小学数学跨学科主题学习中项目式学习的设计与实施研究
吴小飞
江苏省泰兴市黄桥小学教育集团新城分校
引言:《义务教育课程方案(2022 年版)》明确要求各学科至少用 10% 的课时设计跨学科主题学习,强调以真实问题为载体,加强学科间联系,培养学生综合运用知识解决问题的能力。项目式学习作为一种动态的学习方法,通过让学生研究、应对真实复杂的问题或挑战,获得知识与技能,与跨学科主题学习的理念高度契合。在小学数学教学中开展项目式学习,不仅能打破学科壁垒,促进知识的整合与应用,还能激发学生的学习兴趣,培养其高阶思维和创新能力。然而,当前小学数学跨学科主题学习中的项目式学习仍存在诸多问题,如主题选取缺乏真实性、学科融合流于形式、评价方式单一等。因此,深入研究小学数学跨学科主题学习中项目式学习的设计与实施具有重要的现实意义。
一、项目式学习的内涵与特征
(一)项目式学习的内涵与情境真实性特征
项目式学习作为一种动态的学习方法,强调学生在一定时间内针对真实且复杂的问题或挑战展开研究,进而获取知识与技能。其显著特征之一便是情境真实性。项目基于真实世界情境构建,如为改善社区垃圾处理问题开展项目,能让学生深切感受到学习内容与实际生活的紧密关联,有效提升他们解决现实问题的能力。以“校园植物观察与记录”项目为例,学生需实地观察校园内的植物,详细记录它们的生长过程、特征等信息。这一过程紧密贴合学生的校园生活实际,促使他们在真实情境中运用数学知识进行测量、统计等操作。这种将学习置于真实情境中的方式,使学生不再觉得数学知识抽象难懂,而是能够真切体会到数学在生活中的广泛应用,从而激发他们学习数学的兴趣和积极性,提高运用数学知识解决实际问题的能力。
(二)项目式学习的跨学科、自主协作性特征
项目式学习具有跨学科性,整合多学科知识是其重要特征。像设计环保型校园花园项目,就涉及生物(植物种类选择)、地理(土壤条件分析)、艺术(花园布局设计)等多学科知识,成功打破学科界限,培养学生综合运用知识的能力。在“校园植物观察与记录”项目中,学生不仅要运用数学知识进行测量和统计,还需结合科学知识了解植物的生长规律,运用美术知识绘制植物生长图等,充分体现了跨学科性。同时,项目式学习强调学生的自主性与协作性。学生在项目中有较大自主性,从选题、规划到执行都能积极参与。且项目通常以小组形式开展,小组成员需分工协作。如在制作校园微电影项目中,成员分工负责编剧、拍摄、剪辑等工作;在“校园植物观察与记录”项目中,学生自主分组,共同制定观察计划,分工完成观察和记录任务,有效培养了团队协作能力。
(三)项目式学习的探究迭代与成果导向性特征
项目式学习具备探究性与迭代性。学生需要深入探究问题,不断寻找解决方案,而且项目过程并非一次性完成,而是可以迭代改进的。例如在探究如何提高校园植物成活率的项目中,若第一次尝试的方法效果不佳,学生可以调整方案再次尝试。在“校园植物观察与记录”项目中,学生可能会发现某些植物生长状况不佳,通过探究原因,不断调整养护方法,提高植物成活率。此外,成果导向性也是项目式学习的重要特征。项目最终有明确的成果展示,如研究报告、模型、演讲等。通过成果展示,学生能够清晰地表达自己在项目中的所学所思。在“校园植物观察与记录”项目中,学生制作校园植物生长报告,并以演讲形式向全班展示观察成果和研究发现,这不仅能增强学生的自信心和成就感,还能锻炼他们的表达能力和思维能力。
二、小学数学跨学科主题学习中项目式学习的设计逻辑
(一)素养立意
素养立意体现了跨学科主题学习活动育人的预期目标,不仅要培养学生学习过程中具体的学科素养,更需要培养学生的跨学科素养。在小学数学跨学科主题学习中,应注重培养学生的数学抽象、逻辑推理、数学建模等学科素养,同时提升学生的跨学科思维和实践能力。例如,在“设计校园平面图”项目中,学生需要运用数学中的测量、比例等知识,结合美术的绘图技巧,完成校园平面图的设计,培养学生的空间观念和审美能力,实现学科素养与跨学科素养的共同提升。
(二)综合学习
