小學數(shù)學項目式主題活動設計原則與設計框架研究

陳梅瓊

[摘? ? 要]在小學數(shù)學綜合實踐領域教學中，教師可設計項目式主題活動，讓學生經歷合作、探究、體驗，融合多學科知識解決生活中的數(shù)學問題，使學生的學科知識在項目實踐中得到延伸和拓展，提高學生的實踐探究能力，提升學生的學科核心素養(yǎng)。基于STEM理念，對小學數(shù)學綜合與實踐活動的設計框架進行研究，構建微調查、微實驗、微操作等活動設計框架，在實施過程中遵循選題的真實性、體驗的深刻性、形式的多元化三條原則，以期為今后小學數(shù)學綜合與實踐活動設計提供理論借鑒參考。

[關鍵詞]項目式;主題活動;設計原則;設計框架

STEM教育不是四門學科的簡單疊加，而是把原本獨立、分散在不同領域的學科知識和技能以活動為基礎，通過形式多樣的學習活動，支持學生在解決問題的過程中實現(xiàn)不同學科知識與方法在不同情境中的遷移、運用和生成。[1]可見，STEM教育能提升學生綜合創(chuàng)新能力。基于以上的幾點思考，提出“STEM視域下的小學數(shù)學‘綜合與實踐’拓展課程開發(fā)”的課題。課題實施過程中，課題組成員對于項目式主題活動的設計原則和框架的構建進行了大量的研究，總結以下三條活動設計原則和三類課型的活動設計框架。

一、小學數(shù)學項目式主題活動的設計原則

課題研究從“理論梳理”和“實踐探究”的雙向路徑展開。首先，通過查找與課題相關的國內外各種原始文獻，對小學數(shù)學課程標準中“綜合與實踐”模塊的要求進行分析，為下一步開展工作做好鋪墊。其次，以小學數(shù)學教材為載體，圍繞教材的知識內容、知識難點、易錯點，遵循選題的真實性、體驗的深刻性、形式的多元化三條原則，展開設計項目式主題活動案例。

（一）選取真實問題的活動主題

STEM視域下的小學數(shù)學“綜合與實踐”活動的設計，要深入分析教材，把握教材重點，針對教材難點，緊扣學生學習與探索的需要，選取生活中的真實問題為主題進行活動設計。這樣才能激發(fā)學生研究的欲望，真正運用所學知識解決真實的問題，讓學習真正發(fā)生，這樣的活動才有價值。例如，關于位置與方向這個知識領域，六年級的“位置與方向二”用方向和距離確定位置感受極坐標思想，發(fā)展空間觀念。通過深入分析教材，教師選取學校周邊的濱溪公園為研究對象，設計了以”濱溪公園辨西東”為主題的項目式活動。

“濱溪公園辨西東”項目式主題活動方案：第一，讓學生建立小組公約;第二，調研濱溪公園環(huán)境，明確方向與基本路線，進行初步測量;第三，小組制作初步的路線指示設計方案;第四，班級第一輪成果發(fā)布會，運用六項思考帽等工具對小組方案進行修訂;第五，年級協(xié)調，選擇設計點，分工協(xié)作，進行第二輪路線指示方案設計;第六，與社區(qū)公園管理處溝通，同時繼續(xù)修訂方案，形成最終成果。班級最終成果發(fā)布，落實濱溪公園路線指示牌投放任務，項目學習復盤反思。

（二）設計深層體驗的活動研究

項目式主題活動設計，一定要讓學生真實體驗，把學生定位為整個項目活動的主人。學生是真實問題解決的組織者、策劃者、推動者、研究者及成果推廣者，體驗解決問題的系統(tǒng)化思維、辯證思考的批判性思維，鍛煉組織協(xié)作能力、表達分享能力，從而有機會提前發(fā)現(xiàn)自己的興趣和稟賦。[2]

例如，根據(jù)學校的勞動教育基地“東籬園”開展“我的菜園我做主”為主題的活動。第一，教師先拋出真實問題：春天到了，學校的“東籬園”要開始播種了，作為學校的小主人，請你設計本季度菜園的播種方案。第二，當接到活動任務后，作為活動策劃者的小主人，積極主動思考，先設計好問卷調查，然后開展調查哪種蔬菜適合播種，哪種蔬菜學生最喜歡吃。第三，通過調查統(tǒng)計結果進行策劃菜地種類的劃分，學生真正走進東籬園，進行實地測量菜地面積，計算每種蔬菜的種植面積。第四，學生策劃如何購買蔬菜種子，調查哪種購買方案最優(yōu)。第五，組織學生實地實踐，動手播種種菜。第六，最終成果發(fā)布，學生交流分享自己的勞動成果，反思活動的不足。通過這樣深層體驗的項目式主題活動，既鍛煉了學生的動手實踐能力，又培養(yǎng)了他們的數(shù)學應用意識。

