小学数学教学中“数学步道”课程的建设与实施路径探究

摘 要：数学步道是一种创新性教学课程，以数学视觉认识世界，依托实物景观设计具有挑战性数学任务。数学步道课程建设能够为学生在数学与生活之间架设一座桥梁，让知识学习的过程更具有体验力，让学生学习更具有探究力；同时学生在实物景观中开展探究实践活动，也能发现更多新现象，为数学学习增添新色彩。文章以小学数学为根本，对教学中数学步道的建设与实施展开充分研究，旨在推动小学数学教学的改革，提升学生学习能力。

关键词：小学数学；数学步道；实施路径

中图分类号：G623.5   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2024）01-0069-05

在小学数学教学过程中，教师在讲台前面眉飞色舞讲述，可是学生脸上却是画着一个大大的问号，他们会思考“数学和我的生活有什么关系？”而解决学生们困惑的关键就是数学步道建设。数学步道并非一条道路，而是巧妙利用校园围墙、道路、建筑、楼道、操场等学生熟悉的设备设施，在每一处精心设计相关的数学问题，学生漫步校园，仿佛置身于闯关游戏之中，让小学数学学习与生活接轨。数学步道与学生在教室中常规学习活动不同，能将数学引入到学生生活之中，引导学生在生活中发现多种多样的数学知识。学生可在校园不同场景中，经历数学知识的学习与探究，并且学会用数学的眼光观察世界，学会用数学知识解决问题，既能够让学生感受到数学学习的趣味，产生浓厚的学习兴趣，也能培养学生的数学思维，助力学生核心素养的发展。

一、 小学数学教学中“数学步道”的建设价值

（一）何为数学步道

何为数学步道，这是一个值得分析的问题。数学步道以数学之名，步文化之道。这是一种全新的学习方式，打破了传统数学学习的掣肘，让整个学习过程由静态变为动态，学生需要通过动手实践、动脑思考，经历发现知识、探究知识的过程，能够让学生获得全新的学习体验，也能在交流互动中激活学生的数学思维。与传统静态化学习不同，数学步道对学生抽象能力、逻辑推理、建模思想、数据分析等核心素养有良好的培养作用，能让学生在持续学习中，形成适应终身发展和社会需求所必备的品格。

（二）建设价值分析

数学学科的思维性、逻辑性较强，学生在学习、探究数学的过程中，可以逐步理解数学、应用数学，能够具备以理性思维思考的能力，也能学会运用数学的眼光观察世界。而数学步道则是根据数学学科特征，以教学环境创新、教学场景设计的方式，引导学生逐步领悟数学、生活、自然之间的关系。学生在步道活动中，能够感受到数学学习并非只能发生在教室之中，也可以发生在自由自在的环境中。整个活动过程可以让教师的教和学生的学更有新意，不仅可以满足小学生个性化发展的需求，也能实现深度学习、真实学习的发生。数学步道建设是数学学科教学的改革创新，那么具体价值可从以下几点分析：

首先，物化校园教学环境，让环境为教学服务，成为教学内容的补充和延伸。学校为了充分发挥数学步道的价值，特色项目“imath数学课程基地”在建设期间已经物化了一部分环境下，楼梯处的爬山虎、走廊上数学家的故事、三楼连廊处的思维导图等，这些都能够让学生在教室以外的地方，探寻更多关于数学的因素。数学步道的建设，物化环境是第一步，如何充分利用现有环境结合数学课程开发新环境仍需要继续努力。学生在丰富的环境中，耳濡目染感受数学文化的博大精深，同时丰富的环境内容也能点燃学生热情，让学生自然而然回顾已经学过的数学知识，激励学生为我国数学进步薪火相传、贡献力量。

其次，数学步道的设计立足数与代数、图形与几何、统计与概率、综合与实践四大领域，围绕学生核心素养培育学生主动学习的能力，借助UMU这个平台设计一系列实验，能让学生在动手操作中感悟数学，利用数学知识解决生活中的数学问题。在此过程中，学生能够充分领悟数学来源于生活，运用于生活，也能贯彻寓教于乐的理念，做到玩中学、做中学，有助于提升学生主动学习的核心素养。同时，通过探索数学步道建设，也能形成系列化、系统化数学实验，建立完整的数学资源库，培养教师专业素养。此外，物化校园环境需要充分利用学校人文环境和基础设施，可以丰富校园文化，使整个学校的学习氛围更加浓厚。

