在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中有效融入建筑元素的微項目實踐探究

利笑

【摘 要】隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，教師的教學(xué)方式不再局限于單一傳統(tǒng)的教與學(xué)，項目式學(xué)習(xí)成為一種備受關(guān)注的教學(xué)方法。本文以北師大版數(shù)學(xué)四年級上冊“平移與平行”一課為例，通過一個驅(qū)動性問題對本課的內(nèi)容進行分析、調(diào)整和再構(gòu)建，融入一定的建筑元素實現(xiàn)學(xué)科知識的應(yīng)用和拓展，讓學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中探究和解決問題，感受數(shù)學(xué)與生活的密切聯(lián)系，體會建筑中的“平行”所蘊含的文化價值。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)教學(xué) 建筑元素 項目實踐

一、探究背景

在建筑的各種形態(tài)背后，是一段時期人類文明凝成的共同文化價值的投射。建筑中滲透著文化價值和審美價值的各種形態(tài)，“平行”便是最常見的一種形式。建筑形態(tài)中的“平行”在視覺上透露著簡潔、大氣、整齊、莊嚴之美。留意生活中的數(shù)學(xué)不難發(fā)現(xiàn)，建筑與數(shù)學(xué)有許多關(guān)聯(lián)，比如圖形幾何、比例、百分數(shù)、角與平行等，將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于實際生活中，學(xué)生不僅能發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)，更能感受和創(chuàng)造數(shù)學(xué)。

目前，在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂中，學(xué)科內(nèi)容劃分單一，且情境引入的都是一些常見的生活現(xiàn)象，教師很少從現(xiàn)象背后提煉出核心問題，更不用說引導(dǎo)學(xué)生在解決核心問題的過程中運用新知進行深入探究了。同時，課堂的練習(xí)方式過于強調(diào)紙筆練習(xí)，欠缺動手實踐和生活中的實際應(yīng)用。因此，筆者嘗試將建筑元素融入課堂教學(xué)中，以建筑為切入口，搭建數(shù)學(xué)與生活之間的橋梁，通過一系列的探究、交流、實踐、合作等活動，讓學(xué)生在學(xué)中做，在做中學(xué)，在項目式學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)與建筑之間的關(guān)聯(lián)，凸顯數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的價值與意義，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)與自主探究能力。

對于“平行”的認知，雖然學(xué)生之前接觸過線段、射線和直線，但都是與圖形特征的直觀認識結(jié)合在一起的。本次學(xué)習(xí)是比較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)線的知識中的一種位置關(guān)系，而系統(tǒng)地學(xué)習(xí)線的知識可以為后續(xù)學(xué)習(xí)平面圖形、立體圖形、圖形的運動和測量積累數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗，奠定相關(guān)的知識基礎(chǔ)。筆者為本節(jié)課精心設(shè)計了具有“平行”元素的建筑模型作為情境引入，幫助學(xué)生從宏觀角度去看待建筑中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象，感受數(shù)學(xué)知識的魅力，進一步發(fā)展空間觀念。

二、實踐探究

建筑實踐本身就是一個數(shù)學(xué)課堂。在課堂中，學(xué)生始終帶著問題進行創(chuàng)新學(xué)習(xí)和體驗。在有效互動與合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生用個性化的方式去探索、分析、創(chuàng)新，最后尋找最佳途徑去解決建筑中的問題。在“平移與平行”這課中，筆者以微項目式學(xué)習(xí)的方式，用驅(qū)動性問題引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)、思、做，讓學(xué)生在解決驅(qū)動性問題的過程中提高實踐能力，增強創(chuàng)新意識，在小組合作學(xué)習(xí)中培養(yǎng)合作意識，鍛煉交流能力。

（一）感知建筑的“平行”，開啟微項目式課堂實踐

筆者拼搭建筑模型，以中國古建筑恭王府為原型，讓學(xué)生感受建筑中的“平行”具有簡潔、大氣、美觀等特點，感受建筑中蘊含的美的藝術(shù)。在對建筑模型有了初次直觀感受后，一部分學(xué)生能說出建筑中的“平行”這一特點，但由于學(xué)生腦海中對平行的概念尚未形成，因此需要有新知的介入才能進行新知的學(xué)習(xí)應(yīng)用和動手實踐。以下是“平移與平行”這節(jié)課的教學(xué)流程：