（三）構建多元化的活動形式

STEM視域下的小學數(shù)學“綜合與實踐”活動的設計，要選擇多元性的活動內容，構建多元化的活動形式，促進學生綜合實踐能力的多元化發(fā)展，提升學生的動手實踐能力，發(fā)展學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。[3]STEM視域下，如何構建多元化的活動形式，實現(xiàn)多元化發(fā)展？教師應該注重項目的融合性、合作性，創(chuàng)新活動形式，為學習提供充足的時間與空間，才能提高學生的綜合實踐能力。

1.融合性。STEM強調的是多學科的融合，學生多元化的發(fā)展。例如，在教學完“圓柱的體積”后，教師設計“家鄉(xiāng)的胡蘿卜大揭秘”的項目式主題活動。環(huán)節(jié)一：胡蘿卜的前世今生。信息課，學生上網(wǎng)查找資料：作為聞名中外的胡蘿卜有怎樣的前世今生？教師引導學生了解胡蘿卜的歷史、結構、用途等。環(huán)節(jié)二：胡蘿卜拓印畫。美術課，教師示范畫，講解拓印技巧;學生自由創(chuàng)作，教師引導學生大膽創(chuàng)新印出不同圖案。環(huán)節(jié)三：胡蘿卜的DNA解密。科學課，教師分組觀察胡蘿卜標本;提取基因組DNA;利用PCR技術擴增DNA;通過凝膠電泳分析PCR產物。環(huán)節(jié)四：信息課，利用 DNA Subway網(wǎng)站進行DNA序列分析。環(huán)節(jié)五：科學課，采集各地同種胡蘿卜對比實驗，發(fā)現(xiàn)翔安新店地區(qū)胡蘿卜的DNA和外地的細微差別。通過跨學科多元化的實踐活動，學生從知、情、意、行四方面體驗經歷，不僅學會了點線結合的美術畫法，體會了創(chuàng)意帶來的樂趣與美感，又從胡蘿卜的DNA解密活動中深度體驗高科技的發(fā)展，了解胡蘿卜的生長規(guī)律，提高了跨學科綜合能力。

2.合作性。STEM視域下的小學數(shù)學“綜合與實踐”活動是一種綜合性強的活動。學生只有通過交流合作，才能完成項目任務，達到實踐的目的。如四年級的綜合實踐活動“年歷里的秘密”一課中，教師設計三次緊密合作的活動。第一次合作：小組合作討論解決問題的方案。制作2022年1月的月歷，需要準備什么呢？步驟是什么，小組成員需要怎么分工？學生明確制作月歷的步驟：①鎖定1日的位置，會查找2021年12月31日或者1月1日是星期幾。②畫表格，根據(jù)這月的天數(shù)確定表格需要畫幾行幾列，含標注的星期欄都要畫。③在畫好的格子里填日期。④用色筆標注有紀念意義的日子或者重要節(jié)假日，節(jié)氣，農歷等。⑤插圖美化。⑥小組成員合理分工。第二次合作：小組合作動手制作2022年1月的月歷。第三次合作：制作2022年剩余11個月的月歷。全班合作，把各小組制作的年歷合成年歷。學生通過分工合作完成實踐活動，既增強了學生的實踐能力，又提升了學生的團結協(xié)作意識，達到綜合實踐活動教學的主要目的。

3.創(chuàng)新性。小學數(shù)學教學重在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。動手實踐、體驗經歷的過程是STEM視域下的小學數(shù)學“綜合與實踐”活動的重要目標。但動手實踐能力不等同創(chuàng)造力。只有基于創(chuàng)新意識的動手實踐才能真正喚醒學生與生俱來的創(chuàng)造力潛能。教師應選擇創(chuàng)新活動主題，幫助學生提升創(chuàng)新能力。如六年級上冊第59頁“故鄉(xiāng)的紅磚厝——利用圓設計圖案”，課的最后讓學生動手設計：利用圓設計跟閩南建筑有關的美麗圖案。創(chuàng)設生活情境：新的教學樓架空層的墻面準備融入閩南建筑的地方特色，請你做個小主人，利用圓設計跟閩南建筑有關的美麗圖案。學生設計完后張貼在展板。這樣，學生在動手實踐中激發(fā)創(chuàng)造力潛能，增強數(shù)學應用意識。

二、小學數(shù)學項目式主題活動的設計框架

跨學科綜合實踐活動應該是打破學科壁壘，打通學科知識關聯(lián)，以問題為載體，以學生自主參與為主的創(chuàng)新性、綜合性、實踐性的學習活動。[4]我根據(jù)綜合實踐活動的課型進行了為期兩年的研究探索，整理出相關課型的活動設計框架。下面就三種類型的活動課進行闡述。

