浅谈小学数学项目化实验的设计与实施

浅谈小学数学项目化实验的设计与实施

徐建平

江苏省溧阳市文化小学 

【摘要】小学数学学科教学的项目化学习方式能够对数学教学内容进行系统梳理和统整，让学生在活跃、开放的课题支撑下展开自主学习及探究学习。项目化实验设计需要考量多维度教学要素。教师要从整合知识资源、投放驱动问题、关注高阶思维、延伸实验维度等多方面入手，将项目化实验贯穿于数学实验教学之中，增强学生数学课堂学习体验，助力学生数学能力提升。

【关键词】小学数学；项目化；实验；设计；实施；策略

数学实验指的就是教师通过各种教学设备、教学模式、教学方法等，对数学进行探索和构建的活动过程。小学数学实验教学关注学生多维度、多层面数学能力的发展，强调对学生自主能力、思维能力、应用能力的培养。教师采取项目化实验教学设计，搭建多元化的数学实验教学平台，可以为学生在数学课堂展开自主探究学习提供更多机会，引领学生亲历数学规律、数学概念、数学定理的形成过程，提高学生数学课堂参与积极性，促使学生碰撞出更多思维火花，准确而深刻地构建数学认知体系。

一、整合知识资源，创设项目化学习情境

每节数学课都有特定的重难点知识，这些重难点知识往往具有较强的逻辑性和抽象性，不易于学生理解和掌握。教师利用项目化学习设计，系统整合课堂教学资源，创设针对性较强的项目化学习情境，引导学生对数学知识的主要线索和本质内涵展开深度探究，能够促使学生更加深刻地把握和理解数学知识核心要素，突破这些重难点知识。

项目化学习活动的探究线索明确、项目主题突出。教师在立足于教学内容创设学习情境时，要紧密贴合本课时的重点、难点、易错点，提高项目化学习活动的思维指向性。以制作“折线统计图”为例，通过学情调研不难发现，学生在之前的条形统计图相关知识学习中，已经较为准确地认识了统计表、统计图的特点，掌握了制作统计图表的一般方法。基于此，教师可以整合课时教学知识资源，配合条形统计图相关知识的系统回顾和问题训练，创设旧知回顾情境，激活学生已有认知，再组织学生以小组为单位，展开折线统计图制作方法的探究。

教师要紧密关注数学新旧知识间的关联性，基于学生“条形统计图”知识基础和学习方法的认知起点，对课堂教学内容布设和目标设定进行调整，依托旧知回顾情境、合作探究情境，引导学生从已有数学认知经验出发，循序渐进地展开数学新知深度学习，在交流互动、相互协作中，正确认识条形统计图和折线统计图的异同。

二、设置驱动问题，激发项目化学习思维

驱动问题引领下的项目化学习活动，可以更好地增强学生数学课堂学习的专注力，激活学生数学学习思维。教师设置的驱动问题要适应项目化学习的独特教学需求，尽量整合一些结构缺失的问题素材。这样的数学问题没有统一的标准答案，学生能够根据自主学习思维习惯，从多个解题点切入，对问题涉及的数学概念、数学定理、数学公式形成更多直观的感性认知，自然生成数学新知。

教师借助更具总领性的数学问题，可以启发学生从不同角度展开数学核心概念的本质探究。在引导学生初步认识“圆的特点”时，教师可以对接学生生活中经常见到的各种圆形物品，借助信息技术投屏向学生展示车轮、井盖、硬币、表盘等图片，以此切入数学驱动问题，启发学生思考：“为什么这些物品要设计成圆形？如果将其设计成三角形、长方形等其他图形，会对它们的功能产生什么影响？这反映了圆形具备哪些图形特点？”在这些问题驱动下，学生的数学学习好奇心被充分激发，其便会通过画图、制作数学模型等方式，展开对圆形特点的思考与推敲，并根据自己的所想所得，从多个角度提出个性化看法。

教师提出的有关圆的生活应用问题，虽然都是学生熟悉的生活事物，但很少有学生从数学的角度进行思考。充满悬疑感和趣味性的驱动问题可以牢牢抓住学生的注意力，使学生的数学思维得以充分发散，有效锻炼学生的创造性学习能力，培养学生自主学习意识和探究学习思维。

三、关注高阶思维，提升项目化学习品质

数学学科强调探究性和思维性，是锻炼学生认知思维能力，培养学生逻辑思维、抽象思维、辨析思维、类比思维等多维度高阶思维的主阵地。教师配合项目化学习活动开展数学教学，能够为学生赋予更多项目探究学习的自主权、选择权，让学生在开放性学习活动中更好地发散思维、自主探究，提升项目化学习品质，培养数学学习高阶思维能力。