从学习内容看,跨学科主题学习推动学生把当下所学与所处的学校情境、社会情境和未来职业情境加以联结,提供给学生综合运用不同学科领域的内容和方法解决问题或完成任务的机会。在学习“方向与位置”知识时,可以设计“校园寻宝”项目,让学生根据地图上的方向和位置信息,在校园内寻找宝藏。这一项目将数学知识与校园实际情境相结合,同时涉及地理、体育等学科知识,培养学生的综合运用能力。
(三)融通创生
跨学科主题学习宛如一座桥梁,成功打破了传统学科教学彼此分化、相互割裂的坚冰。它大力倡导各学科在方法技能、研究领域、价值规范等多维度实现互相交叉、深度渗透、巧妙移植与积极借鉴。以“制作数学模型”项目为例,学生需综合运用数学、科学、艺术等多学科知识。在制作几何图形模型时,数学的几何原理是基础,科学的材料特性知识助力模型构建,艺术的美学理念则让模型更具观赏性。这一过程,学生不仅对数学知识有了更透彻的理解,更在多学科融合中激发创新思维,锻炼将知识转化为实际成果的实践能力,为未来发展筑牢根基。
(四)具身行动
跨学科主题学习秉持着独特的理念,既注重通过学科实践对数学知识进行综合运用,也强调借助学科实践来获取数学新知。在“测量校园建筑”项目里,学生亲身参与到实践活动中,手持测量工具,认真测量校园建筑的各项数据,并详细记录、深入分析。在测量过程中,他们真切地感受到长度、面积等数学概念在实际场景中的体现。通过亲手操作,学生不仅熟练掌握了测量的方法和技巧,更深刻理解了这些抽象数学概念的内涵,让数学知识从书本走向生活,真正实现了学以致用,提升了数学素养和实践能力。
三、小学数学跨学科主题学习中项目式学习的设计策略
(一)选取真实性主题
真实情境是小学数学跨学科主题学习的起点与载体,直接关系到跨学科主题学习的成败。结合小学生的年龄特征、生活经验、能力水平,选择或设计好的真实情境。例如,三年级学生在学习“时间的认识”后,可以设计“制定周末活动计划”项目。学生需要考虑周末的时间安排,包括起床、吃饭、学习、娱乐等活动的具体时间,制定出合理的活动计划。这一主题与学生的生活实际紧密相关,能够激发学生的兴趣和好奇心,让他们在真实情境中运用数学知识解决问题。
(二)融合多学科知识
以小学数学的大概念统领跨学科主题学习的设计,融合多学科知识。在学习“图形的认识”时,可以设计“设计包装盒”项目。学生需要运用数学知识计算包装盒的表面积和体积,结合美术知识进行包装盒的外观设计,运用科学知识了解不同材料的特性和适用范围。通过这一项目,学生能够将数学、美术、科学等学科知识有机融合,提高综合运用知识的能力。
(三)设计问题驱动任务
问题是核心,在真实情境中提出问题是小学数学跨学科主题学习的第一步。以“校园节水行动”项目为例,教师可以引导学生思考:“校园里哪些地方存在浪费水的现象?如何测量这些地方的用水量?怎样制定节水方案?”通过这些问题,激发学生的探究欲望,让他们主动参与到项目中来。在项目实施过程中,学生需要不断解决问题,如如何设计测量用水量的工具、如何分析用水数据等,培养学生的问题解决能力和高阶思维。
(四)提供过程性指导
在项目式学习推进期间,教师需充分发挥引导效能,适时为学生提供精准指导与有力帮助。以“设计校园节能方案”项目为例,教师可指导学生如何开展校园能源使用现状调研,像怎样设计调查问卷、选择哪些区域进行重点考察等;在数据收集后,教导学生运用合适的统计方法进行整理分析。当学生在方案设计中遭遇思路瓶颈,或是因技术难题无法将创意转化为实际方案时,教师要及时介入,凭借自身专业知识和经验,为学生提供建设性意见与可行的解决办法,助力学生突破困境。此外,教师还需密切留意学生的学习进程,依据学生的实际表现和反馈,灵活调整教学策略,以更好地契合学生的学习需求,保障项目高效开展。
四、小学数学跨学科主题学习中项目式学习的实施路径
(一)项目启动阶段