二、 小学数学教学中“数学步道”的使用现状

数学步道并非近期出现的，通过查阅相关资料可得出最早的步道，是于1991年两位教授提出并设计的，福建、江苏两地的教育工作者也在相关文献中提到数学步道。无论是早期数学步道，还是当前数学步道，大部分都是利用现有建筑和硬件设施为依托，设计一系列活动，引导学生在生活中发现数学问题，利用数学策略解决问题。但是为充分发挥数学步道的育人价值，为学生提供更为广阔的学习场景。除了现有场景，还应当结合课程资源开发一些新场景，将学校资源甚至校外资源充分结合设计数学步道，让学生可在生活中学习数学。

笔者就学校数学步道的建设运用情况做了实践调查，具体内容如下：学校占地9387平方米，其中建筑面积9514平方米，学校拥有完善的硬件和软件设施，运动场、体育馆、图书馆应有尽有，这些都可以成为步道建设的场所。同时积累数学活动经验，培养学生应用意识和创新意识是数学课程的重要目标，应全面贯穿整个数学课程当中。传统数学课程中的综合与实践课程，往往是实现这些目标的重要和有效载体。虽然数学学科每学期都会设计相应的综合与实践活动课，但是学生在实际数学实践、动手操作这一方面仍然比较薄弱。考虑此种情况，对学校数学步道的建设和应用，应当从综合与实践课程入手，将课程内容与校园环境相组合，设计系列化数学实验，并以此为基础慢慢辐射推广到数与代数、图形与几何、综合与概率等其他领域，培养学生动手操作的能力。

三、 小学数学教学中“数学步道”的建设路径

小学数学教学中，数学步道的建设可以从环境物化建设和项目活动设计两方面入手，结合校园现有设施环境与课程教学内容为根本，将环境与教学相连接，为学生创造更多元化学习场景。同时根据低、中、高不同学段学生思维特征、学习需求、年龄特征等，以核心素养为根本设计多种类项目活动。

（一）物化环境建设

步道建设应当充分利用学校人文环境和基础设施，结合课程教学内容的一部分，让环境为教学服务，甚至成为教学内容的一部分，对整体布局可以一东一西、一静一动、一外一内，相互映衬，相互融合。根据功能和区域位置可分为阳光主题步道和学科主题步道，其中阳光主题步道包括运动区主题步道、楼区主题步道、楼梯拐角主题步道以及连廊主题步道。而学科步道包括两室，它们是imath教学实验室、学生创作实验室。同时数学步道设计，由路面到墙面、平面到几何等多方面设计，从而充分结合校园人文环境基础设施、课程内容，创设儿童化、游戏式主题情境，驱动学生进行问题的探索和研究。

（二）活动项目设计

如果说物化教学环境是步道建设的开端，那么活动项目设计则是步道建设的根本。结合小学生身心发展的需求以及学习兴趣爱好，教师需要运用多种方式，创建真实情境引导学生在情境中思考数学生活之间的联系，实现真实学习的发生，从而帮助学生形成积极的学习态度，经过实践探索之后，结合教材内容以及校内资源、社会资源等设计开发了丰富的数学步道综合实践活动（表1）。

表1所设计的项目活动融合了本校资源以及校外资源，其中不仅有实践、观察、计算等多种元素，学生在活动参与中结合自己已有的学习经验、生活经验解决问题完成活动。此外，考虑到小学生年龄跨度较大，对项目活动设计也要贴合不同学段学生年龄需求和认知特点，对低年级活动设计要以兴趣激发、提升认知为主，使学生在活动参与中感受到数学学习的乐趣，提高他们的学习热情。对中年级活动设计要以扩充激活思维、培养发展能力为主，引导学生在活动中能够建构完整的数学知识体系，为高年级学习奠定良好的基础。对高年级活动设计要以数学核心素养发展为根本，综合设计实践、观察、计算、互动等多种形式的活动，进一步强化学生的学习能力，培养他们的核心素养。

