2022-2023年度第一学期《智慧校园环境下小学数学项目式学习的实践研究》课题总结

锡山区教育科学“十三五”规划立项课题

《智慧校园环境下小学数学项目式学习的实践研究》

课题研究报告

《智慧校园环境下小学数学项目式学习的实践研究》2020年5月由锡山区教育科学规划领导小组办公室立项，课题编号为A/2020/060。本课题在有信息技术支持的智慧校园环境中，以数学的核心概念和原理为中心，以活动（项目）为载体，使学生经历综合性学习、体验式学习、个性化学习过程，从而学习小学数学知识，习得能力，发展品格。

一、课题的提出

（一）新课程改革的现实需要项目化学习

时代的发展对学习者所具备的综合能力提出了更高的要求, 提升21世纪学习者核心素养成为了当前基础教育的重要任务。我国新课程改革也倡导以自主、探索与合作的学习方式,提升学生的高水平思维与多元能力。

项目式学习自20世纪90年代末被引入我国，有研究者指出：“项目教学作为英国高等院校人才培养模式之一，对我国的教育教学改革具有积极的借鉴意义。”此后，有关项目式学习的研究逐渐渗透到我国基础教育、职业或成人教育以及高等教育等各领域中。项目式学习作为一种典型的建构主义学习模式,着力于培养学生的综合能力,其核心理念与新课程标准的要求具有高度一致性。

（二）项目学习有助于落实数学核心素养的养成

《义务教育• 数学课程标准》（2022版）指出数学课程要培养的学生核心素养，主要包括三个方面：会用数学的眼光观察现实世界、会用数学的思维思考现实世界、会用数学的语言表达现实世界，也明确指出：“综合与实践”第三学段可适当采用项目式学习。项目式学习的设计以解决现实问题为重点，综合应用数学和其他学科知识解决问题，体会数学知识的价值，以及数学与其他学科的关联，有助于落实学生数学核心素养的养成。

同时，近年来智能化校园环境的搭建为信息技术与课程深度融合提供条件，使得项目化学习得以更好的实施。

二、研究的目标和内容

（一）课题界定

1.小学数学项目式学习：以数学的核心概念和原理为中心，基于真实情境的、系统性的小学数学学习和研究活动，其项目要以学生学习为中心，努力使学生从传统的数学学科学习走向数学综合性学习，从单纯的文本式学习走向体验式学习，从规定的标准化学习走向个性化学习，突出创新思维和实践能力的培养，突出团结协作、质疑问难、勇于探索等品格的培养。

2.智慧校园环境：是指以促进信息技术与教育教学融合、提高教育教学效果为目的，以物联网、云计算、大数据分析等为核心技术，提供一种智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境。这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。

3.智慧校园环境下小学数学项目式学习的实践研究：是指在信息技术支持的智慧校园环境中，以数学的核心概念和原理为中心，以活动（项目）为载体，使学生经历综合性学习、体验式学习、个性化学习过程，从而学习小学数学知识、学会思维，习得能力，发展品格。