在完成“扇形统计图”相关知识教学后，小学阶段涉及的几种统计图表教学内容便全部结束了。教师在章节复习课上，可以对这些数据收集和统计知识进行系统整合，开展项目化教学活动，向学生投放“本班学生体测成绩统计数据”“本班学生参加社团类型统计数据”等多组数据内容，并围绕每组数据特点差异，提出不同的统计要求和分析要求，组织学生根据这些个性化要求，选择合适的统计方式，制作统计图表，得出自己的数据统计分析结论。

要想推动学生数学高阶思维能力成长，教师就必须让学生在项目化学习中得到更多思维启发，提升学生数学思维活力。在阶段性数学复习教学中，教师要围绕“数据统计与分析”的核心知识要素，整合多组数据不同、类型各异的统计数据内容，组织学生按照特定统计分析要求，完成统计图表的选择和制作，集中培养学生的数据分析、数据统计能力，提高学生归纳总结的能力。

四、挖掘实验素材，设计项目化数学实验

数学有着丰富多样的实验内容，在教学中，教师就应该以教材和学生的学习情况为结合点，通过引导的方式，以某个主题为围绕点，对实验活动进行精心设计。并在对丰富多彩的学习活动方式进行呈现时，加强对数学实验魅力的彰显。例如，教师在对《三角形》当中的“三角形的内角和”知识进行教学时，就可以以一般三角形内角和的探索和特殊三角形内角和的探索为结合点，利用多种多样的方式，对其进行实验教学。首先，教师可以利用各种方式，如测量、折纸和分割作拼图等等，引导学生利用自己已经学过的相关图形内角和为基础，以对书本教材教学顺序的调整为依据，对能否利用之前所运用的实验方法对此知识进行实验教学和思考。其次，教师需要以此为基础，对学生进行相应的启发，使其能够对新的研究方法进行应用。这样学生就能够在主题实验中，紧密的联系起前后知识，进而在加强实验思想的可行性时，实现实验教学质量和成效的提高。

五、搭建操作支架，培养项目化实验能力

项目化学习不同于传统数学学习的一个重要特征就是项目化学习注重学生实践素养的培养。实践素养注重学生的感受、体验。在数学教学中，学生只有通过实践体验、感受等，才能形成一定的数学学习感悟。作为教师，要精心选择相关的课题，引导学生进行操作、实践，从而帮助学生解决好“操作什么”与“怎样操作”的问题。相较于研究型的支架，操作型的支架更具有实践性、实用性、指导性等。作为教师，在引导学生操作的过程中，不仅要着眼于数学知识，而且要着眼于知识背后的思想、方法等。在数学教学中，教师不能就题论题，浮于表面，而应当充分发挥素材的操作价值，拓展、延伸素材、资源的操作价值等。

比如教学“圆柱和圆锥”（苏教版六年级下册）这部分内容之后，笔者将之设计成“做毕业帽”的项目化活动。在活动中，学生从网络上下载了很多的帽子款式，包括博士帽、硕士帽等。在项目化活动过程中，学生首先相互合作，测量对方的头围大小，然后进行设计;接着，笔者引导学生应用所学的知识去做一个圆柱，有能力的学生挑战做一个圆锥，然后再做长方体、正方体，最后进行组装、装饰等。在这个过程中，有学生发现先做圆柱、圆锥的底面，再做侧面，比较方便，而先做圆柱和圆锥的侧面，再做底面，就显得比较麻烦。最后，笔者鼓励学生实践创新，对学生的项目化学习活动进行反馈、交流、展示、评价，从而将学生的项目化活动引向深处。

六、突出实验教学，促进深入化知识理解

随着新课程的改革，新课程标准也提出了需要对学生的实际动手能力进行培养的教学理念和目标。在这样的理念和目标中，小学数学教师就需要以数学教材为基础，对学生展开实验教学。苏霍姆林斯基曾经说过，人是有一种希望自己是发现者、研究者和探索者的需求的，此种需求在人的内心深处根深蒂固。而在儿童的精神世界中，此种需求更是极为强烈。因此，在实际的小学数学教学中，教师应该在实验教学的开展中，对实验探究的素材进行良好提供，以此让学生能够在数学实验中，对相关的数学知识进行学习，从而强化其对知识的获得能力。

比如教师在对六年级下册的《圆柱和圆锥》知识进行讲解时，为了让学生在对圆柱和圆锥的相关知识进行学习之后，加强对相关知识的记忆和实际应用，教师在实际教学过程中，就应该展开实验教学，并在对实验教学进行突显后，对学生的主体学习作用进行发挥。使得学生能够在数学实验当中，对“提出猜测-设计实验-动手操作-得出公式”这一自主探究学习的过程进行凸显。在课堂上，教师还可以将课前准备好的底和高都相等的两个圆柱圆锥展示出来，并让学生利用自己手中的学习工具，通过对实验的深入，对自身所提出的猜想进行验证。学生可以到操场上，利用沙子将手中的圆锥装满，然后将沙子倒进圆柱中，看若是想要将圆柱装满，需要来回几次。利用这样的方式，学生就可以以自己的设想为依据，对等底等高的圆锥和圆柱之间的体积关系进行自由探究，更是能够让其对圆锥体积的计算方法进行初步的掌握。从而能够在加强学生对圆柱、圆锥体积运算方法的了解时，实现学生圆柱和圆锥知识学习质量和效率的提升。