四、 小学数学教学中“数学步道”的实施路径

步道活动设计完成之后如何实施，也是数学步道活动的一个关键因素，直接影响到步道活动的效果。文章将从分析学习内容确定活动地点、依据学生学情确定活动任务、创设活动情境调动学生兴趣、引导小组合作参与实践活动、组织交流反思进行活动评价五方面入手，融合线上线下混合教学方式，充分阐述小学数学教学中数学步道的实施。

（一）分析学习内容，确定活动地点

数学步道活动的设计与实施，首先要确定活动地点。那么在上步道课之前，教师要分析学习内容，结合新课程标准以核心素养为根本明确学习目标，然后进行实地考察，考察哪些地方、哪些环境适合上步道课，这个地点、这个场景是否安全？以及可供挖掘的数学元素是否丰富？是否适合学生进行小组分工合作。如果都适合，可以让学生以小组为单位共同商讨，选择哪块区域进行研究，思考选取何种解决相关问题的办法。此外，小学生的认知、思维发展并不完善，步道课属于综合与实践活动，教师不仅要保障活动趣味性、实践性以及教育性，也要重视学生安全，如此才能充分展现数学步道的育人价值，促进学生能力、思维、品质的培养与发展。

（二）依据学生学情，确定活动任务

步道活动确定之后，接下来就是对活动任务的设计，为充分发挥学生的学习主体性，引导学生积极参与步道活动中。教师可在步道活动课之前告诉学生本次步道课的内容以及活动场地，然后引导学生思考，想要完成这次活动需要用到哪些用具、对本次活动能设计怎样的任务。这些都能够让学生思考和探究，也能让他们提前做好准备，并且借由步道活动，培养学生探究数学、应用数学的能力。同时考虑到小学生思维认知、生活经验不完善的原因，教师作为引导者也要注意保障学生在整体活动参与中的安全问题，尽量排除活动场地的不安全因素，使学生可以愉快参与活动。

以“我们一起来测量”步道活动课为例，教师在课前像学生公布了活动内容和活动地点，询问学生“同学们，想一想，这节步道课我们需要用到哪几种学习用具呢？”学生在思考之后，给出了直尺、卷尺、手、臂长等不同的答案。“你们想完成什么样的任务单呢？”学生们纷纷表示想测量不同的物品。那么，教师就可以设计不同的任务单，给予学生选择的空间和权利。

任务1：同学们，我们在校园中每天都要走楼梯，想一想，每层楼的楼梯有多高，共有多少阶？我们全校总共有多少楼梯呢？想一想，说出你的思考过程。

任务2：走到三楼，在教学楼的东面有一条长长的连廊，连通了教学楼和办公楼，那么这一条连廊有多长呢？

任务3：我们的教室外面是一条走廊，每次你从走廊来到教室门口需要走多少步？想一想，试一试，再测量这段距离的长度。

任务单设计之后，教师需要在UMU平台线上发布任务单，便于学生随时随地了解每次数学步道的活动要求，提前做好相应准备。此外，为充分调动学生参与步道活动的积极性，任务发布之后，教师也要及时接收学生的反馈，了解学生真实想法，从而为活动开展提供有效保障。

（三）创设活动情境，调动学生兴趣

在集体学习生活中，学生所获得的学习空间，不仅仅取决于三维空间，教师是步道活动的组织者，会释放对应的课堂自由度，这才是真正核心的第四个维度。所以在小学数学步道课程中，教师可结合数学步道活动承载课堂教学的核心，通过适度引导、创设情境的方式，调动学生兴趣，让学生们在关注整体过程中实现创造。同时教师也要将课堂主体还给学生，让学生积极参与。

例如：在“多边形面积”学习时，可带领学生参加校园数学步道活动“校园绿地面积有多少”。为了调动学生的参与兴趣，在活动中，可以创设问题情境，启发学生。教师提问：同学们，你们知道我们教学楼前的绿植面积是多少吗？有什么办法可以计算出来吗？这时学生首先想到的是测量绿地的数据再计算，对学生的想法，教师可再次提问他们是否有更好的办法，学生就可以放开思维不断设想。有的学生提出可以先估测绿地面积是一个怎样的形状，然后将其划分，再分别测量，最后将这些相加就可以知道绿地面积。这种方法比起直接测量会更加有效，也能激发学生的兴趣和思维，让学生在智力启发中找到最终答案。