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1、基于學(xué)科工程學(xué)習(xí)，提升學(xué)生核心素養(yǎng) 鄭州市金水區(qū)文化路第一小學(xué)在深化教育教學(xué)改革的道路上從未停止探索的腳步，從學(xué)科微工程實踐到跨學(xué)科工程學(xué)習(xí)，再到走向深度的工程學(xué)習(xí)，形成了獨具特色的學(xué)習(xí)新樣態(tài)。我們嘗試以工程學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動與小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)小學(xué)生的合作能力、創(chuàng)新能力和應(yīng)用意識，在基于學(xué)生開展核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)過程中，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作、批判性思維、自主探究與知識建構(gòu)，形成具有工程學(xué)習(xí)特色的學(xué)科教學(xué)模式。 筆者從小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)提升的視角下，進(jìn)行“文一未來校園3D模型制作〞學(xué)科工程學(xué)習(xí)的分析與反思。 一、以真實的問題激發(fā)應(yīng)用意識 近幾年，學(xué)校因地理位置特殊，教室、功能室等空間

2、缺乏，數(shù)量增多，資源利用越來越緊張。這些真實的問題引發(fā)了畢業(yè)班學(xué)生的關(guān)注，他們決定為母校的學(xué)弟學(xué)妹們做些什么。本著“我為母校獻(xiàn)禮，母校為我自豪〞的理念，在北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)六年級下冊“比例尺〞“校園中的測量〞這兩節(jié)課的啟發(fā)下，學(xué)生決定依托文一校園原貌，結(jié)合所學(xué)知識與技能，為母校的未來建設(shè)和開展設(shè)計一份未來校園的模型作品，作為禮物送給學(xué)校。 六年級畢業(yè)課程以學(xué)科工程學(xué)習(xí)為依托，開展學(xué)生的應(yīng)用意識、綜合能力，提升學(xué)生團(tuán)隊合作、質(zhì)疑思辨、勇于創(chuàng)新等核心素養(yǎng)，設(shè)計了富有挑戰(zhàn)性的驅(qū)動問題，“作為一名即將畢業(yè)的文一學(xué)子，如何利用所學(xué)立體圖形和比例的知識，依托校園原貌，設(shè)計文一未來校園3D模型？〞以真實的問

3、題激發(fā)學(xué)生積極投入和主動思考，刺激學(xué)生不斷調(diào)動已有知識、經(jīng)驗儲藏，綜合運用六年所學(xué)知識，通過解決實際生活中的問題開展應(yīng)用意識。 二、以真實的探究過程培養(yǎng)應(yīng)用意識 “文一未來校園3D模型制作〞的設(shè)計來源是基于教材中“數(shù)學(xué)好玩〞局部“繪制校園平面圖〞的內(nèi)容，在此工程學(xué)習(xí)中注重讓學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)和提出問題、分析和解決問題的全過程，積累從頭到尾完整地思考和解決問題的經(jīng)驗，在完整“做事〞的過程中，培養(yǎng)應(yīng)用意識。 〔一〕基于教材、學(xué)情，重構(gòu)學(xué)習(xí)內(nèi)容 這屆六年級的學(xué)生具有“樂享中心教育空間設(shè)計〞和“戲劇社空間改造設(shè)計〞的工程學(xué)習(xí)經(jīng)歷，進(jìn)行過實地調(diào)查、采訪、討論、測量、軟件學(xué)習(xí)、設(shè)計、建模等一系列學(xué)習(xí)活動

4、。所以在這次“繪制校園平面圖〞的活動時，我們進(jìn)行了挑戰(zhàn)性的設(shè)計任務(wù)，學(xué)生要去解決“如何測量，如何選擇測量工具，如何進(jìn)行團(tuán)隊合作，怎么進(jìn)行合理分工，如何進(jìn)行按比例的平面圖繪制，怎么進(jìn)行立體模型制作，遇到問題和困難如何解決〞等一系列問題，提高綜合運用知識的能力，體會數(shù)學(xué)與生活之間的密切聯(lián)系。 根據(jù)工程學(xué)習(xí)的實施元素，對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，按照10個課時進(jìn)實施： 課時1：入項、明確挑戰(zhàn)任務(wù)、凝練驅(qū)動問題。 課時2：設(shè)計方案、組建團(tuán)隊、任務(wù)劃分。 課時3、4：實地測量、識圖獲取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)資料梳理與核對。 課時5：按比例繪制校園平面圖。 課時6：階段性成果展示和匯報、交流與反思。 課時7、8

