基于学科项目学习提升学生核心素养

基于学科工程学习，提升学生核心素养 郑州市金水区文化路第一小学在深化教育教学改革的道路上从未停止探索的脚步，从学科微工程实践到跨学科工程学习，再到走向深度的工程学习，形成了独具特色的学习新样态。我们尝试以工程学习任务驱动与小学数学课堂教学相结合，培养小学生的合作能力、创新能力和应用意识，在基于学生开展核心素养的学习过程中，更加强调学生的团队协作、批判性思维、自主探究与知识建构，形成具有工程学习特色的学科教学模式。笔者从小学数学学科素养提升的视角下，进行“文一未来校园3D模型制作学科工程学习的分析与反思。一、以真实的问题激发应用意识近几年，学校因地理位置特殊，教室、功能室等空间缺乏，数量增多，资源利用越来越紧张。这些真实的问题引发了毕业班学生的关注，他们决定为母校的学弟学妹们做些什么。本着“我为母校献礼，母校为我自豪的理念，在北师大版小学数学六年级下册“比例尺“校园中的测量这两节课的启发下，学生决定依托文一校园原貌，结合所学知识与技能，为母校的未来建设和开展设计一份未来校园的模型作品，作为礼物送给学校。六年级毕业课程以学科工程学习为依托，开展学生的应用意识、综合能力，提升学生团队合作、质疑思辨、勇于创新等核心素养，设计了富有挑战性的驱动问题，“作为一名即将毕业的文一学子，如何利用所学立体图形和比例的知识，依托校园原貌，设计文一未来校园3D模型？以真实的问题激发学生积极投入和主动思考，刺激学生不断调动已有知识、经验储藏，综合运用六年所学知识，通过解决实际生活中的问题开展应用意识。二、以真实的探究过程培养应用意识“文一未来校园3D模型制作的设计来源是基于教材中“数学好玩局部“绘制校园平面图的内容，在此工程学习中注重让学生经历发现和提出问题、分析和解决问题的全过程，积累从头到尾完整地思考和解决问题的经验，在完整“做事的过程中，培养应用意识。一基于教材、学情，重构学习内容这届六年级的学生具有“乐享中心教育空间设计和“戏剧社空间改造设计的工程学习经历，进行过实地调查、采访、讨论、测量、软件学习、设计、建模等一系列学习活动。所以在这次“绘制校园平面图的活动时，我们进行了挑战性的设计任务，学生要去解决“如何测量，如何选择测量工具，如何进行团队合作，怎么进行合理分工，如何进行按比例的平面图绘制，怎么进行立体模型制作，遇到問题和困难如何解决等一系列问题，提高综合运用知识的能力，体会数学与生活之间的密切联系。根据工程学习的实施元素，对学习内容进行重构，按照10个课时进实施：课时1：入项、明确挑战任务、凝练驱动问题。课时2：设计方案、组建团队、任务划分。课时3、4：实地测量、识图获取数据、数据资料梳理与核对。课时5：按比例绘制校园平面图。课时6：阶段性成果展示和汇报、交流与反思。课时7、8：按比例制作立体模型。课时9：工程成果展示发布、学习辩论。课时10：修正学习成果、完善过程资料。这次学习综合了“图形与位置“比例尺“测量“计算“3D建模等知识和能力，学生要按比例绘制校园平面图，并制作出立体模型，还要为毕业工程辩论做好准备。二基于课标，梳理学习目标本次工程学习的内容涉及课程标准中多个领域的要求，如“了解调查、测量等搜集数据的简单方法，并能用自己的方式呈现数据处理的结果“了解比例尺，在具体情境中，会按给定的比例尺进行图上距离与实际距离的换算“在给定目标下，感受针对具体问题提出设计思路、制订简单的方案解决问题的过程等。根据工程所涉及的各学段及学习领域的课程标准，我们进行细化分解，基于学生真实问题和学习能力，确定本次学习目标：1.以小组合作的形式进行调查、测量、识图、数据记录等实际操作活动，在学习过程中积累问题解决的经验。2.理解比例尺的意义，正确计算比例尺，并能将其应用于绘制校园平面图和3D模型设计中。方案、动手操作、交流反思的过程，开展统筹规划的能力，体验团队合作获得成功的快乐。4.经历使用数学语言、符号和工具有效交流沟通的学习过程，体会数学与生活的密切联系。这些学习目标中，对实物进行度量是比较有难度的，但这也是学生在学习中触及数学本质的过程。在此之前，学生已经具有一定的估算能力，但是对生活中实际建筑物的测量，仅仅停留在初步感知阶段。在此工程学习中，学生在已有的知识和生活经验的根底上会合理选择常用的测量工具和测量方法，解决简单的测量问题，积累数学活动的经验，开展学生的空间观念，提高核心素养。