（1）創(chuàng)設(shè)情境，提出猜想。（3分鐘）

（2）探索新知，形成概念。（6分鐘）

（3）運用概念，驗證猜想。（3分鐘）

（4）合作交流，解決問題。（18分鐘）

（4）反饋匯報，拓展創(chuàng)新。（10分鐘）

（二）設(shè)計驅(qū)動性問題，引領(lǐng)微項目式課堂實踐

項目式學(xué)習(xí)離不開驅(qū)動性問題的設(shè)計，微項目式學(xué)習(xí)課堂也同樣需要用驅(qū)動性問題來引領(lǐng)學(xué)生探究。本節(jié)課的驅(qū)動性問題為：我們要如何制作一個工具，用來幫助我們將想象中的平行，變成建筑中現(xiàn)實的平行，并以此貫穿整節(jié)課的學(xué)習(xí)？驅(qū)動性問題有助于子問題和教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計，充分激發(fā)了學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)的過程中探索新知和解決問題的積極性。

在驅(qū)動性問題的引領(lǐng)下，筆者將其拆分為幾個子問題，幫助學(xué)生更好地解決核心問題。學(xué)生對“平行”這一概念的知識儲備是解決核心問題的前提和關(guān)鍵，因此，第一個子問題為：什么是平行？實踐可以檢驗知識的掌握程度。第二個子問題是：如何畫兩條互相平行的線？可以讓學(xué)生在草稿紙上畫平行線，進行初步的實踐與創(chuàng)作，這也為下一個子問題做了鋪墊。第三個子問題是：如何制作一個能驗證平行的工具？這是一個更高難度的挑戰(zhàn)。筆者將學(xué)生分組，使其通過小組合作的方式來完成平行工具的制作。在實際教學(xué)中，每個小組制作出的工具形狀各異。

（三）搭建學(xué)習(xí)支架，助力微項目式課堂實踐

在教學(xué)中搭建學(xué)習(xí)支架，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)有效性的一種重要途徑。為學(xué)生提供適當?shù)膶W(xué)習(xí)支架，如情境支架、創(chuàng)作作品支架、學(xué)習(xí)評估支架等，有助于學(xué)生聚焦問題內(nèi)容和解決步驟這二者之間的關(guān)系，進一步提高其自主學(xué)習(xí)能力。

1.創(chuàng)作作品支架

學(xué)生在創(chuàng)作作品時存在目標不夠清晰和明確的問題，對此教師可以在課堂中提供一份學(xué)習(xí)單（如圖1），以此為學(xué)生找到挑戰(zhàn)和支持的最佳點。在進一步明確當下學(xué)習(xí)階段的內(nèi)容和步驟后，學(xué)生可以通過自主學(xué)習(xí)的方式，將設(shè)計的工具用圖畫直觀地呈現(xiàn)出來。學(xué)生在創(chuàng)作作品時可以進行多樣化設(shè)計，對工具的可行性闡述也有助于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維與批判性思維，為作品的動手制作留出一定的思考空間。

2.學(xué)習(xí)評估支架

學(xué)習(xí)評估支架能激發(fā)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生朝著學(xué)習(xí)評價表中的評價標準有方向地調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)，更好地檢驗自己各階段的學(xué)習(xí)成效。另外，為學(xué)生搭建評估支架也能更好地促進教師根據(jù)學(xué)生的評估反饋，對教學(xué)過程進行更深入的反思和改進。在項目式學(xué)習(xí)中，教師不僅需要注重結(jié)果和作品本身，更需要注重探究和學(xué)習(xí)的過程，學(xué)生得到了一定的評價和反饋才能獲得持續(xù)探究學(xué)習(xí)的動力。表1為本次項目式學(xué)習(xí)評估的量表。