5、：按比例制作立體模型。 課時9：工程成果展示發(fā)布、學(xué)習(xí)辯論。 課時10：修正學(xué)習(xí)成果、完善過程資料。 這次學(xué)習(xí)綜合了“圖形與位置〞“比例尺〞“測量〞“計算〞“3D建模〞等知識和能力，學(xué)生要按比例繪制校園平面圖，并制作出立體模型，還要為畢業(yè)工程辯論做好準(zhǔn)備。 〔二〕基于課標(biāo)，梳理學(xué)習(xí)目標(biāo) 本次工程學(xué)習(xí)的內(nèi)容涉及課程標(biāo)準(zhǔn)中多個領(lǐng)域的要求，如“了解調(diào)查、測量等搜集數(shù)據(jù)的簡單方法，并能用自己的方式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果〞“了解比例尺，在具體情境中，會按給定的比例尺進(jìn)行圖上距離與實際距離的換算〞“在給定目標(biāo)下，感受針對具體問題提出設(shè)計思路、制訂簡單的方案解決問題的過程〞等。 根據(jù)工程所涉及的各學(xué)

6、段及學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程標(biāo)準(zhǔn)，我們進(jìn)行細(xì)化分解，基于學(xué)生真實問題和學(xué)習(xí)能力，確定本次學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.以小組合作的形式進(jìn)行調(diào)查、測量、識圖、數(shù)據(jù)記錄等實際操作活動，在學(xué)習(xí)過程中積累問題解決的經(jīng)驗。 2.理解比例尺的意義，正確計算比例尺，并能將其應(yīng)用于繪制校園平面圖和3D模型設(shè)計中。 方案、動手操作、交流反思的過程，開展統(tǒng)籌規(guī)劃的能力，體驗團(tuán)隊合作獲得成功的快樂。 4.經(jīng)歷使用數(shù)學(xué)語言、符號和工具有效交流溝通的學(xué)習(xí)過程，體會數(shù)學(xué)與生活的密切聯(lián)系。 這些學(xué)習(xí)目標(biāo)中，對實物進(jìn)行度量是比較有難度的，但這也是學(xué)生在學(xué)習(xí)中觸及數(shù)學(xué)本質(zhì)的過程。在此之前，學(xué)生已經(jīng)具有一定的估算能力，但是對生活中實際建筑物的

7、測量，僅僅停留在初步感知階段。在此工程學(xué)習(xí)中，學(xué)生在已有的知識和生活經(jīng)驗的根底上會合理選擇常用的測量工具和測量方法，解決簡單的測量問題，積累數(shù)學(xué)活動的經(jīng)驗，開展學(xué)生的空間觀念，提高核心素養(yǎng)。 〔三〕基于實踐，優(yōu)化學(xué)習(xí)方法 在設(shè)計方案和動手操作的過程中，學(xué)生根據(jù)實際情況不斷調(diào)整學(xué)習(xí)策略，優(yōu)化學(xué)習(xí)方法，積極調(diào)動學(xué)習(xí)經(jīng)驗的正向遷移。首先，在測量學(xué)校主要建筑物、活動場所時，任務(wù)比較重，學(xué)生遇到了困難，師生共同商量，首先把全班學(xué)生分為八個小組，分區(qū)測量。其次，在“如何收集數(shù)據(jù)，搜集哪些數(shù)據(jù)〞時，學(xué)生除了采用皮尺、估測的實際測量方法，還采用了紅外測量儀器的工具，有的學(xué)生還想到采訪辦公室主任，獲取學(xué)校建

8、筑面積數(shù)據(jù)的方法，這些學(xué)習(xí)方法的不斷優(yōu)化，正表達(dá)了學(xué)生在面對“不良結(jié)構(gòu)〞的實際問題時，靈活運用不同方法解決問題的應(yīng)用意識、積極解決問題的良好學(xué)習(xí)品質(zhì)。 〔四〕基于評價，完善學(xué)習(xí)成果 評價量規(guī)不僅可以幫助學(xué)生進(jìn)行客觀分析、自我評價，調(diào)整學(xué)習(xí)方案和進(jìn)度，還可以幫助學(xué)生確定學(xué)習(xí)進(jìn)階的目標(biāo)，最終指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)立成果藍(lán)圖。學(xué)生在每次階段性的評價之后，以“1+1〞的形式，分享“最開心的一刻〞“最糟糕的一刻〞，以“最想重新來過的……〞進(jìn)行學(xué)習(xí)反思和修正。 從最終成果和學(xué)習(xí)過程這兩個維度，我們設(shè)計了本節(jié)課中方便學(xué)生操作、具有針對性的評價量表〔見下表〕。 在“成果發(fā)布會〞的環(huán)節(jié)，各小組進(jìn)行成果發(fā)布，闡述學(xué)習(xí)

