在小學數學教學中有效融入建筑元素的微項目實踐探究

利笑

【摘 要】隨著現代教育技術的發展，教師的教學方式不再局限于單一傳統的教與學，項目式學習成為一種備受關注的教學方法。本文以北師大版數學四年級上冊“平移與平行”一課為例，通過一個驅動性問題對本課的內容進行分析、調整和再構建，融入一定的建筑元素實現學科知識的應用和拓展，讓學生在合作學習中探究和解決問題，感受數學與生活的密切聯系，體會建筑中的“平行”所蘊含的文化價值。

【關鍵詞】數學教學 建筑元素 項目實踐

一、探究背景

在建筑的各種形態背后，是一段時期人類文明凝成的共同文化價值的投射。建筑中滲透著文化價值和審美價值的各種形態，“平行”便是最常見的一種形式。建筑形態中的“平行”在視覺上透露著簡潔、大氣、整齊、莊嚴之美。留意生活中的數學不難發現，建筑與數學有許多關聯，比如圖形幾何、比例、百分數、角與平行等，將數學知識應用于實際生活中，學生不僅能發現數學，更能感受和創造數學。

目前，在傳統的數學課堂中，學科內容劃分單一，且情境引入的都是一些常見的生活現象，教師很少從現象背后提煉出核心問題，更不用說引導學生在解決核心問題的過程中運用新知進行深入探究了。同時，課堂的練習方式過于強調紙筆練習，欠缺動手實踐和生活中的實際應用。因此，筆者嘗試將建筑元素融入課堂教學中，以建筑為切入口，搭建數學與生活之間的橋梁，通過一系列的探究、交流、實踐、合作等活動，讓學生在學中做，在做中學，在項目式學習中發現數學與建筑之間的關聯，凸顯數學學習的價值與意義，培養學生的數學核心素養與自主探究能力。

對于“平行”的認知，雖然學生之前接觸過線段、射線和直線，但都是與圖形特征的直觀認識結合在一起的。本次學習是比較系統地學習線的知識中的一種位置關系，而系統地學習線的知識可以為后續學習平面圖形、立體圖形、圖形的運動和測量積累數學活動經驗，奠定相關的知識基礎。筆者為本節課精心設計了具有“平行”元素的建筑模型作為情境引入，幫助學生從宏觀角度去看待建筑中的數學現象，感受數學知識的魅力，進一步發展空間觀念。

二、實踐探究

建筑實踐本身就是一個數學課堂。在課堂中，學生始終帶著問題進行創新學習和體驗。在有效互動與合作學習中，學生用個性化的方式去探索、分析、創新，最后尋找最佳途徑去解決建筑中的問題。在“平移與平行”這課中，筆者以微項目式學習的方式，用驅動性問題引領學生的學、思、做，讓學生在解決驅動性問題的過程中提高實踐能力，增強創新意識，在小組合作學習中培養合作意識，鍛煉交流能力。

（一）感知建筑的“平行”，開啟微項目式課堂實踐

筆者拼搭建筑模型，以中國古建筑恭王府為原型，讓學生感受建筑中的“平行”具有簡潔、大氣、美觀等特點，感受建筑中蘊含的美的藝術。在對建筑模型有了初次直觀感受后，一部分學生能說出建筑中的“平行”這一特點，但由于學生腦海中對平行的概念尚未形成，因此需要有新知的介入才能進行新知的學習應用和動手實踐。以下是“平移與平行”這節課的教學流程：

（1）創設情境，提出猜想。（3分鐘）

（2）探索新知，形成概念。（6分鐘）

（3）運用概念，驗證猜想。（3分鐘）

（4）合作交流，解決問題。（18分鐘）

（4）反饋匯報，拓展創新。（10分鐘）

（二）設計驅動性問題，引領微項目式課堂實踐

項目式學習離不開驅動性問題的設計，微項目式學習課堂也同樣需要用驅動性問題來引領學生探究。本節課的驅動性問題為：我們要如何制作一個工具，用來幫助我們將想象中的平行，變成建筑中現實的平行，并以此貫穿整節課的學習？驅動性問題有助于子問題和教學環節的設計，充分激發了學生在項目式學習的過程中探索新知和解決問題的積極性。

在驅動性問題的引領下，筆者將其拆分為幾個子問題，幫助學生更好地解決核心問題。學生對“平行”這一概念的知識儲備是解決核心問題的前提和關鍵，因此，第一個子問題為：什么是平行？實踐可以檢驗知識的掌握程度。第二個子問題是：如何畫兩條互相平行的線？可以讓學生在草稿紙上畫平行線，進行初步的實踐與創作，這也為下一個子問題做了鋪墊。第三個子問題是：如何制作一個能驗證平行的工具？這是一個更高難度的挑戰。筆者將學生分組，使其通過小組合作的方式來完成平行工具的制作。在實際教學中，每個小組制作出的工具形狀各異。

