基于工程思維的小學數(shù)學微項目開發(fā)與實施研究

【摘要】工程思維是一種綜合運用數(shù)學、科學、技術等知識解決實際問題的思維方式，具有實踐性、創(chuàng)新性、系統(tǒng)性、合作性的特點。在小學數(shù)學教學中，融入工程思維有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、實踐能力以及團隊合作精神等。教師從整合項目資源、確定項目主題、設計項目問題、投放項目任務、展示項目成果的教學角度出發(fā)，將數(shù)學知識與實際生活相結合，使學生在解決實際問題過程中獲得數(shù)學思維啟發(fā)、學科能力提升的機會。

【關鍵詞】小學數(shù)學；工程思維；微項目；教學實踐

隨著教育信息化的深入推進，微項目作為一種新型的教學方法，逐漸走進了小學數(shù)學課堂。微項目是指以學生為中心、以問題為導向、以小組合作形式開展的一種探究性學習活動。它強調(diào)學生的主體地位，注意培養(yǎng)學生的自主學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。教師立足于學生工程思維啟發(fā)的角度，將微項目教學方法融入小學數(shù)學，推出系統(tǒng)性訓練活動，能夠有效提升教學效果。

一、整合微項目資源，啟發(fā)學生結構思維

微項目開發(fā)要求內(nèi)容精簡、貼合學生學習實際，需要教師結合學生學力基礎、興趣取向進行教學資源整合。教師對接教材編排結構，挖掘教材編排意圖，對教材內(nèi)容進行科學整合為學生開展微項目學習奠定資源基礎。在項目資源整合時，教師對接學生學習思維和生活實際，對項目開發(fā)內(nèi)容進行延伸教學設計，不僅僅局限于教材，能夠為學生創(chuàng)造更多開闊眼界和啟發(fā)思維的機會。

蘇教版小學數(shù)學五年級上冊“負數(shù)的初步認識”的教學目標是幫助學生建立數(shù)感，而數(shù)感的形成離不開學生的實踐操作、親身體驗，適合融入微項目探索學習方式。負數(shù)的概念較為抽象，需要以生活實例為載體，才能便于學生理解。教師以此為切入點，搜集與負數(shù)相關的整數(shù)、分數(shù)、小數(shù)等知識，設計“負數(shù)是什么”“負數(shù)的出現(xiàn)場景”“負數(shù)的意義”“負數(shù)與其它數(shù)的區(qū)別”等微項目探索主題，要求學生根據(jù)自身學力基礎，選擇一項或多項微項目進行攻克。學生能夠利用的信息渠道較多，可以查閱教輔材料、通過網(wǎng)絡搜集信息、進行生活觀察、詢問師長等，紛紛順利完成項目探索，帶回相應的探索報告。在這個過程中，學生經(jīng)歷信息搜集、數(shù)據(jù)分析等實踐操作，呈現(xiàn)較為完整的學習報告，對其結構性思維啟發(fā)起到積極促進作用。微項目式學習方式的融入，使一節(jié)課不僅限于單一知識點，而是綜合運用學科知識和能力，驅(qū)動學生進行創(chuàng)新性學習，對學生學科核心素養(yǎng)生成具有促進作用。

二、確定微項目主題，激發(fā)學生規(guī)劃思維

趣味元素、生活元素、科學元素等都可以做為微項目的素材。在項目主題確定時，教師圍繞學生年齡特點、學習訴求，將趣味性、生活化、互動性、實踐性等元素融入項目，為學科學習注入更為豐富的思維活力，提升項目活動生動性、多樣性的同時，激發(fā)學生學習的主觀能動性。學生對于探索性學習往往有自己的想法，教師不妨將學生納入主題創(chuàng)建行列，培養(yǎng)學生主動規(guī)劃意識，并采納學生的可行性建議，提升項目活動的契合性。

在教學“多邊形的面積”時，教師結合教學內(nèi)容，列舉出“平面圖形的面積大小比較方法”“平行四邊形的面積公式探索”“三角形面積公式探索”“梯形面積公式探索”等微項目主題，并鼓勵學生設計更多微項目主題。學生獲得自主權，紛紛積極響應，提出諸多建議。教師肯定學生積極的學習行為，發(fā)動學生以小組為單位選擇測量計算校園中的花園面積、綠化帶面積等可操作性較高的項目進行實踐。學生對于實踐性學習活動的認可度較高，主動細化分工進行實踐操作。在測量項目探索時，學生為了圖方便，往往選擇長方形、正方形等規(guī)則圖形的綠化帶。針對這種情況，在學生掌握數(shù)據(jù)測量、分析、計算方法后，教師提升訓練難度，將校園內(nèi)不規(guī)則圖形的宣傳欄、窗戶、小徑等的面積探索融入微項目主題，讓學生在面對復雜問題時，能夠建立將其拆分為若干子模塊，并逐一擊破的意識。學生嘗試將圖形拆分，分別計算出面積后再相加的思維模式是典型的工程思維，為其高效解決問題奠定基礎。