（二）研究目标

1.梳理国内外项目式学习的相关研究,以此为依据进行智慧校园环境下的项目式学习设计,为小学数学项目式学习的课程设计提供参考。

2.开展智慧校园环境下小学数学项目式学习的实践研究，形成智慧校园环境下小学数学项目式学习的活动案例，促进项目式学习与基础教育领域核心课程的深度融合。

3.使学生更好地学习小学数学知识，习得能力，发展品格，促进学生数学核心素养的落实。

（三）研究内容

1.项目式学习的国内外文献研究

此研究主要是对国内外关于项目化学习的文献梳理、比较分析，进一步完善对课题内涵的认识。

2.智慧校园环境下小学数学项目式学习的设计与实施研究

此研究为本课题的重点，主要包括内容选择、活动设计、组织实施、分享交流等环节的确定，包括案例积累，包括实施策略提炼等。

3.智慧校园环境下小学数学项目式学习的成效研究

此研究主要跟进研究开展的实施效果，从学生高阶认知能力、数学核心素养等维度分析应用成效。

三、研究的过程和方法

（一）准备阶段

准备阶段是本研究的基础。该阶段的主要任务之是通过全面的文献搜集与阅读分析，在确定研究主题的基础上，明确研究目的和研究要解决的问题。

（2）理论分析和活动设计阶段

该阶段主要在文献梳理的基础上，设计智慧校园环境下小学数学项目式学习活动方案。

（3）设计研究阶段

该阶段是本研究的教学实践阶段，根据设计方案在不同年级组开展项目化学习实践，讨论交流实践效果，改进方案。

（4）结果讨论和结果得出阶段

对课题研究成果进行了梳理总结，形成相关论文，并探讨研究中存在的不足与局限以及对未来要解决问题的展望。

四、研究的成果和结论

（一）项目式学习的国内外文献梳理与分析

1.国外研究概况

1918年，教育家克伯屈在其发表的《项目（设计）教学法：在教学过程中有目的的活动的应用》一文中首次提出了项目式学习的概念。

国外对于项目学习的理论研究更多聚焦于项目学习的内涵、特点、步骤等。美国巴克教育研究所使用过程性的方法来界定项目学习，它认为项目学习从本质上看是一种探究过程。它是通过精心设计项目作品、规划和实施项目任务，旨在为解决复杂、真实的问题的过程。Solomon对项目学习内涵有着不同的看法，他认为项目学习是基于课程学科的，项目学习以小组合作为主要学习形式，主要目的在于解决复杂且有挑战性的真实问题。学习者在此过程中首先收集、综合、分析大量信息并选择解决问题的方法，进而衍生出知识，最后在公开表达中澄清获得的知识。评估学习效果的主要标准取决于学习者习得知识的程度、交流表达的情况等。美国巴洛克教育研究所将项目学习的步骤归纳为确定选题、设计驱动问题、活动过程设计、项目评价四步。加拿大麦克斯马斯特大学神经学教授Barrows于1969年首创项目式学习,并于多所医科学校进行推广。

2.国内研究概况

国内项目学习的研究主要集中在理论和实践两个层面，理论上注重对项目学习内涵、特征、构成要素、步骤、教育价值等的探讨；实践上关注项目学习与具体学科教学的结合。

众多学者对于项目学习的内涵不尽相同。郭华教授认为，项目学习是一种综合性、活动性的教学策略，它是系统学科教学的有机补充。

刘景福教授、钟志贤教授等总结并提炼了项目学习的六个基础实施步骤，分为选定项目、制定计划、活动探究、作品制作、成果交流、活动评价。夏雪梅深耕于国内项目学习领域的研究，她将项目学习的步骤分为首先寻找核心知识、进而转化为数学本质问题，考虑到学生的认知发展水平进一步转化为合适的驱动性问题、再澄清项目的高阶认知策略、紧接着确认主要的学习实践、最后需要明确学习成果及公开方式和设计全过程的评价。

上海师范大学的费夏将项目式学习应用于中职计算机教学中。叶阳，章勤琼从学科视角出发，将小学数学项目式学习定义以数学的核心概念和原理为中心，综合编排小学数学知识并与其他学科相整合，学生借助多种资源相互合作，通过在一定时间内解决一系列相关问题来学习数学知识、获得数学技能，提升数学素养与综合能力的新型学习方式。

3.文献研究结果分析

通过对项目式学习国内外研究现状进行对比分析发现，国内的项目式学习在职业教育与高等教育领域开展较多，且多集中于语言及理工科的技能类学科，在基础教育领域研究较少，集中于科学、理化及计算机等学科且多综合实践活动的形式展开，而在小学数学课程中的实践应用极为缺乏。国内基于智慧环境的项目式学习研究还较少，已有研究提出了信息技术环境下项目式学习的基本模式，多基于网络平台或单一技术进行实践，并未从项目式学习实施的整体环节把握信息技术的有效运用。

本课题从小学数学学科切入，在智慧校园环境下进行项目式学习的实践，希望进一步深化项目式学习研究。

（二）形成开展智慧校园环境下小学数学项目式学习的基本步骤

通过课题组的教学实践，教师可以基于四个步骤来设计与实施小学数学项目式学习。

（1）项目准备：选定项目，自主导向

选择和确定学习项目，是项目式学习成功开展的前提，决定着学生思维和行动的深度。项目选题不仅要依据数学课程标准的具体教学目标和要求，还应考虑所在年级学生的思维特点和已有认知基础，同时还要具有综合性、实践性、学科性、开放性。一般情况下可以选择与数学学科相关的内容进行设计，通过整合、重组课程内容，对接学生的生活，提出驱动性问题，引导学生自主制定计划，保证活动开展合理、有序、有效。

（2）项目实施：实践探索，自主创生

项目实施是项目式学习的主体部分，也是学生创新意识和实践能力能否得到很好培养的关键所在。在实践探索中，教师要给学生创设自主的活动空间，充分发挥活动的主体性、积极性和发展性。根据项目情况，可以小组为单位，自主推荐组长，小组内制定具体操作流程，在进行实践探索；也可以个人为单位，让每个孩子都有参与感。

教学实践表明，学生能够自主探究的内容，教师不要过多指导。有了学生的自主创生和真实感悟，让这个数学活动有了鲜活灵动、立体多元的生成与分享。

（3）项目提升：成果交流，深度开发

项目提升是项目式学习成功开展的一个重要环节，形式可以多种多样，但并不等同于简单的学习成果推介会或总结，而是基于项目的可视化作品进行深度交流、复盘反思、拓展提升等，帮助学生扩展思维并促进自我反思和自我监控。这就需要教师因势利导，使学生在相互启迪中修正或完善已有认识，在潜移默化中完成对数学核心概念的深度理解，在多维活动中形成对整个项目的高阶认知。

