【摘要】教材是課程的載體,是教師教和學(xué)生學(xué)的依據(jù).雖然不同版本教材的指導(dǎo)思想是一樣的,但編排體例和特點(diǎn)等是不同的.對(duì)不同版本的數(shù)學(xué)教材分析與對(duì)比,是教師理解和開(kāi)發(fā)教學(xué)內(nèi)容、開(kāi)展教學(xué)的重要途徑.選取2024版初中數(shù)學(xué)教材中具有代表性的人教版和蘇科版,從知識(shí)編排、體例結(jié)構(gòu)、習(xí)題設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)文化、教材難度等方面對(duì)“一元一次方程”展開(kāi)研究,旨在通過(guò)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)各自教材的優(yōu)、缺點(diǎn),為一線初中數(shù)學(xué)教師提供切實(shí)可行的教學(xué)建議.
【關(guān)鍵詞】人教版數(shù)學(xué)教材;蘇科版數(shù)學(xué)教材;一元一次方程;教材對(duì)比
1引言
為進(jìn)一步推進(jìn)基礎(chǔ)教育課程深化改革,將分“三步走”啟用義務(wù)教育階段新教材,2024年秋季義務(wù)教育將進(jìn)入新課標(biāo)、新教材、新課堂相互兼容新時(shí)代.第一步(2024年秋季),七年級(jí)全科使用新版教材,數(shù)學(xué)學(xué)科依然一標(biāo)多本.新教材是為了更好地全面落實(shí)《義務(wù)教育課程方案(2022年版)》及《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》要求而改編的,這就要求一線教師需要盡快讀懂新教材,落實(shí)數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).
不同教材對(duì)比研究是一線教師讀懂教材的重要方式,有助于教師多維度理解把握相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的本質(zhì),從而更有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì).對(duì)一線教師來(lái)說(shuō),又該從哪些維度進(jìn)行教材對(duì)比呢?本文選取了人民教育出版社出版的初中數(shù)學(xué)教材和江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社出版的初中數(shù)學(xué)教材,他們都是根據(jù)《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》編寫(xiě)的具有代表性的教材.本文通過(guò)對(duì)比兩個(gè)版本“一元一次方程”整章內(nèi)容,分析各自的優(yōu)、缺點(diǎn),以期為一線初中教師提供教學(xué)建議和啟發(fā).
2兩個(gè)版本教材的一元一次方程內(nèi)容對(duì)比分析
2.1知識(shí)編排
2.1.1章節(jié)編排
人教版教材中“一元一次方程”安排在七年級(jí)上冊(cè)第五章,蘇科版教材中安排在七年級(jí)上冊(cè)第四章,章節(jié)編排基本一致,且都安排在代數(shù)式和整式學(xué)習(xí)之后.因?yàn)橐辉淮畏匠淌亲罨A(chǔ)的方程,能夠銜接小學(xué)的知識(shí),且需要代數(shù)式和整式的內(nèi)容做鋪墊.
2.1.2順序知識(shí)
以下將兩種版本數(shù)學(xué)教材中“一元一次方程”的內(nèi)容按照課程內(nèi)容的整體結(jié)構(gòu)和知識(shí)點(diǎn)出現(xiàn)的順序繪制成組織結(jié)構(gòu)圖,如圖1所示.
對(duì)比兩種版本數(shù)學(xué)教材“一元一次方程”的章節(jié)課程內(nèi)容,可以發(fā)現(xiàn):總體結(jié)構(gòu)上大體相似,均分為3節(jié),包括等式與方程、解一元一次方程、一元一次方程的實(shí)際問(wèn)題.從編排順序上看,兩種版本略有不同,人教版先給出下位概念“方程”,再給出上位概念“等式”,這樣編排使得等式的基本性質(zhì)用于第2節(jié)的解一元一次方程,知識(shí)連接更加緊密;蘇科版先給出上位概念“等式”,再給出下位概念“方程”,最后給出一元一次方程的概念,這更符合知識(shí)的內(nèi)在邏輯.除此外,最大區(qū)別在于人教版考慮到移項(xiàng)是由等式的基本性質(zhì)推導(dǎo)出來(lái)的,沒(méi)把等式的基本性質(zhì)解一元一次方程放在一元一次方程的解法里,而是設(shè)置在了“等式”部分,本文認(rèn)為蘇科版更便于學(xué)生整體把握并靈活運(yùn)用解一元一次方程的方法,考慮得更加全面.
2.1.3結(jié)構(gòu)核心知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)
本文選取“一元一次方程”內(nèi)容中的等式、方程、解一元一次方程、一元一次方程解決問(wèn)題作為結(jié)構(gòu)核心知識(shí)點(diǎn).