9、過程和設(shè)計理念。特別是有的小組幾易其稿，針對如何減少測量校園的數(shù)據(jù)誤差，不斷調(diào)整修改，繪制出多稿進(jìn)階的校園平面圖。 根據(jù)各教學(xué)樓實際大小及繪制大小，確定比例尺，并根據(jù)比例尺計算圖上距離，進(jìn)行三次修改確定最終稿，再進(jìn)行模型的設(shè)計。融合科學(xué)、美術(shù)學(xué)科中關(guān)于工程與建筑領(lǐng)域的內(nèi)容，確定設(shè)計理念，進(jìn)行3D建模。這種無形的學(xué)科融通貫穿于學(xué)生解決問題的過程中，有助于學(xué)生進(jìn)行知識體系的建構(gòu)和應(yīng)用。 學(xué)生在多種形式、多種層次的協(xié)商與辯論中，不斷質(zhì)疑、改進(jìn)，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，完成對知識的整體性建構(gòu)，對所學(xué)知識進(jìn)行再次加工、融合、應(yīng)用，提升了學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)了應(yīng)用意識。 三、以真實的成長提升素

10、養(yǎng)能力 基于工程的學(xué)習(xí)，改變著教師的教和學(xué)生的學(xué)，課題團(tuán)隊的教師面對新的挑戰(zhàn)，在實踐中將更全面、深度地審視和把握學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)關(guān)系。 〔一〕關(guān)注真實問題的解決，作為提升素養(yǎng)的生長點 基于工程的學(xué)習(xí)，以真實的問題為始，自主、探究、合作、展示，將學(xué)與用融為一體，在用中學(xué)，以用促學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生知行合一的品質(zhì)特性。這種學(xué)以致用的思維習(xí)慣能調(diào)動學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的積極性與主動性，注重讓學(xué)生體會“數(shù)學(xué)知識來源于生活，又回歸于生活〞，只有在真實問題的解決過程中，學(xué)習(xí)者才能夠不斷受到解決真實問題的任務(wù)驅(qū)動，獲得真正的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)，才能夠?qū)ⅰ耙延械闹R經(jīng)驗、技能〞在將來的實際情境中真正遷移應(yīng)用。 〔二〕

11、關(guān)注學(xué)習(xí)中的體驗，作為提升素養(yǎng)的關(guān)鍵點 問題解決的過程并不是一帆風(fēng)順的，學(xué)習(xí)者不斷地調(diào)整應(yīng)用的策略，回憶反思學(xué)習(xí)的過程，形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和堅毅的學(xué)習(xí)品格，是開展學(xué)生素養(yǎng)能力的關(guān)鍵點。 數(shù)學(xué)的創(chuàng)造性智慧，源于它是一種創(chuàng)造性的活動，這種創(chuàng)造性不是推翻已有的大廈重建，而是在原有的根底上添磚加瓦，即便是另立高樓，也會在新樓與舊樓之間構(gòu)造回廊。 〔三〕關(guān)注方法形成后的再應(yīng)用，作為提升素養(yǎng)的延伸點 在經(jīng)過前期的調(diào)查研究后，學(xué)生按照工程需求設(shè)計工程實施方案;經(jīng)歷了測量記錄、團(tuán)隊組建、合作分工、平面圖繪制、立體模型制作、反思修正等一系列學(xué)習(xí)過程，過程中不斷發(fā)現(xiàn)并解決問題，最終呈現(xiàn)出平面圖、3D模型和

12、工程報告等學(xué)習(xí)成果。 工程學(xué)習(xí)“文一未來校園3D模型制作〞，與小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)相結(jié)合，在以數(shù)學(xué)學(xué)科大概念“如何按比例制作模型〞進(jìn)行工程學(xué)習(xí)過程中，指向真實的問題解決的學(xué)習(xí)，聚焦提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)，在自主獲取知識的過程中促進(jìn)能力的提升，積累活動經(jīng)驗，形成數(shù)學(xué)根本思想。 總之，具有工程學(xué)習(xí)特色的學(xué)科教學(xué)模式，能有效促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解，提高應(yīng)用意識，提升參與者的團(tuán)隊合作、質(zhì)疑思辨、勇于創(chuàng)新等核心素養(yǎng)能力，將視角擴(kuò)展到真實世界中，將學(xué)校教育與真實世界緊密聯(lián)系起來，讓學(xué)生在真實而有挑戰(zhàn)性的任務(wù)驅(qū)動下獲得成長。走向?qū)W科深處的工程學(xué)習(xí)可以豐富當(dāng)前核心素養(yǎng)背景下小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)方式和范例，為提升學(xué)生思維水平和核心素養(yǎng)發(fā)揮重要影響。 參考文獻(xiàn)： 夏雪梅.工程化學(xué)習(xí)：學(xué)習(xí)素養(yǎng)視角下的國際與外鄉(xiāng)實踐[M].北京：教育科學(xué)出版社，2021. 注：本文系河南省教育科學(xué)“十三五〞規(guī)劃一般課題“基于學(xué)生開展核心素養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)工程學(xué)習(xí)實踐與思考〞〔課題編號：[2021]-JKGHYB-0667〕的階段性研究成果。