三、設計微項目問題，鍛煉學生邏輯思維

問題情境創(chuàng)設是常用的高效情境教學方式。教師依據(jù)項目學習目標，合理設計項目問題，搭建更加真實、直觀的學習場景，讓學生在問題的引導下展開思考和探索，將抽象的數(shù)學概念和數(shù)學原理具象化，幫助學生順利進入深度學習環(huán)節(jié)，達到情境教學的目的。為了鍛煉學生解決問題能力，教師在問題設計時，對接學生邏輯思維水平，選擇稍具挑戰(zhàn)性的思考問題，避免難度較低，達不到訓練效果，或難度較高，致使學生產(chǎn)生畏難心理。

在教學“小數(shù)的意義和性質(zhì)”時，教師對小數(shù)的相關知識進行梳理，對接日常生活場景，借助多媒體展示超市內(nèi)各類商品的售價，提出問題：蘋果和菠蘿蜜的一斤價格相等嗎？你能說出這些商品的價格分別是幾元幾角嗎？怎么證明5.2和5.20是相等的？五年級學生都有購買物品的經(jīng)歷，能夠輕松說出商品的價格，紛紛舉手回答，課堂氣氛活躍。為了激活學生的學習思維，教師不妨邀請學生參與問題設計，看哪個小組提出的問題更具挑戰(zhàn)性。提出問題的過程是思考、內(nèi)化、輸出的過程。對于帶有競賽性質(zhì)的小組活動，學生參與的積極性較高，能夠主動翻看教材，思考、討論哪些是易錯的問題，課堂進入良性互動環(huán)節(jié)，為學生拓寬思維創(chuàng)造了更多契機，其訓練效果顯著。

四、投放微項目任務，強化學生科學思維

項目探索是合作性學習活動。教師將學生以“同組異質(zhì)”的原則進行小組劃分，投放階段性項目探索任務，組織學生在多頻次互動中，探索數(shù)學知識在日常生活中的實踐應用。小組項目任務的投放，不僅能夠讓學生直觀了解數(shù)學知識的多元應用場景，為學生創(chuàng)造更多掌握數(shù)學知識的應用方法，還能培養(yǎng)學生主動探索意識，強化學生科學思維，為學生構建全面的數(shù)學認知體系提供助力。

在教學“統(tǒng)計表和條形統(tǒng)計圖”時，教師要求學生結合問題“生活中哪些地方用統(tǒng)計表，哪些地方用條形統(tǒng)計圖記錄數(shù)據(jù)”，思考如何收集生活中關于統(tǒng)計表和條形統(tǒng)計圖的信息。學生經(jīng)歷一番討論，確定兩個任務。任務一是小組成員有的負責查找書籍，有的負責詢問家長，有的則查詢網(wǎng)絡得到相關信息，組內(nèi)交流、匯總。任務二是小組進行街頭采訪，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)繪制統(tǒng)計表、條形統(tǒng)計圖、折線統(tǒng)計圖，分析不同統(tǒng)計方式適用的場景。這兩個任務皆具有實踐性、自主性、合作性的特點，為學生順利進入學科核心提供積極幫助。教師鼓勵學生設計微項目任務，讓學生自己設計任務自己完成，給學生一種新鮮的學習感受，學生的實踐熱情被充分激發(fā)，教學調(diào)動效果突出。微項目任務的投放，為學生展開項目學習活動指引了探索方向，教師適時扮演引導者、觀察者、參與者的角色，確保項目活動的順利推進。

五、展示微項目成果，升級學生反思思維

項目成果展示、評價，是學生總結、反思的過程，能夠讓學生及時發(fā)現(xiàn)自己學習思維、學習方法、學習習慣等方面的可取之處和不足之處，為學生精準自我定位奠定基礎，有利于學生養(yǎng)成主動自省、自查的良好學習習慣。教師結合學生動態(tài)項目探索情況，適時組織項目成果展示活動，引導學生在自我評價和評價他人中獲得更多學習啟示，在主動思考和有效互動中逐步升級反思思維。

單純師評難以做到給予所有學生個性化評價，而自評、互評的評價方式彌補了這個不足。比如，在學生完成統(tǒng)計圖繪制后，教師適時組織展評活動，要求學生先組內(nèi)就微項目完成的過程和結果進行分析，討論在方案設計、職責分配、操作方法、報告生成等實踐過程中有哪些值得發(fā)揚和需要改進的地方，梳理獲得哪些學習體驗和實踐經(jīng)驗，再將繪制的統(tǒng)計圖和結論進行集體展示，評選出項目完成最為優(yōu)秀的小組。為了避免學生出現(xiàn)過度吹噓和貶低的情況，教師和學生共同約定一個評價標準，要求學生對照評價標準發(fā)表客觀見解。學生回顧實踐過程，進入自我反思環(huán)節(jié)。教師進行班級巡視，觀察各小組的評價進展，從專業(yè)角度就學生的團隊協(xié)作水平、實踐操作能力、學習方法應用等方面給予中肯評價，輔助學生建立清晰的自我定位。教師適時組織展評活動、錯題匯總活動，并適當進行課堂留白，為學生自我反思創(chuàng)造機會。

工程思維關注的是解決問題的方法、思路、方式，強調(diào)的是迭代和改進，教師將工程思維融入數(shù)學學科教學是明智之舉。教師基于工程思維培養(yǎng)，展開針對性、實踐性、互動性較強的微項目活動設計，為學生思維能力、設計能力、動手能力、合作能力的鍛煉創(chuàng)造契機，有助于學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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