(1)等式:人教版中直接給出了等式的定義、基本事實(shí),利用“思考”欄目,引導(dǎo)學(xué)生將小學(xué)學(xué)習(xí)的等式的基本性質(zhì)從正數(shù)推廣到負(fù)數(shù);蘇科版則非常詳細(xì),通過(guò)生活實(shí)例總結(jié)等式的定義,利用天平平衡這一形象載體給出等式的基本性質(zhì).
(2)方程:兩個(gè)版本均通過(guò)3個(gè)實(shí)際問(wèn)題中的方程,給出方程的定義.人教版中更注重?cái)?shù)學(xué)文化的滲透,利用“溯源”欄目,介紹方程的起源.同時(shí)人教版也很重視學(xué)生感悟方程思想,特意闡述了算式到方程背后的數(shù)學(xué)思想.
(3)解一元一次方程:兩種版本對(duì)解一元一次方程這一知識(shí)的呈現(xiàn)方式還是有很大區(qū)別的.人教版通過(guò)4個(gè)實(shí)際問(wèn)題,分別呈現(xiàn)了解一元一次方程用到的合并同類項(xiàng)、移項(xiàng)、去括號(hào)、去分母4個(gè)步驟;而蘇科版通過(guò)3個(gè)一元一次方程,呈現(xiàn)了移項(xiàng)、去括號(hào)、去分母3個(gè)步驟.通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),蘇科版沒(méi)有單獨(dú)呈現(xiàn)合并同類項(xiàng)解一元一次方程,而是將其融入其他3個(gè)步驟.人教版更加指向真實(shí)性問(wèn)題的解決,有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,也為后續(xù)第3節(jié)內(nèi)容做鋪墊.
(4)一元一次方程解決問(wèn)題:人教版通過(guò)2個(gè)例題,在“歸納”欄目,總結(jié)了用一元一次方程解決實(shí)際問(wèn)題的基本過(guò)程;蘇科版則是通過(guò)1個(gè)例題的兩種方法(算術(shù)方法和列方程方法)進(jìn)行總結(jié)的,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生感受兩種方法的區(qū)別.蘇科版在真實(shí)問(wèn)題中,引導(dǎo)學(xué)生感受列方程方法和算術(shù)方法,更加具體可知.
2.2體例結(jié)構(gòu)
2.2.1欄目設(shè)計(jì)
人教版和蘇科版教材的欄目設(shè)計(jì)名稱不盡相同,但很多欄目的設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容是一致的,本文進(jìn)行了梳理整合,如表1.從整體來(lái)看,人教版教材的問(wèn)題情境比較多,重視真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè),聯(lián)系生活實(shí)際,激發(fā)學(xué)生興趣.人教版教材的小貼士和拓展比較多,更加注重知識(shí)的點(diǎn)撥和思維發(fā)散,給出支架引導(dǎo)學(xué)生思考,提供資料打開(kāi)學(xué)生視野.在“閱讀與思考”欄目,人教版特意以1頁(yè)的篇幅介紹了“初步認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)模型”,旨在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí).
蘇科版的欄目特色有“對(duì)話框”,以兩個(gè)或多個(gè)卡通人物說(shuō)話的方式呈現(xiàn),提供一題多解的思路或方法.蘇科版教材3次出現(xiàn)了表格,用于梳理一元一次方程實(shí)際問(wèn)題中的數(shù)學(xué)信息,這種列表法可以幫助學(xué)生找到等量關(guān)系列方程,是教材編寫(xiě)的一大優(yōu)點(diǎn).
2.2.2章首
人教版教材以行程問(wèn)題和登山行程圖為章首,指出學(xué)生可使用算術(shù)方法解決問(wèn)題,引出本章新的解決方法——列方程方法.蘇科版教材章首部分則設(shè)計(jì)了2頁(yè):第1頁(yè)主要介紹了本章節(jié)要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,第2頁(yè)設(shè)計(jì)了雞兔同籠問(wèn)題的小學(xué)列表法解決和借助未知數(shù)列表尋找等量關(guān)系.對(duì)比兩種教材的章首,不難發(fā)現(xiàn),都在注重引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題從算術(shù)方法到列方程方法,培養(yǎng)學(xué)生用方程解決問(wèn)題的模型意識(shí).蘇科版以歷史名題“雞兔同籠”為引,滲透數(shù)學(xué)文化,體現(xiàn)課程思政.