（四）動手創(chuàng)作工具，實現(xiàn)微項目式課堂實踐

作品的創(chuàng)作在項目式學(xué)習(xí)中是一個具有里程碑意義的節(jié)點。學(xué)生運用平行的知識探究最后一個子問題，為實現(xiàn)建筑中的平行創(chuàng)作了一個衡量的工具——平行尺。筆者給學(xué)生提供若干塊長條形的木棒（中間有平整的凹槽，上端有個凸起小塊正好與另一根木棒首尾銜接）、若干直角三角板（剛好可以塞進木棒的凹槽中移動）。（如圖2）

1.小組實踐

學(xué)生與組員一起合作，動手將草圖中設(shè)計的工具拼接起來，通過合作交流的方式進一步優(yōu)化方案，選擇更好的工具進行拼搭。

2.作品展示

小組上臺分享工具使用方法，用所學(xué)知識講解拼搭后的工具能判斷平行的原理。

3.作品匯總

教師將學(xué)生呈現(xiàn)的作品一一羅列在黑板上，并補充呈現(xiàn)一些學(xué)生沒有想到的創(chuàng)意作品，給學(xué)生提供更加多樣化的思路。

從草圖繪制到動手制作，學(xué)生是用建筑師的思維在思考，用數(shù)學(xué)知識在創(chuàng)作各種各樣的平行尺，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和空間想象力。學(xué)生在建筑中發(fā)掘數(shù)學(xué)知識的意義和價值，在數(shù)學(xué)知識的運用中體會數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。數(shù)學(xué)與建筑融合的項目式學(xué)習(xí)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識與應(yīng)用意識。

（五）發(fā)掘平行之美，拓寬微項目式課堂實踐

通過尋找生活中的平行元素，如平行的墻體蘊含的美學(xué)原則、中外古代建筑的平行文化、攝影視角的平行構(gòu)圖等，發(fā)掘平行背后所蘊含的美學(xué)文化與社會文化，拓寬項目式學(xué)習(xí)中學(xué)科知識的深度和廣度。

三、學(xué)習(xí)意義

（一）學(xué)習(xí)的持續(xù)性

“持續(xù)性探究”是項目式學(xué)習(xí)的核心要素之一。學(xué)習(xí)支架的搭建、評估與反饋的介入，可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，也可以更持續(xù)地對新知進行學(xué)習(xí)。一是本節(jié)課借助建筑模型創(chuàng)設(shè)真實情境，提高了學(xué)生的課堂參與度；學(xué)習(xí)支架中的創(chuàng)作作品支架，將知識加工并物化為工具，最后實現(xiàn)建筑中的“平行”；平行尺的制作彌補了傳統(tǒng)課堂中學(xué)與練的單調(diào)，提升了學(xué)生探究的興趣。二是學(xué)生通過評估量表進行自評和反思，可以及時將自身的學(xué)習(xí)狀態(tài)調(diào)整到更佳；若學(xué)生對項目式學(xué)習(xí)尚未形成良好習(xí)慣，反饋與評估就可以起到督促和提示的作用，讓學(xué)生積極主動地基于問題驅(qū)動開展項目式學(xué)習(xí)的探究。

（二）學(xué)習(xí)的文化價值

建筑中的元素與所處的社會和文化背景息息相關(guān)，通過對建筑中平行美學(xué)的探究，學(xué)生還能了解到平行中所蘊含的文化價值。同時，課堂上通過良好的師生與生生之間的交流互動，孕育合作學(xué)習(xí)所產(chǎn)生的課堂文化，可以提高學(xué)生的歸屬感和價值感，從而培養(yǎng)其團隊合作能力和溝通能力。

（三）學(xué)習(xí)的能力發(fā)展

數(shù)學(xué)教學(xué)活動必須建立在學(xué)生的認知發(fā)展水平和已有的知識經(jīng)驗基礎(chǔ)之上。本項目式學(xué)習(xí)是建立在學(xué)生已有知識基礎(chǔ)上的進一步學(xué)習(xí)，重點是對知識的應(yīng)用與創(chuàng)新，最終實現(xiàn)學(xué)生對知識的再構(gòu)建。數(shù)學(xué)問題的提出和解決正是指向?qū)W生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在探索和實踐中讓學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和高階思維能力得到提升。

【參考文獻】

[1]戴儉，宛素春. 平行與交叉——建筑形式構(gòu)成方法探析[J]. 新建筑，2002（2）.

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