《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》指出，“物理課程重視實驗，化學(xué)班主任重視讓中學(xué)生經(jīng)歷化學(xué)實驗探究過程，提升中學(xué)生解決問題的能力”[1]。《關(guān)于推進(jìn)教育體制機(jī)制變革的意見》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，以項目活動實踐為載體，施行化學(xué)實驗生活化教學(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（）五項目標(biāo)要求的教育新理念。印度數(shù)學(xué)班主任商會（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理念融入項目式化學(xué)實驗生活化教學(xué)中，按導(dǎo)出、設(shè)計、實施、展評四個步驟設(shè)計教學(xué)活動[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)科知識解決問題的能力和創(chuàng)新與合作的意識。
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)實驗生活化教學(xué)中，將STEAM理念與化學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)融合，組織項目活動，運用物理、科學(xué)知識，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)社會的創(chuàng)新人才。（一）實驗生活化，實踐關(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)教育過程中逐漸產(chǎn)生適應(yīng)個人終生發(fā)展和社會發(fā)展須要的必備品格和關(guān)鍵能力，是中學(xué)生通過化學(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。筆者覺得，以實驗數(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，認(rèn)識數(shù)學(xué)規(guī)律，通過化學(xué)實驗的現(xiàn)象、效果可彰顯物質(zhì)原本的面容。當(dāng)前，一些視頻、軟件、平臺等確實解決了不少實際未能操作或現(xiàn)象不顯著等問題，但有些違反了自然規(guī)律（缺少真實可靠性），如光傳播到界面只存在折射等。筆者專注化學(xué)生活化實驗教學(xué)，在尊重客觀規(guī)律的同時，引導(dǎo)以中學(xué)生的真實感悟為基礎(chǔ)，結(jié)合生活情景將真實的化學(xué)實驗應(yīng)用到實踐中。以“光的折射”為例，光路斜射到不同介質(zhì)的界面時，光不再沿直線傳播，會發(fā)生偏折，而由此引起的“潭清疑水淺”“魚叉扠魚”等活動可直接讓中學(xué)生通過項目實驗完成。這樣既能呈現(xiàn)化學(xué)實驗生活化的真實性，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)實驗生活化教學(xué)中的地位。
（二）融合STEAM生活化理念，弘揚核心素質(zhì)培養(yǎng)。筆者按照STEAM理念舉辦化學(xué)實驗教學(xué)，結(jié)合高中數(shù)學(xué)的學(xué)科特色和本質(zhì)，針對某個或則多個問題組織實踐活動，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。班主任可通過實驗教學(xué)讓具象的數(shù)學(xué)規(guī)律顯得具體，組織STEAM項目活動，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)生主動性不強(qiáng)，為了解決這種問題，班主任的教學(xué)應(yīng)當(dāng)顯得“新潮”“時尚”，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，綜合所有能為中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科所用的知識，并且能針對小學(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。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)生主動探究，不同之處是STEAM教學(xué)愈發(fā)重視跨學(xué)科整合知識，有針對性地處理問題，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)實驗生活化教學(xué)，提升中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素質(zhì)。（三）舉辦項目式教學(xué)，突解疑難問題。
以項目式教學(xué)的模式弘揚化學(xué)實驗生活化教學(xué)是一種新方式。班主任設(shè)計并施行完整的項目活動，將生活化實踐教學(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)實驗項目式教學(xué)，能為中學(xué)生提供審辨式思維與創(chuàng)新生活化實踐的機(jī)會，有利于中學(xué)生在生活化實踐中獲得知識，培養(yǎng)思維能力與創(chuàng)造能力，提升生活化實踐的應(yīng)用能力，適應(yīng)社會發(fā)展。
二、用STEAM理論指導(dǎo)項目實踐，革新實驗教學(xué)