2.2.3章末小結(jié)
人教版和蘇科版教材均以結(jié)構(gòu)框圖和文字相結(jié)合的方式總結(jié)了本章內(nèi)容.蘇科版特意增加了本章的整體知識(shí)結(jié)構(gòu)圖,便于學(xué)生明確學(xué)科知識(shí)體系.人教版創(chuàng)新設(shè)計(jì)了問(wèn)題串,用于貫穿復(fù)習(xí)全章內(nèi)容.一元一次方程解決問(wèn)題這部分內(nèi)容不便總結(jié),蘇科版教材便設(shè)計(jì)了一道題目——根據(jù)方程創(chuàng)編應(yīng)用題,發(fā)散學(xué)生思維,完整感受熟悉的情境,關(guān)注數(shù)學(xué)的生成過(guò)程.
2.3例習(xí)題設(shè)計(jì)
在統(tǒng)計(jì)兩種版本數(shù)學(xué)教材的例習(xí)題的過(guò)程中,本文發(fā)現(xiàn)例習(xí)題的設(shè)計(jì)有很多的相同之處.兩版本數(shù)學(xué)教材都在每一小節(jié)中設(shè)有例題和相應(yīng)的練習(xí)題,在每一小節(jié)的最后都設(shè)有習(xí)題,在每一章的最后都有設(shè)置復(fù)習(xí)題.所以,本文在統(tǒng)計(jì)習(xí)題的數(shù)量時(shí),將練習(xí)題、習(xí)題和復(fù)習(xí)題都包括在內(nèi).
2.3.1例題設(shè)計(jì)兩種版本的數(shù)學(xué)教材均很重視例題在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用,如表2.例題在教學(xué)中具有示范性,通過(guò)講解例題,可以讓學(xué)生快速地模仿解題的格式、思路和方法.
2.3.2習(xí)題設(shè)計(jì)
兩種版本的數(shù)學(xué)教材均很重視現(xiàn)實(shí)情境類習(xí)題,在習(xí)題設(shè)計(jì)時(shí)著重加大了比例,如表3.尤其人教版教材,即使在第2節(jié)重點(diǎn)學(xué)習(xí)一元一次方程解法時(shí)仍然重視現(xiàn)實(shí)情境的創(chuàng)設(shè),而蘇科版更注重知識(shí)層面上的理解.表3兩種版本數(shù)學(xué)教材習(xí)題設(shè)計(jì)
從兩種版本教材例題類型看,純數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)情境例題數(shù)量相近.但習(xí)題上,現(xiàn)實(shí)情境習(xí)題遠(yuǎn)超純數(shù)學(xué)習(xí)題.由此說(shuō)明兩版本在課堂教學(xué)上均重知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握,靈活應(yīng)用要求更多體現(xiàn)在習(xí)題上,體現(xiàn)知識(shí)掌握的循序漸進(jìn)性.
兩版本在節(jié)習(xí)題和章習(xí)題的總數(shù)量安排上也有區(qū)別.人教版在節(jié)習(xí)題數(shù)量上安排得多,蘇科版在章習(xí)題數(shù)量上安排得多.這說(shuō)明人教版更注重知識(shí)的時(shí)效性,追求小節(jié)知識(shí)后習(xí)題的鞏固作用.而蘇科版更注重知識(shí)點(diǎn)的再生成,追求在復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)的綜合應(yīng)用.
2.4數(shù)學(xué)文化
2.4.1欄目分布
人教版數(shù)學(xué)教材共出現(xiàn)了6處有關(guān)數(shù)學(xué)文化的內(nèi)容,3處出現(xiàn)在“溯源”,3處出現(xiàn)在習(xí)題,如表4.蘇科版共出現(xiàn)了7處有關(guān)數(shù)學(xué)文化的內(nèi)容,1處出現(xiàn)在章首,1處出現(xiàn)在小貼士,5處出現(xiàn)在習(xí)題,如表5.由此說(shuō)明兩版本教材均重視數(shù)學(xué)文化的滲透.
2.4.2內(nèi)容分布
人教版中的3處數(shù)學(xué)史分別作為方程、一元一次方程、移項(xiàng)與合并同類項(xiàng)的解讀延伸,1處為中國(guó)名題,2處為外國(guó)名題.蘇科版中,章首的為雞兔同籠名題,小貼士為一元一次方程的解讀延伸,3處中國(guó)名題,2處外國(guó)名題.綜上,人教版更加側(cè)重?cái)?shù)學(xué)史,蘇科版更加側(cè)重?cái)?shù)學(xué)名題.