三基于实践，优化学习方法在设计方案和动手操作的过程中，学生根据实际情况不断调整学习策略，优化学习方法，积极调动学习经验的正向迁移。首先，在测量学校主要建筑物、活动场所时，任务比较重，学生遇到了困难，师生共同商量，首先把全班学生分为八个小组，分区测量。其次，在“如何收集数据，搜集哪些数据时，学生除了采用皮尺、估测的实际测量方法，还采用了红外测量仪器的工具，有的学生还想到采访办公室主任，获取学校建筑面积数据的方法，这些学习方法的不断优化，正表达了学生在面对“不良结构的实际问题时，灵活运用不同方法解决问题的应用意识、积极解决问题的良好学习品质。四基于评价，完善学习成果评价量规不仅可以帮助学生进行客观分析、自我评价，调整学习方案和进度，还可以帮助学生确定学习进阶的目标，最终指导学生创立成果蓝图。学生在每次阶段性的评价之后，以“1+1的形式，分享“最开心的一刻“最糟糕的一刻，以“最想重新来过的进行学习反思和修正。从最终成果和学习过程这两个维度，我们设计了本节课中方便学生操作、具有针对性的评价量表见下表。在“成果发布会的环节，各小组进行成果发布，阐述学习过程和设计理念。特别是有的小组几易其稿，针对如何减少测量校园的数据误差，不断调整修改，绘制出多稿进阶的校园平面图。根据各教学楼实际大小及绘制大小，确定比例尺，并根据比例尺计算图上距离，进行三次修改确定最终稿，再进行模型的设计。融合科学、美术学科中关于工程与建筑领域的内容，确定设计理念，进行3D建模。这种无形的学科融通贯穿于学生解决问题的过程中，有助于学生进行知识体系的建构和应用。学生在多种形式、多种层次的协商与辩论中，不断质疑、改进，进行深度学习，加深對学习内容的理解，完成对知识的整体性建构，对所学知识进行再次加工、融合、应用，提升了学习能力，培养了应用意识。三、以真实的成长提升素养能力基于工程的学习，改变着教师的教和学生的学，课题团队的教师面对新的挑战，在实践中将更全面、深度地审视和把握学习内容、学习方式和学习关系。一关注真实问题的解决，作为提升素养的生长点基于工程的学习，以真实的问题为始，自主、探究、合作、展示，将学与用融为一体，在用中学，以用促学，培养学生知行合一的品质特性。这种学以致用的思维习惯能调动学习者学习的积极性与主动性，注重让学生体会“数学知识来源于生活，又回归于生活，只有在真实问题的解决过程中，学习者才能够不断受到解决真实问题的任务驱动，获得真正的内在学习动机，才能够将“已有的知识经验、技能在将来的实际情境中真正迁移应用。二关注学习中的体验，作为提升素养的关键点问题解决的过程并不是一帆风顺的，学习者不断地调整应用的策略，回忆反思学习的过程，形成积极的学习态度和坚毅的学习品格，是开展学生素养能力的关键点。数学的创造性智慧，源于它是一种创造性的活动，这种创造性不是推翻已有的大厦重建，而是在原有的根底上添砖加瓦，即便是另立高楼，也会在新楼与旧楼之间构造回廊。三关注方法形成后的再应用，作为提升素养的延伸点在经过前期的调查研究后，学生按照工程需求设计工程实施方案;经历了测量记录、团队组建、合作分工、平面图绘制、立体模型制作、反思修正等一系列学习过程，过程中不断发现并解决问题，最终呈现出平面图、3D模型和工程报告等学习成果。工程学习“文一未来校园3D模型制作，与小学数学课堂教学相结合，在以数学学科大概念“如何按比例制作模型进行工程学习过程中，指向真实的问题解决的学习，聚焦提升学生学科素养，在自主获取知识的过程中促进能力的提升，积累活动经验，形成数学根本思想。总之，具有工程学习特色的学科教学模式，能有效促进学生对数学知识的理解，提高应用意识，提升参与者的团队合作、质疑思辨、勇于创新等核心素养能力，将视角扩展到真实世界中，将学校教育与真实世界紧密联系起来，让学生在真实而有挑战性的任务驱动下获得成长。走向学科深处的工程学习可以丰富当前核心素养背景下小学数学课堂教学方式和范例，为提升学生思维水平和核心素养发挥重要影响。参考文献：夏雪梅.工程化学习：学习素养视角下的国际与外乡实践M.北京：教育科学出版社，2021.注：本文系河南省教育科学“十三五规划一般课题“基于学生开展核心素养的小学数学工程学习实践与思考课题编号：2021-JKGHYB-0667的阶段性研究成果。