shí)折射角也急劇減小，但折射角增至某一角度時(shí)折射光線忽然消失。中學(xué)生對(duì)這一現(xiàn)象頗為好奇，班主任有必要針對(duì)這一特殊情況加以說(shuō)明，解釋“全反射”的相關(guān)知識(shí)。雖然此項(xiàng)知識(shí)不在小學(xué)數(shù)學(xué)考綱之中，何必考量原理但要講明事實(shí)。中學(xué)生用強(qiáng)激光筆（紅光）來(lái)做此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)（光路通過(guò)工程性的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)），用亞克力透明板圍成一個(gè)袋子，并注入一定量的水，再借助噴煙壺噴入足夠的煙霧，觀察光路徑。這么，療效特別顯著——在入射角的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，中學(xué)生觀察到折射光忽然消失。在教學(xué)中，筆者融合工程性的特征，精準(zhǔn)設(shè)計(jì)并施行實(shí)驗(yàn)，詮釋了實(shí)驗(yàn)的生活性和動(dòng)態(tài)性。（四）“A”“M”個(gè)性展評(píng)——彰顯開(kāi)放性和時(shí)代性。筆者在中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，吸收STEAM中的藝術(shù)（Arts）與物理（）思想，整合中學(xué)生學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題能力評(píng)價(jià)體系，施行過(guò)程性和結(jié)果性個(gè)性評(píng)價(jià)。筆者覺(jué)得，化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化重點(diǎn)一直是實(shí)驗(yàn)，融入藝術(shù)審美和物理剖析是為了推動(dòng)中學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)。
在“光的折射”教學(xué)中，筆者給中學(xué)生布置了一些任務(wù)，例如勾畫光路圖。在用紅色激光呈現(xiàn)漂亮的光路圖后，有中學(xué)生想到在紙板上記錄每條“光線”上的兩個(gè)點(diǎn)，按照兩點(diǎn)確定一線的原理，呈現(xiàn)光的傳播路徑，并通過(guò)預(yù)制做的大量角器檢測(cè)并記錄入射角和折射角，將數(shù)據(jù)運(yùn)用信息化的形式剖析，得到折射規(guī)律。對(duì)于光學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，中學(xué)生可以運(yùn)用信息化的形式，并做數(shù)據(jù)剖析。光學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)關(guān)鍵還在于體配鏡呈現(xiàn)的真實(shí)美感。班主任可以引導(dǎo)中學(xué)生，對(duì)類似于“潭清疑水淺”“錯(cuò)位的牙簽”“紙杯中看不到的硬幣”等問(wèn)題進(jìn)行探究。中學(xué)生可以用個(gè)性化的形式展示成果，展現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化的開(kāi)放性和時(shí)代性。將化學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)要求和STEAM模式理念融合用于項(xiàng)目式化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)，目的就是培養(yǎng)中學(xué)生解決問(wèn)題的能力——以共同創(chuàng)新與合作的形式，迸發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣，讓中學(xué)生在多樣的項(xiàng)目活動(dòng)中融合多學(xué)科知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題。化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)是培養(yǎng)中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)的有效途徑[5]，它符合數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。