2.4.3運(yùn)用方式
數(shù)學(xué)文化融入教科書(shū)的方法主要有“片段式”“旁注式”“問(wèn)題式”“短文式”4種[1].人教版和蘇科版教材均運(yùn)用了問(wèn)題式,在欄目問(wèn)題、例題或習(xí)題中,表現(xiàn)數(shù)學(xué)發(fā)展中的著名問(wèn)題和方法.此外,人教版3處運(yùn)用了片段式,一段融入知識(shí)講解的文字用于表現(xiàn)數(shù)學(xué)形成的動(dòng)力或數(shù)學(xué)發(fā)展中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn);蘇科版運(yùn)用了旁注式,以小貼士的形式搭配在相應(yīng)的知識(shí)講解旁邊,用于解釋一元一次方程中的“元”.
2.5教材難度
教材難度分析主要借助課程難度模型,從內(nèi)容廣度、內(nèi)容深度以及時(shí)間進(jìn)度三部分進(jìn)行分析,且多以定量分析為主[2].如果用N來(lái)表示課程難度,用S表示課程深度,用G表示課程廣度,用T表示課程時(shí)間,建立下面的函數(shù)關(guān)系式[3]:
其中,α滿足0<α<1.
2.5.1課程時(shí)間
人教版教材在“一元一次方程”這一章設(shè)計(jì)的課時(shí)為19課時(shí),取T1=19;蘇科版教材在“一元一次方程”這一章設(shè)計(jì)的課時(shí)為14課時(shí),取T2=14.
2.5.2課程廣度
如圖1所示,人教版教材一元一次方程部分一共包括19個(gè)知識(shí)點(diǎn),因此取其課程廣度系數(shù)G1=19;蘇科版一元一次方程部分一共包括20個(gè)知識(shí)點(diǎn),因此取其課程廣度系數(shù)G2=20.
2.5.3課程深度
采用給目標(biāo)動(dòng)詞賦值的辦法,如表6.
人教版教材中各知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的課程深度值分別如下:方程的定義(1);用方程表示數(shù)量關(guān)系(3);方程的解的定義(1);解方程的定義(1);一元一次方程的定義(2);等式的定義(1);等式的基本事實(shí)(1);等式的基本性質(zhì)(3);利用等式的性質(zhì)補(bǔ)充等式(2);利用等式的性質(zhì)解方程(3);合并同類項(xiàng)(3);移項(xiàng)(3);去括號(hào)(3);去分母(3);配套問(wèn)題(3);工程問(wèn)題(3);盈虧問(wèn)題(3);積分問(wèn)題(3);綜合費(fèi)用問(wèn)題(3).根據(jù)上面各知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的權(quán)重,計(jì)算得出人教版教材課程深度系數(shù)為:
蘇科版教材中各知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的課程深度值分別如下:等式的定義(1);等式的基本性質(zhì)(3);利用等式的基本性質(zhì)變形為x=c(c為常數(shù))(2);未知數(shù)的定義(1);方程的定義(1);用方程表示等量關(guān)系(3);方程的解的定義(1);解方程的定義(1);一元一次方程的定義(2);移項(xiàng)(3);去括號(hào)(3);去分母(3);配套問(wèn)題(3);年齡問(wèn)題(3);利潤(rùn)問(wèn)題(3);行程問(wèn)題(3);和差倍分問(wèn)題(3);圖形規(guī)律問(wèn)題(3);雞兔同籠問(wèn)題(3);工程問(wèn)題(3).根據(jù)以上所統(tǒng)計(jì)的知識(shí)點(diǎn)的課程深度值,計(jì)算他們的加權(quán)平均數(shù)得出蘇科版教材課程深度系數(shù)為:
根據(jù)公式N=αST+(1-α)GT,代入相應(yīng)數(shù)據(jù),那么兩種版本數(shù)學(xué)教材的課程難度分別為:
因?yàn)?<α<1,如果取α=0.5,則N1=0.5625,N2=0.8005.
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),兩種版本數(shù)學(xué)教材一元一次方程部分課程難度相差較大,人教版教材的課程難度值為0.5625,蘇科版教材的課程難度值為0.8005.蘇科版教材的課程難度要比人教版教材的難度大出0.238個(gè)數(shù)值.本文經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)解讀分析,發(fā)現(xiàn)了蘇科版教材難度較大的原因:兩種版本教材中一元一次方程的知識(shí)點(diǎn)相差不大,但蘇科版教材設(shè)置的課時(shí)數(shù)比人教版少26%,這無(wú)疑增加了教材課程難度.
