在小学数学教学中有效融入建筑元素的微项目实践探究——以北师大版数学四年级上册“平移与平行”一课的教学为例

广东省深圳市福田区荔园外国语小学（狮岭） 利 笑

一、探究背景

在建筑的各种形态背后，是一段时期人类文明凝成的共同文化价值的投射。建筑中渗透着文化价值和审美价值的各种形态，“平行”便是最常见的一种形式。建筑形态中的“平行”在视觉上透露着简洁、大气、整齐、庄严之美。留意生活中的数学不难发现，建筑与数学有许多关联，比如图形几何、比例、百分数、角与平行等，将数学知识应用于实际生活中，学生不仅能发现数学，更能感受和创造数学。

目前，在传统的数学课堂中，学科内容划分单一，且情境引入的都是一些常见的生活现象，教师很少从现象背后提炼出核心问题，更不用说引导学生在解决核心问题的过程中运用新知进行深入探究了。同时，课堂的练习方式过于强调纸笔练习，欠缺动手实践和生活中的实际应用。因此，笔者尝试将建筑元素融入课堂教学中，以建筑为切入口，搭建数学与生活之间的桥梁，通过一系列的探究、交流、实践、合作等活动，让学生在学中做，在做中学，在项目式学习中发现数学与建筑之间的关联，凸显数学学习的价值与意义，培养学生的数学核心素养与自主探究能力。

对于“平行”的认知，虽然学生之前接触过线段、射线和直线，但都是与图形特征的直观认识结合在一起的。本次学习是比较系统地学习线的知识中的一种位置关系，而系统地学习线的知识可以为后续学习平面图形、立体图形、图形的运动和测量积累数学活动经验，奠定相关的知识基础。笔者为本节课精心设计了具有“平行”元素的建筑模型作为情境引入，帮助学生从宏观角度去看待建筑中的数学现象，感受数学知识的魅力，进一步发展空间观念。

二、实践探究

建筑实践本身就是一个数学课堂。在课堂中，学生始终带着问题进行创新学习和体验。在有效互动与合作学习中，学生用个性化的方式去探索、分析、创新，最后寻找最佳途径去解决建筑中的问题。在“平移与平行”这课中，笔者以微项目式学习的方式，用驱动性问题引领学生的学、思、做，让学生在解决驱动性问题的过程中提高实践能力，增强创新意识，在小组合作学习中培养合作意识，锻炼交流能力。

（一）感知建筑的“平行”，开启微项目式课堂实践

笔者拼搭建筑模型，以中国古建筑恭王府为原型，让学生感受建筑中的“平行”具有简洁、大气、美观等特点，感受建筑中蕴含的美的艺术。在对建筑模型有了初次直观感受后，一部分学生能说出建筑中的“平行”这一特点，但由于学生脑海中对平行的概念尚未形成，因此需要有新知的介入才能进行新知的学习应用和动手实践。以下是“平移与平行”这节课的教学流程：

（1）创设情境，提出猜想。（3 分钟）

（2）探索新知，形成概念。（6 分钟）

（3）运用概念，验证猜想。（3 分钟）

（4）合作交流，解决问题。（18 分钟）

（4）反馈汇报，拓展创新。（10 分钟）

（二）设计驱动性问题，引领微项目式课堂实践

项目式学习离不开驱动性问题的设计，微项目式学习课堂也同样需要用驱动性问题来引领学生探究。本节课的驱动性问题为：我们要如何制作一个工具，用来帮助我们将想象中的平行，变成建筑中现实的平行，并以此贯穿整节课的学习？驱动性问题有助于子问题和教学环节的设计，充分激发了学生在项目式学习的过程中探索新知和解决问题的积极性。

在驱动性问题的引领下，笔者将其拆分为几个子问题，帮助学生更好地解决核心问题。学生对“平行”这一概念的知识储备是解决核心问题的前提和关键，因此，第一个子问题为：什么是平行？实践可以检验知识的掌握程度。第二个子问题是：如何画两条互相平行的线？可以让学生在草稿纸上画平行线，进行初步的实践与创作，这也为下一个子问题做了铺垫。第三个子问题是：如何制作一个能验证平行的工具？这是一个更高难度的挑战。笔者将学生分组，使其通过小组合作的方式来完成平行工具的制作。在实际教学中，每个小组制作出的工具形状各异。