（4）项目评价：发展导向，开放多元

项目评价是项目式学习成功开展的保证，它在整个活动中起着反馈与指导的作用。评价应坚持学生成长导向原则，方式也应该更加开放多元。评价的主体也可以是多样的，既可以学生自评、同伴互评，也可以由教师、家长及专家来完成。有效的评价应该贯穿于项目式学习的整个过程中，从项目的准备、实施再到最后的反思提升，每个环节的评价构成一个螺旋上升、相互依存的循环圈，体现教、学、评的一致性。评价的目的是为了更好地激励学生提升多元能力，获得成长。因此不管是怎样的评价方式，不能只看“结果”，更要关注“过程”，不仅要关注学生对于知识的掌握程度，还要关注学生探究能力、问题解决能力、创新能力等综合素养。

在项目实施环节，学生可以网络搜索寻找解决方法，还可以拍照记录下实践过程、实践数据等；在项目提升和评价环节，学生也可以借助自己的设备进行多样展示和评价等。

（三）形成智慧校园环境下小学数学项目式学习有效实施的策略

围绕真实生活情境解决一系列问题，这是项目式学习的显著特征。可见，“真实性”是项目化学习中的一个重要关联词。那么，小学数学项目化学习的有效实施应当指向这几种真实：真实的情境、真实的思维、真实的成果。

1.创设真实的情境

项目式学习首先就是要立足于生活中的真实情境，如果有生活世界中真实存在又适合学生研究的内容自然是最好的，但现实教学中常常会遇到生活情境与学校情境难以完全融合，又或者干扰因素太多，难以实施开展。因此，夏雪梅老师指出，“真实性”也可以是虚拟的真实，虽然它的情境是虚拟的，但是它却会赋予学生真实的角色，并且要求他们在真实或者虚拟的场景中履行这样的角色，它是可以迁移的。也就是说，强调“真实性”的本质是由于真实情境能够驱动学生学习。所以，创设真实情境的核心要素在于能够提出真正有挑战性的问题，引发学生探究的需求。

2.指向真实的思维

在项目化学习的过程中，最重要的不是一定要把学生带出去，看做了多少的活动，没有思考的活动显然是毫无意义的。真正重要的是要搞清楚什么样的活动才是对学生的学习有用的。当真实情境中提出的驱动性问题能够引发学生基于已有的认知进行实质性的讨论、探究，表达自己的观点，提出自己的疑问等等，这些与真实生活情境中类似的认知要求、思维方式、情感体验一样会给学生带来“真实”的学习。其实在完全真实的情境进行问题解决对学生来说是相对比较困难的，学生遇到的干扰信息太多，没有办法聚焦核心知识的理解，因此，真实的项目更多的是指向思维的真实。

3.产生真实的成果

如果说思维是学生内部的活动过程，不够外显的话，项目化学习完成的标志还可以是成型的作品或解决方案，其形式多种多样，参与的学生所掌握的知识和能力都能在其中有所反映。情境可以是虚拟的真实，但作品或解决方案应该是学生实实在在的成果。真实的成果是真的为我们所用的，不仅仅只是一个展示品、一个象征性的摆设，而是的的确确被应用到个体的生活中的。

（四）项目式学习的实施提升了学生素养

1.提升学生高阶认知策略能力

项目化学习有助于学生问题解决、创见、决策、实验、调研和系统分析等高阶认知策略的提升。

如在《测量不规则物体的体积》项目化学习实践中，学生围绕核心问题“我们已经学会了求长方体、正方体、圆柱和圆锥的体积，但生活中还有大量形状不规则的物体，它们的体积又该如何测量呢？”进行实验探索。对于这个相对复杂的问题，学生能仔细分析，联系、运用所学知识，将不规则物体的体积转化为规则物体的体积，提高了实验和问题解决的能力。

如在《周期问题》项目化学习实践中，学生要自主完成教室后面板报的花边设计，并阐述自己的设计理念，再全班评比选取票数最高的图案作为教室板报的设计方案。在这个过程中，学生需要大量的知识储备，然后在反思现象、完善作品中使得创生能力得到了培养。如在《树叶的比》项目化学习实践中，学生通过测量树叶的长和宽，进行分析、发现规律，学生的调研和分析能力得到了提升。

2.提升学生数学核心素养

同时，在真实情境中解决真实问题的过程中，学生的数学眼光、数学思考、数学表达也得到了提高。

如学生在大量的花边图案中发现蕴含了周期规律，这就是数学眼光；学生将不规则的土豆放入规则的水杯中测量出其体积，这就是数学思维；学生用文字、图案展示实践成果，这就是数学表达。

五、研究反思与展望

1.在小学低段开展项目化学习需进一步研究

由于实施项目化学习对学生的要求较高，所以教学实践多在小学高段展开，所以如何在小学低段也能开展一定的项目化实践活动需要进一步的研究和规划。

2.小学数学项目化学习的基本步骤需进一步完善

由于时间和教师们的能力有限，所以形成的项目化学习的基本步骤还需要进行更多的实践和修正，从而进一步保证科学性和普适性，更易于教学实践中推广应用。

3.小学数学项目式学习有效实施的策略需更深入

由于开展的项目有限，前面所得到的关于项目化学习有效实施的策略还比较粗糙，需要进一步的深入研究，从而得到更加有效、更加严谨的促进小学数学项目式学习实施的策略。