3人教版和蘇科版教材的優(yōu)、缺點(diǎn)
兩種版本數(shù)學(xué)教材中都在減少直接求解方程的題目,人教版教材中這樣的問(wèn)題所占比例更大,這并非意味著削弱數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的訓(xùn)練,而是以更加靈活多樣的方式激發(fā)學(xué)生的探索欲和創(chuàng)造力,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)分析問(wèn)題,解決問(wèn)題.兩個(gè)版本的新教材都注重?cái)?shù)學(xué)文化的滲透,體現(xiàn)了2022版課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念,幫助學(xué)生了解現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展歷史,激發(fā)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,體會(huì)數(shù)學(xué)的魅力.此外,新教材中更多地重視對(duì)初中生數(shù)學(xué)邏輯思維和實(shí)踐運(yùn)用能力的雙重培養(yǎng),單獨(dú)設(shè)置了數(shù)學(xué)活動(dòng)或數(shù)學(xué)探究欄目.總體來(lái)說(shuō),人教版教材和蘇科版教材與2022版課程標(biāo)準(zhǔn)的方向與目標(biāo)一致,又略高于課程標(biāo)準(zhǔn)的要求.
對(duì)比兩種版本教材的習(xí)題情況,可以發(fā)現(xiàn)蘇科版節(jié)習(xí)題數(shù)量比人教版少很多,減少完成作業(yè)時(shí)間,減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān),符合雙減政策的要求.而人教版中較多的節(jié)習(xí)題有利于學(xué)生及時(shí)鞏固所學(xué)新知,把握一元一次方程的本質(zhì),打穩(wěn)基礎(chǔ).蘇教版的章習(xí)題數(shù)量更多,題目分層比例更加接近檢測(cè)題,可以應(yīng)用于整章知識(shí)小結(jié)后的終結(jié)性評(píng)價(jià).
一元一次方程是初中階段系統(tǒng)學(xué)習(xí)的第一種方程,知識(shí)較為簡(jiǎn)單,但對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)其它方程以及不等式、函數(shù)等具有十分重要的作用,尤其要讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)模型的意義,初步感受方程在建模學(xué)習(xí)中的方法價(jià)值.人教版教材在編排時(shí)更加注重培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模的核心素養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)到方程是刻畫(huà)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系的一種數(shù)學(xué)語(yǔ)言和有效模型.
教材按照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,構(gòu)建了完整的知識(shí)體系,使學(xué)生學(xué)到結(jié)構(gòu)化的、聯(lián)系緊密的、遷移能力強(qiáng)的知識(shí).從知識(shí)順序和小結(jié)思考的框圖來(lái)看,蘇科版教材的編排的邏輯則更注重學(xué)科知識(shí)體系.
4給教師的建議
在教學(xué)中突出方程和一元一次方程所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想和方法.以實(shí)際情境為例,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,讓學(xué)生能夠形成獨(dú)立思考的意識(shí),感受數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問(wèn)題的便利性,從而培養(yǎng)學(xué)生建模意識(shí),激發(fā)學(xué)生建模興趣.
教材的例題是教材編者以更高的視角按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)的.實(shí)際教學(xué)中,要深度挖掘解讀教材的例題,也可以根據(jù)實(shí)際需要改編例題、增加例題.比如,蘇科版教材中的雞兔同籠問(wèn)題可以引入使用人教版教材的課堂.
教師要善于通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題活動(dòng)的引入激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,由于人教版教材中的習(xí)題較多,教師在選擇習(xí)題的時(shí)候要注意精簡(jiǎn),不宜過(guò)多[4].蘇科版教材中的習(xí)題較少,尤其“探索研究”類習(xí)題較少,可以補(bǔ)充人教版中的“拓廣探索”類習(xí)題,分層布置,讓每位學(xué)生都能得到個(gè)性的發(fā)展.
5結(jié)束語(yǔ)
隨著基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革的深化,需要教師從整體視角理解教材,教師要站在教材編者的角度思考問(wèn)題,在尊重教材、解讀教材的基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地使用教材,同時(shí)對(duì)比不同版本教材差異,挖掘數(shù)學(xué)本質(zhì),借鑒其他版本教材中的編排內(nèi)容和蘊(yùn)含思想.具體來(lái)說(shuō),人教版數(shù)學(xué)教材和蘇科版數(shù)學(xué)教材都各有特色和編排側(cè)重,教師應(yīng)根據(jù)全體學(xué)生的實(shí)際情況,取長(zhǎng)補(bǔ)短,借鑒融合.
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作者簡(jiǎn)介孫守強(qiáng)(1998—),男,山東濟(jì)南人,石河子大學(xué)教育碩士(非全日制)在讀,中小學(xué)二級(jí)教師;主要從事數(shù)學(xué)教材、數(shù)學(xué)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)研究.