（三）搭建学习支架，助力微项目式课堂实践

在教学中搭建学习支架，是提高学生学习有效性的一种重要途径。为学生提供适当的学习支架，如情境支架、创作作品支架、学习评估支架等，有助于学生聚焦问题内容和解决步骤这二者之间的关系，进一步提高其自主学习能力。

1.创作作品支架

学生在创作作品时存在目标不够清晰和明确的问题，对此教师可以在课堂中提供一份学习单（如图1），以此为学生找到挑战和支持的最佳点。在进一步明确当下学习阶段的内容和步骤后，学生可以通过自主学习的方式，将设计的工具用图画直观地呈现出来。学生在创作作品时可以进行多样化设计，对工具的可行性阐述也有助于培养学生的高阶思维与批判性思维，为作品的动手制作留出一定的思考空间。

图1

2.学习评估支架

学习评估支架能激发学生的探究学习兴趣，让学生朝着学习评价表中的评价标准有方向地调整学习状态，更好地检验自己各阶段的学习成效。另外，为学生搭建评估支架也能更好地促进教师根据学生的评估反馈，对教学过程进行更深入的反思和改进。在项目式学习中，教师不仅需要注重结果和作品本身，更需要注重探究和学习的过程，学生得到了一定的评价和反馈才能获得持续探究学习的动力。表1 为本次项目式学习评估的量表。

表1 “平移与平行”一课学习评估量表

（四）动手创作工具，实现微项目式课堂实践

作品的创作在项目式学习中是一个具有里程碑意义的节点。学生运用平行的知识探究最后一个子问题，为实现建筑中的平行创作了一个衡量的工具——平行尺。笔者给学生提供若干块长条形的木棒（中间有平整的凹槽，上端有个凸起小块正好与另一根木棒首尾衔接）、若干直角三角板（刚好可以塞进木棒的凹槽中移动）。（如图2）

图2

1.小组实践

学生与组员一起合作，动手将草图中设计的工具拼接起来，通过合作交流的方式进一步优化方案，选择更好的工具进行拼搭。

2.作品展示

小组上台分享工具使用方法，用所学知识讲解拼搭后的工具能判断平行的原理。

3.作品汇总

教师将学生呈现的作品一一罗列在黑板上，并补充呈现一些学生没有想到的创意作品，给学生提供更加多样化的思路。

从草图绘制到动手制作，学生是用建筑师的思维在思考，用数学知识在创作各种各样的平行尺，这样可以培养学生的创造力和空间想象力。学生在建筑中发掘数学知识的意义和价值，在数学知识的运用中体会数学与生活的紧密联系。数学与建筑融合的项目式学习培养了学生的创新意识与应用意识。

（五）发掘平行之美，拓宽微项目式课堂实践

通过寻找生活中的平行元素，如平行的墙体蕴含的美学原则、中外古代建筑的平行文化、摄影视角的平行构图等，发掘平行背后所蕴含的美学文化与社会文化，拓宽项目式学习中学科知识的深度和广度。

三、学习意义

（一）学习的持续性

“持续性探究”是项目式学习的核心要素之一。学习支架的搭建、评估与反馈的介入，可以有效地提高学生的学习参与度，也可以更持续地对新知进行学习。一是本节课借助建筑模型创设真实情境，提高了学生的课堂参与度；学习支架中的创作作品支架，将知识加工并物化为工具，最后实现建筑中的“平行”；平行尺的制作弥补了传统课堂中学与练的单调，提升了学生探究的兴趣。二是学生通过评估量表进行自评和反思，可以及时将自身的学习状态调整到更佳；若学生对项目式学习尚未形成良好习惯，反馈与评估就可以起到督促和提示的作用，让学生积极主动地基于问题驱动开展项目式学习的探究。

（二）学习的文化价值

建筑中的元素与所处的社会和文化背景息息相关，通过对建筑中平行美学的探究，学生还能了解到平行中所蕴含的文化价值。同时，课堂上通过良好的师生与生生之间的交流互动，孕育合作学习所产生的课堂文化，可以提高学生的归属感和价值感，从而培养其团队合作能力和沟通能力。

（三）学习的能力发展

数学教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。本项目式学习是建立在学生已有知识基础上的进一步学习，重点是对知识的应用与创新，最终实现学生对知识的再构建。数学问题的提出和解决正是指向学生核心素养的关键环节，在探索和实践中让学生的自主学习能力和高阶思维能力得到提升。