（三）搭建學習支架，助力微項目式課堂實踐

在教學中搭建學習支架，是提高學生學習有效性的一種重要途徑。為學生提供適當的學習支架，如情境支架、創作作品支架、學習評估支架等，有助于學生聚焦問題內容和解決步驟這二者之間的關系，進一步提高其自主學習能力。

1.創作作品支架

學生在創作作品時存在目標不夠清晰和明確的問題，對此教師可以在課堂中提供一份學習單（如圖1），以此為學生找到挑戰和支持的最佳點。在進一步明確當下學習階段的內容和步驟后，學生可以通過自主學習的方式，將設計的工具用圖畫直觀地呈現出來。學生在創作作品時可以進行多樣化設計，對工具的可行性闡述也有助于培養學生的高階思維與批判性思維，為作品的動手制作留出一定的思考空間。

2.學習評估支架

學習評估支架能激發學生的探究學習興趣，讓學生朝著學習評價表中的評價標準有方向地調整學習狀態，更好地檢驗自己各階段的學習成效。另外，為學生搭建評估支架也能更好地促進教師根據學生的評估反饋，對教學過程進行更深入的反思和改進。在項目式學習中，教師不僅需要注重結果和作品本身，更需要注重探究和學習的過程，學生得到了一定的評價和反饋才能獲得持續探究學習的動力。表1為本次項目式學習評估的量表。

（四）動手創作工具，實現微項目式課堂實踐

作品的創作在項目式學習中是一個具有里程碑意義的節點。學生運用平行的知識探究最后一個子問題，為實現建筑中的平行創作了一個衡量的工具——平行尺。筆者給學生提供若干塊長條形的木棒（中間有平整的凹槽，上端有個凸起小塊正好與另一根木棒首尾銜接）、若干直角三角板（剛好可以塞進木棒的凹槽中移動）。（如圖2）

1.小組實踐

學生與組員一起合作，動手將草圖中設計的工具拼接起來，通過合作交流的方式進一步優化方案，選擇更好的工具進行拼搭。

2.作品展示

小組上臺分享工具使用方法，用所學知識講解拼搭后的工具能判斷平行的原理。

3.作品匯總

教師將學生呈現的作品一一羅列在黑板上，并補充呈現一些學生沒有想到的創意作品，給學生提供更加多樣化的思路。

從草圖繪制到動手制作，學生是用建筑師的思維在思考，用數學知識在創作各種各樣的平行尺，這樣可以培養學生的創造力和空間想象力。學生在建筑中發掘數學知識的意義和價值，在數學知識的運用中體會數學與生活的緊密聯系。數學與建筑融合的項目式學習培養了學生的創新意識與應用意識。

（五）發掘平行之美，拓寬微項目式課堂實踐

通過尋找生活中的平行元素，如平行的墻體蘊含的美學原則、中外古代建筑的平行文化、攝影視角的平行構圖等，發掘平行背后所蘊含的美學文化與社會文化，拓寬項目式學習中學科知識的深度和廣度。

三、學習意義

（一）學習的持續性

“持續性探究”是項目式學習的核心要素之一。學習支架的搭建、評估與反饋的介入，可以有效地提高學生的學習參與度，也可以更持續地對新知進行學習。一是本節課借助建筑模型創設真實情境，提高了學生的課堂參與度；學習支架中的創作作品支架，將知識加工并物化為工具，最后實現建筑中的“平行”；平行尺的制作彌補了傳統課堂中學與練的單調，提升了學生探究的興趣。二是學生通過評估量表進行自評和反思，可以及時將自身的學習狀態調整到更佳；若學生對項目式學習尚未形成良好習慣，反饋與評估就可以起到督促和提示的作用，讓學生積極主動地基于問題驅動開展項目式學習的探究。

（二）學習的文化價值

建筑中的元素與所處的社會和文化背景息息相關，通過對建筑中平行美學的探究，學生還能了解到平行中所蘊含的文化價值。同時，課堂上通過良好的師生與生生之間的交流互動，孕育合作學習所產生的課堂文化，可以提高學生的歸屬感和價值感，從而培養其團隊合作能力和溝通能力。

（三）學習的能力發展

數學教學活動必須建立在學生的認知發展水平和已有的知識經驗基礎之上。本項目式學習是建立在學生已有知識基礎上的進一步學習，重點是對知識的應用與創新，最終實現學生對知識的再構建。數學問題的提出和解決正是指向學生核心素養的關鍵環節，在探索和實踐中讓學生的自主學習能力和高階思維能力得到提升。

【參考文獻】

[1]戴儉，宛素春. 平行與交叉——建筑形式構成方法探析[J]. 新建筑，2002（2）.

[2]焦大偉，黃蘇燕. 在技工院校數學教學中有效融入建筑專業元素的探究——以“直線與平面所成的角”教學為例[J]. 職業，2019（11）.