项目启动是项目式学习的开端,教师需精心谋划,以激发学生兴趣与参与热情。在“设计校园平面图”项目启动时,教师可借助多媒体,展示风格各异、功能多样的校园平面图图片或视频,让学生直观感受其作用与意义,如助力新生快速熟悉校园、方便学校规划布局等。随后,清晰明确地告知学生,项目最终成果是制作一份精准、实用的校园平面图。同时,详细说明具体要求,如测量数据的准确性、绘图比例的合理性等,以及评价标准,涵盖成果的完整性、创新性等方面,让学生对项目有全面、清晰的认识,为后续顺利开展奠定基础。
(二)知识探究阶段
知识探究阶段是学生获取项目所需知识的关键环节。在“设计校园平面图”项目中,学生要掌握测量、比例、绘图等核心知识。教师可采用多元教学方式,通过课堂教学系统讲解理论知识,组织小组讨论促进学生思维碰撞,引导在线学习拓展学习渠道,为学生提供全面知识支持。此外,鼓励学生自主查阅资料,了解不同类型平面图的特点;开展实地调查,熟悉校园建筑分布,拓宽知识面。让学生在自主探究与合作交流中,构建起完整的知识体系,为项目实施提供坚实的知识保障。
(三)项目实施阶段
项目实施阶段,各小组按计划有序推进工作。在“设计校园平面图”项目中,小组内成员分工明确、密切协作,有的负责用专业工具精准测量校园建筑的尺寸,确保数据准确无误;有的依据测量数据绘制初步草图,勾勒出校园布局轮廓;有的负责计算绘图比例,保证平面图的科学性和规范性。教师要加强巡视,适时给予指导和监督,及时解答学生在测量、绘图过程中遇到的问题,如测量工具的使用方法、比例的计算技巧等,确保项目按预定计划稳步进行,避免出现偏差和延误。
(四)成果展示阶段
成果展示阶段是学生分享收获、相互学习的重要时刻。在“设计校园平面图”项目中,各小组通过制作精美的 PPT,向全班详细介绍设计思路,如为何选择特定视角、如何突出校园特色;阐述制作过程,包括遇到的困难及解决办法;展示最终成果,一幅幅精心绘制的校园平面图。其他小组认真倾听后积极提问、客观评价,提出改进建议。教师综合多方面因素进行评价,肯定优点,指出不足,给出具体反馈和建议。通过成果展示,学生增强自信心与成就感,同时从其他小组成果中汲取灵感,实现共同进步。
五、小学数学跨学科主题学习中项目式学习的评价设计
(一)评价内容多元化
评价内容不仅要关注学生对数学知识的掌握情况,还要关注学生在项目实施过程中的表现,如团队协作能力、问题解决能力、创新思维等。在“校园节水行动”项目中,评价内容包括学生对用水量的测量和计算能力、节水方案的设计和实施能力、团队协作情况等。
(二)评价主体多元化
采用教师评价、学生自评和互评相结合的方式。在项目结束后,先让学生进行自评,总结自己在项目中的优点和不足。然后小组内成员进行互评,评价其他成员的表现。最后教师进行综合评价,给出客观、公正的评价意见。通过多元化的评价主体,能够全面、客观地评价学生的学习成果。
(三)评价方式多样化
采用过程性评价与终结性评价相结合的方式。过程性评价关注学生在项目实施过程中的表现,如参与度、合作情况、问题解决能力等。教师可以通过观察、记录、访谈等方式,及时了解学生的学习情况,给予及时的反馈和指导。终结性评价关注项目的最终成果,如研究报告、模型、演讲等。通过多样化的评价方式,能够全面评价学生的学习过程和学习成果。
结束语:小学数学跨学科主题学习中的项目式学习是一种有效的教学模式,它能够打破学科壁垒,促进知识的整合与应用,激发学生的学习兴趣,培养学生的综合素养和问题解决能力。在设计项目式学习时,要遵循素养立意、综合学习、融通创生、具身行动的设计逻辑,选取真实性主题,融合多学科知识,设计问题驱动任务,提供过程性指导。在实施过程中,要按照项目启动、知识探究、项目实施、成果展示的路径进行。同时,要设计多元化的评价内容、主体和方式,全面评价学生的学习过程和学习成果。未来,还需要进一步深入研究小学数学跨学科主题学习中项目式学习的设计与实施,不断完善教学模式,提高教学质量,为学生的全面发展奠定坚实的基础。
参考文献
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本文系泰州市教育学会“十四五”规划课题2024 年度立项课题“小学数学跨学科主题学习的教学实践研究”(课题编号:TZ2024056)阶段研究性成果