七、注重实验教学，丰富系统化学习经验

充分的活动，可以说是生命成长的历程。在小学数学当中，有许多比较抽象的问题或者操作性较强的知识，因而教师在实际的教学过程中，就需要对实验教学给予充足的注重，并将更多实验参与的活动机会提供给学生，使得学生能够对数学知识进行自主探索和合作研究。

还是以“圆柱和圆锥”知识为例。教师在对此知识进行讲解时，就应该先对圆柱形状的量杯和西红柿等物品进行提前准备。其次，教师需要让学生在学习过程中，对“水面上升空间的大小即進入水中物体体积”进行思考，并在思考过程中，对“转化”的数学思想进行感悟。接着，教师应该让学生在思考之后，尝试着利用自己的学习工具进行数学实验和探究，并引导学生通过对两次量杯中水的刻度变化的观察，对西红柿的体积和圆柱的体积进行分析。在这个时候，学生通常都能够因为数学实验以及实际观察，对“西红柿的体积就等于放入物体之后的水面刻度减去放入之前的水面刻度”这一结论进行获得。在这之后，教师就可以对一个大的长方体容器进行提供，并让学生在没有刻度的前提下，对西红柿的体积进行探究。此时，学生会因为问题难度的增加而充满研究兴趣，因而教师就可以让学生利用各种方式，对问题进行研究和探讨。许多学生在这样的自由探索中，就会先对长方体容器的长宽高等进行测量，然后对加入水之后水面的高度进行测量，之后再以所获得的各种数据为基础，对西红柿的体积进行获得。学生在这一整个的数学实验当中，能够不断的想象、观察和实验，更是能够通过对自身手脑的应用以及和其他同学的合作交流等，对数学问题进行积极解决。如此就能够在对学生的生活学习经验进行丰富时，达到更好发展学生实践能力和创新意识的目的。

八、延伸实验维度，培养项目化学习能力

教师要关注数学实验与项目化学习的多点对接，把更多有利于深化学生数学认知、推动学生数学能力发展的数学实验引入课堂，让学生直观感知数学知识的形成过程，认识和理解这些数学知识具备的特点，进而拓展学生的思维广度。学生在实验类项目化学习活动中，有更为广阔的思维空间，在有助于展开创造性学习的同时，也意味着出现错误的机会更多。对此，教师要加强项目化教学的动态管理，善于根据学生学习过程中出现的各种问题、想法，调整项目化教学策略。

例如，在教学“圆柱的侧面展开图”时，教师在课前准备了纸筒、易拉罐等物品作为实验素材，让各学习小组展开实验探究。在初次实验过程中，各小组都能够按照教材编排的实验要求，较为准确地完成沿高线裁剪、展开圆柱侧面的操作步骤，认识到圆柱的侧面展开图是长方形。在实验结束后，学生提出数学问题：“如果不沿高线裁剪，得到的展开图会是什么呢？这样会不会影响侧面展开图的面积大小？”该问题成为延伸数学实验教学维度的有效契机。教师可以组织学生围绕该问题开展新一轮的探究学习活动，让学生经历再探究的实验学习过程，加深对数学知识的理解。

学生结合初次实验学习体验，会提出新的实验问题。这些实验问题的提出无疑是学生对实验内容主动思考的成果。教师要抓住这些问题细节开展新一轮的项目化学习活动，组织学生采取多种裁剪方式，分析圆柱的侧面展開图形状与面积变化，让学生认识到沿高线裁剪是为了更方便地计算圆柱侧面展开图的面积，而且不管采取哪种裁剪方式，圆柱的侧面展开图面积都是不变的。

总之，将项目化教学理念和教学手段渗透到小学数学实验教学中，丰富了数学教师课堂教学方法选择，为数学课堂教学注入了全新活力。教师要讲究项目化教学的方法技巧，从整合知识资源、设置驱动问题、关注高阶思维、延伸实验维度等角度切入，在加深学生对数学知识理解的同时，教会学生更高效的数学学习方式，提升学生数学学科学习的实效性。

参考文献：

[1]顾燕.小学数学项目式学习的组织与实施[J].陕西教育（教学版），2022（3）.

[2]周静.小学数学项目式学习的实践探索[J].读写算，2021（36）.

[3]钱中平.项目化学习在小学数学教学中的应用[J].求学，2021（39）.