筆者在“光的折射”教學(xué)中應(yīng)用STEAM理念和項目式教學(xué)模式（如圖1），對化學(xué)生活化實驗教學(xué)進(jìn)行了實證探究。（一）“S”趣味導(dǎo)出——檢驗科學(xué)性和真理智。中學(xué)數(shù)學(xué)實驗生活化實踐中，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)、物理實踐。無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，卻忽視了對知識的學(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，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，直接以生活中的折射現(xiàn)象導(dǎo)出，讓中學(xué)生模擬漁船扠魚的過程。在用亞克力制做的缸子中，用汽球取代魚，用長木棍取代魚槍。中學(xué)生分成扠魚組和觀察組交替體驗。這樣能更好地對比、呈現(xiàn)用魚槍不能全部扠中魚的現(xiàn)實情況，對此，中學(xué)生頗為苦惱。中學(xué)生針對此情況深入思索，啟動對相關(guān)知識科學(xué)性和真理智的檢驗工作。
（二）“T”有效設(shè)計——貫徹實驗性和實踐性。筆者運用STEAM理念將其中的技術(shù)（）手段應(yīng)用于中學(xué)數(shù)學(xué)實驗生活化教學(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，又保證中學(xué)生完成相應(yīng)設(shè)計項目和任務(wù)活動。初具具象能力的高中中學(xué)生對事物的認(rèn)知有一定的經(jīng)驗，對新鮮事物比較好奇。筆者針對中學(xué)生參與“模擬漁船扠魚”活動中遇見的疑慮，設(shè)計了有效的實驗讓中學(xué)生去解疑、驗證。當(dāng)前在教學(xué)中，班主任習(xí)慣通過各類投屏軟件將中學(xué)生的實驗過程實時共享。作為小學(xué)數(shù)學(xué)班主任，有效舉辦化學(xué)實驗生活化教學(xué)關(guān)鍵在于讓中學(xué)生親身經(jīng)歷真實的實驗過程。班主任可以通過各類信息技術(shù)手段記錄這樣的時刻并進(jìn)行分享，但不能忽視中學(xué)生實驗的真實體驗。筆者設(shè)計分組實驗，讓中學(xué)生觀察光斜射入海面時侯的情況——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，通過散射現(xiàn)象來呈現(xiàn)光路，清晰顯著，療效挺好。中學(xué)生通過觀察，確定光斜射時侯在界面處發(fā)生偏折的客觀事實。筆者運用巧妙有效的設(shè)計，彰顯了中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的實驗性和實踐性。（三）“E”精準(zhǔn)施行——展現(xiàn)生活性和動態(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)行項目式課程設(shè)計，讓中學(xué)生在“光的折射”實驗短發(fā)兼任務(wù)——通過精準(zhǔn)設(shè)計并施行教學(xué)過程光的折射規(guī)律初中物理，解決中學(xué)生的實際問題，同時重視中學(xué)生在參與化學(xué)實驗教學(xué)（工程研究）中的情景體驗。在光的折射分組實驗中，中學(xué)生通過常規(guī)的探究，發(fā)覺入射角減小時折射角也急劇減小，但折射角增至某一角度時折射光線忽然消失。中學(xué)生對這一現(xiàn)象頗為好奇，班主任有必要針對這一特殊情況加以說明，解釋“全反射”的相關(guān)知識。雖然此項知識不在小學(xué)數(shù)學(xué)考綱之中，何必考量原理但要講明事實。中學(xué)生用強(qiáng)激光筆（紅光）來做此項實驗（光路通過工程性的設(shè)計來實現(xiàn)），用亞克力透明板圍成一個袋子，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——在入射角的動態(tài)變化過程中，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)計并施行實驗，詮釋了實驗的生活性和動態(tài)性。（四）“A”“M”個性展評——彰顯開放性和時代性。筆者在中學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(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)能力和解決問題能力評價體系，施行過程性和結(jié)果性個性評價。筆者覺得，化學(xué)實驗生活化重點一直是實驗，融入藝術(shù)審美和物理剖析是為了推動中學(xué)數(shù)學(xué)實驗生活化教學(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”上的兩個點，按照兩點確定一線的原理，呈現(xiàn)光的傳播路徑，并通過預(yù)制做的大量角器檢測并記錄入射角和折射角，將數(shù)據(jù)運用信息化的形式剖析，得到折射規(guī)律。對于光學(xué)知識的學(xué)習(xí)，中學(xué)生可以運用信息化的形式，并做數(shù)據(jù)剖析。光學(xué)知識的學(xué)習(xí)關(guān)鍵還在于體配鏡呈現(xiàn)的真實美感。班主任可以引導(dǎo)中學(xué)生，對類似于“潭清疑水淺”“錯位的牙簽”“紙杯中看不到的硬幣”等問題進(jìn)行探究。中學(xué)生可以用個性化的形式展示成果，展現(xiàn)化學(xué)實驗生活化的開放性和時代性。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目式化學(xué)實驗生活化教學(xué)，目的就是培養(yǎng)中學(xué)生解決問題的能力——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)生在多樣的項目活動中融合多學(xué)科知識，解決實際問題。化學(xué)實驗生活化教學(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。