基于小学数学项目式学习的思考与实践

作者: 王琪玥

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《义务教育数学课程标准(2022年版)》明确指出:“项目式学习的设计以解决现实问题为重点,综合应用数学和其他学科知识解决问题,体会数学知识的价值,以及数学与其他学科的关联。”这一学习模式紧密围绕学科知识与核心概念,以学生为主体,从日常生活中的实际情境出发,鼓励学生参与团队协作,共同面对并深入探究一系列具有挑战性的问题。北京师范大学教授桑国元及其团队提出,项目式学习的标准模型包括三类要素,即设计要素、实施要素和评价要素,每类要素又进一步细化为六个具体标准。

基于学生的真实问题与需求,笔者参照上述标准,精心策划了“设计花园书包柜”跨学科项目。本文以此项目为例,分享笔者对于小学数学项目式学习的教学思考与实践,以期为相关领域的研究者与实践者提供一些参考和启发。

构建真实问题情境

项目式学习需要基于真实问题情境开展。考虑到大部分小学生现有的知识基础较为薄弱,难以完全解决现实中的复杂问题,笔者在策划项目时,特别注重将学习内容与学生的认知发展水平相匹配。同时,确保项目设计能够充分展现项目式学习的核心价值,使其尽可能贴近学生的真实生活情境,既保持问题的真实性,又适当降低问题的复杂度,使项目既具挑战性又不至于让学生感到挫败。

本案例以“教室空间有限,学生书包没有合适的地方放置”这一实际问题为背景,提出了“设计花园书包柜”的任务。实施过程中,任务作为“明线”与知识这条“暗线”紧密相连、相互交织,不断引导学生解决这一真实问题,深化他们对长方体及正方体相关知识的理解。

设计驱动性问题

驱动性问题是项目的“灵魂”,相较于一般问题,它更具真实性、情境性和衔接性,能够为学生提供广阔的探索空间,有助于他们从低阶思维迈向高阶思维。在本项目中,学生面对班级座位拥挤的实际问题提出了多种设想,如购买一体化桌椅、建设书包收纳室、改造教室空间等。在综合考虑学校的人力、物力及时间等因素后,他们最终商定通过“设计花园书包柜”纾解这一难题,并将其作为一个项目。笔者由此设计出配套的驱动性问题:如何设计一组既美观又实用的花园书包柜?

为了解决这个问题,笔者引导学生从多个学科角度进行思考。从数学角度来看,哪种形状的书包柜更加安全稳固?具有什么样的特征?如何计算书包柜的占地面积和容积?共计需要多少板材?如何合理摆放以最大化利用现有的教室空间?从美术角度思考,如何使书包柜设计得比较美观?在哪些方面可以进行创意发挥?从劳动与实际操作的角度来看,如何合理设计书包柜的内部空间?怎样做好它的后期维护?

制定学习目标

笔者为参加该项目的学生设置了以下目标:能够联系实际,认识到座位拥挤问题,主动探索、实践以寻求解决方案,发展应对真实问题的主动性、实践性和创新性;通过探究书包柜的特征、材料、空间大小以及合理摆放方式,学习长方体与正方体的特征、表面积及体积的计算公式等内容,发展空间观念;初步了解比例尺等相关知识,通过小组实地考察,设计书包柜的平面图与立体图,提升几何直观能力;能够结合生活实际,综合运用多学科知识完善书包柜的设计方案,明确标注设计理念,发展创新与应用意识,增强劳动筹划能力;通过小组合作,经历查阅资料、实地考察、讨论设计等环节,提升团队协作与问题解决能力;能够在学习过程中整合不同学科知识,形成较为完整和系统的知识体系。在设计该项目时,笔者始终保持“以终为始”的意识,基于明确的学习目标和预期结果进行逆向设计,确保项目能够切实助力学生综合素养的发展。

落实学习过程

整个项目式学习的实施一般包含入项活动、项目计划、项目执行、项目管理与项目终结五个核心环节。在参考这一框架的基础上,笔者根据具体项目的执行情况,将其细化为入项活动、知识与能力架构、产品设计、评论修订、成果展示、项目反思六个阶段,并为每个阶段设定了明确的项目内容与活动目标。

学生们需要自行组队并分工合作,从构思到材料选择,再到最终完成制作,全程深度参与。在团队合作的过程中,学生们学会了倾听他人意见,尊重不同观点,共同解决遇到的难题。这段经历不仅提升了他们自我管理与解决问题的能力,还极大地激发了他们的学习热情和创造力。他们不断尝试,将自己的想法和创意巧妙地融入作品,最终呈现出各具特色的书包柜设计方案。

在面对“如何设计既美观又实用的书包柜”这个问题时,学生们能够融合劳动学科中整理与收纳的相关知识,思考如何在有限的空间内兼顾书包柜的实用性和美观性。例如,在设计书包柜平面图时,各小组不仅对规格、形状表达了自己的想法,还有小组提出了外置式书包柜和内嵌式书包柜的创意,即在保证安全的情况下,将书包柜嵌入教室靠近楼道一面的墙体15厘米,另一侧凸出墙体15厘米,不仅能提升美观性,还可以进一步节省教室空间。部分学生还通过手工制作或电子绘图的方式,生动形象地展示了他们的设计想法。在此过程中,学生的动手操作能力和信息技术水平得到了提升。

在成果展示阶段,笔者还引导学生学习制作简单的演示文稿,便于他们条理清晰地表达观点。在项目反思阶段,师生共同复盘,笔者引导学生回顾整个项目的探究过程,进一步明晰自己的优势与不足,学习将本项目的策略和方法迁移到其他现实问题的解决过程。

项目评价设计

在开展项目式学习的过程中,设计、实施和评价之间并非割裂的关系,而是相互关联、环环相扣、循环往复。项目式学习是一个不断评价、反馈、修正与反思的过程,需要教师结合教学目标与实际教学情况设计出一套适恰的评价体系。笔者关注学生的学习过程和解决问题的态度,同时结合他们设计的书包柜平面立体图、成果演示文稿及“‘书包旅行记’项目式学习手册”,开展形成性评价和终结性评价。每项评价都有详细的评价量规。例如,在对书包柜平面立体图设计的评价中,从图形的整体结构、数据准确性、比例关系、可操作性以及设计说明的详细程度等维度出发,分别设定了1~2分、3~4分、5分三个评价等级,不仅使得评价过程更加标准化,还能帮助学生更加清晰地了解自己在哪些方面存在不足,从而有针对性地进行改进。

与传统的教学形式相比,项目式学习更注重学生的主体性和实践性,在激发学生的兴趣和创造力方面具有巨大潜力。在参加项目式学习的过程中,学生们不仅能学习数学知识,还能在实践中得到充分锻炼,增强数学学科素养。更重要的是,他们能够体验到数学在实际生活中的应用价值,感受到学习数学的乐趣,为他们今后的数学学习奠定了坚实的基础。

另外,不少项目式学习活动涉及跨学科内容,对教师的要求较高、挑战较大,不仅要求他们拥有更高的专业素养与教学能力,还呼唤他们提升创新意识与实践能力。教师需从传统的知识传授者角色转变为学生的引导者与合作者,为学生提供充足的资源与必要的支持,帮助他们解决项目中遇到的难题。同时,教师需要密切关注学生的学习进展,及时给予恰当的反馈与有效的指导,并通过各类方式不断实现自我提升,更新专业知识与技能,以适应开展项目式学习的需求。

当前,针对小学数学项目式学习的研究和案例仍然较少,笔者将持续深入探索,通过项目式学习活动促进学生的全面发展。

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