（一）微調查綜合實踐活動設計框架

微調查綜合與實踐活動設計框架：明確方向、收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、制成圖表、整合數(shù)據(jù)、綜合分析、形成報告。在設計活動時要注重問題的選擇和問題的展開，同時還要注意學生的參與方式，合作交流的形式及活動的展示評價等。

例如，我在組織設計“閩南傳統(tǒng)建筑非遺傳承我先行”這一活動時，先跟學生介紹了本次綜合實踐活動的背景及要解決的問題：走進閩南傳統(tǒng)建筑，深入了解具有歷史文化底蘊的閩南傳統(tǒng)建筑文化信息，感悟珍貴的傳統(tǒng)文化，為促進社會主義文化發(fā)展繁榮貢獻力量。閩南傳統(tǒng)建筑非遺傳承我先行研究小組以保護非遺文化為主題的實踐宣傳為主，學習、實踐、宣傳交流，既增強了學生對非遺文化遺產的了解，又號召學生向社會發(fā)出了呼吁：閩南傳統(tǒng)建筑文化，期待您的關注。

接著，在學習小組內分工，確定調查方式：閱讀資料、上網(wǎng)查閱、請教家長或親戚、走訪等，每個成員都有明確的任務。

最后，整理調查結果并匯總，交流分享，自我評價。

（二）微實驗綜合實踐活動設計框架

微實驗綜合實踐活動設計框架：明確問題、調查情況、討論交流、制訂方案、實驗活動、解決問題、展示交流。具體的活動設計流程如下：1.實踐活動的背景及需解決的問題。2.擬定設計方案。①確定活動主題。②擬定設計方案：創(chuàng)設問題情境，激發(fā)興趣，提出探究問題;尋找解決問題的方法，布置任務：統(tǒng)一標準，作操作實驗準備;小組分工合作，動手操作實驗，感知發(fā)現(xiàn)規(guī)律，獲取數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)分析，初步體驗;拓展延伸，加深體會;暢談收獲，總結提升。

例如，教學完五年級“不規(guī)則圖形的面積”后，教師可以引導學生思考如何測量一片樹葉的面積。然后讓學生明確活動主題，設計活動方案，布置動手實驗操作，測量出一片樹葉的面積，總結出測量的多種方法。

（三）微操作綜合實踐活動設計框架

微操作綜合實踐活動設計框架：明確問題、猜想嘗試、探索規(guī)律、操作驗證、匯報交流、回顧反思、應用規(guī)律。

設計活動時要做到：操作前猜想，操作中思考，操作后反思。具體的活動設計流程如下：1.實踐活動的背景以及要解決的問題;2.活動過程資料;3.操作主題;4.操作方案：明確要操作的主題（或問題）;猜想嘗試;操作驗證;匯報交流;應用拓展。

例如，在教學完四年級上冊第一單元“大數(shù)的認識”，可以設計這樣一個操作實踐活動：讓學生感受一億有多大。（活動設計方案見上表）

總之，在小學數(shù)學中設計項目式主題活動，教師對其資源的充分開發(fā)與設計使課程內容打破了書本學習的局限，引導學生從生活、社會現(xiàn)實中提出問題，聚焦多重領域，開展探究、體驗、實踐等項目式學習活動。注重學生知識與經驗的整合，在開放的時空中促進學生對生活的熱情， 增長學生對自然、對社會、對自我的體驗和認識，重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，實踐能力，社會責任感，發(fā)展學生良好的情感、態(tài)度和價值觀。STEM視域下綜合實踐活動的設計框架的研究，還是一個摸索過程，對于老師是一個全新的挑戰(zhàn)，需要千錘百煉。學生通過多學科知識的融合，解決生活的實際問題，這樣的教學活動能創(chuàng)新學生的數(shù)學思維，提升學生的學科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]張旭. 基于STEM理念的小學數(shù)學“綜合與實踐”活動設計[D].曲阜：曲阜師范大學，2018.

[2]楊杰，蔡玲，侯燕.基于項目式學習的學科實踐活動設計原則與實施策略[J].教育科學論壇，2021（31）.

[3]江少姬.基于STEM教育理念的小學綜合實踐活動探究[J].新課程研究（中旬刊），2019（2）.

[4]國立民.跨學科綜合實踐活動的實施策略[J].吉林教育，2021（30）.

[5]費力權.融合STEAM教育理念的初中數(shù)學“綜合與實踐”教學設計研究[J].中學數(shù)學，2021（20）.

*基金項目：廈門市教育科學“十三五”規(guī)劃2019年度重點立項課題：“STEM視域下的小學數(shù)學‘綜合與實踐’拓展課程開發(fā)”的研究成果（立項批準號：1920）。