基于核心素养的小学数学PBL设计与实施

何静 李明哲

[摘  要] 研究者以“怎样有效节约用水”的现实情境为背景，采用跨学科项目化学习形式开展教学，引导学生开展实验操作、调查研究等活动，了解水资源现状与浪费现象，设计并推广节水方案。教学立足真实情境，以生为本，培养学生数学学习的兴趣，提升学生核心素养。

[关键词] 节约用水;项目化学习;核心素养

《义务教育数学课程标准（2022年版）》指出：“综合与实践是小学数学学习的重要领域。学生将在实际情境和真实问题中，运用数学和其他学科的知识与方法，经历发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程，感悟数学知识之间、数学与其他学科知识之间、数学与科学技术和社会生活之间的联系，积累活动经验，感悟思想方法，形成和发展模型意识、创新意识，提高解决实际问题的能力，形成和发展核心素养。”

教育旨在培养具备“5C核心素养”的人。“21世纪核心素养5C模型”包括文化理解与传承、审辩思维、创新、沟通、合作等五个方面。无论是基于学科核心素养以发展学生数学核心能力的需求，还是基于“5C核心素养”以指向未来素养导向的育人需求，都是站在学生立场提升其核心素养。

因此，笔者基于PBL七大核心项目设计要素和七大项目式教学实践的准则，将“水是生命之源”设计成主题为“让每一滴水都发挥价值”项目化学习。

一、项目构架

1. 双线学习目标

本项目从学科核心素养和5C能力共通素养双线并进制定学习目标（如表1）。

2. 驱动性问题

教师将本质问题“如何节约用水”与学生的真实生活联结，创设问题情境，提出驱动性问题：如何推广有效的节水方法或设计的节水用具，争当“节水小先锋”？

二、项目设计和实施

1. 第一阶段：入项探索，提出问题

第一阶段项目框架，如表1。“节约用水”是一个现实的话题，但是学生没有经历过旱灾，很难感受水资源的匮乏。因此，在项目开始时教师让学生经历从“文字”认知到“画图”感悟再到“模型”刻画的过程，直观地了解全球水资源现状以及水资源匮乏的信号，进而深刻理解节水概念，自然生成驱动性问题。

聚焦核心问题1：全球水资源现状如何？

教师提供学习支架，让学生阅读关于水资源现状的信息。学生根据阅读了解到的信息，用图文的形式做好记录，并分享自己的想法。

教师让学生从全球、全国、全市等多方面进行了解，通过对百分数意义的理解，让学生明确水资源分布的情况。

聚焦核心问题2：如何制作一个“水资源分布”模型？

仅仅通过文字阅读和绘图了解水资源分布的情况，学生很难产生强烈的节水意愿。教师通过制作“水资源分布”模型，进一步让学生感受理解水资源分布的情况。

（1）讨论实验操作评价标准

教师引导学生分组讨论实验操作的评价标准，并形成共识。

（2）设计实验步骤

依据学习支架“实验操作评价标准”，学生根据水资源分布的扇形统计图和实验材料提示设计实验步骤。

（3）制作“水资源分布”模型

从实验评价标准的制定，到实验步骤的方案设计，学生经历思维的碰撞，建立“以终为始”的思考模式，从而真正成为学习的主人。通过这次实验操作，学生在直观的视觉冲击中得出“人类赖以生存的水资源匮乏”的结论，“节约用水刻不容缓”从学生心中呼之而出。

2. 第二阶段：调查研究，收集信息

第二阶段项目框架，如表2。基于学生已经掌握的统计知识，教师引导学生通过统计、调查访问、整理资料以及交流探讨等活动，了解家庭、周边的用水情况及浪费水资源现象，从人们用水习惯中寻找节水的小妙招。

学生从“设计问题—采集信息—数据分析—逻辑推理”过程中将数学知识与技能综合应用于现实生活，这便是数学学习的价值所在。

聚焦核心问题1：如何统计家庭日常生活用水量？

（1）制定“生活用水量统计活动”评价标准

为了确保测量统计的结果可靠，教师组织学生讨论统计过程中的注意事项。

学生聚焦思考，辨析讨论得出需要注意的事项：①按平时习惯的用水方式来记录自己的用水量;②把家里每个人的用水量都算进来;③在开展统计前想好自己要统计的事项。

教师让学生提前准备一些器具来帮助自己进行换算、统计，比如标有刻度的矿泉水瓶、水桶以及秒表等。

（2）合作设计统计记录表

小组讨论：“全家一天生活用水量”该记录哪些内容？

（3）思辨：一天的用水量都统计全了吗？

经过这样的数据比较、分析反思后，学生自主进行完善和补充。有了这个经历，学生明白了“用数据说话”的前提——必须有真实可靠的数据。

聚焦核心问题2：如何设计一份有效的调查问卷或访谈？

学生聚焦思考：

①周边的邻居、亲朋的用水情况如何？

②存在哪些浪费现象？

③怎么设计一份调查问卷或访谈日志？

尽管学生设计的问卷和访谈水平各不相同，但是都需要学生基于自己的调查目的去开展活动。学生在清晰自己的调查目的后设计问题、收集信息、分析数据，利用样本分析推断总体的情况，得出“家家户户节水空间很大”的结论。通过“设计问卷—收集信息—分析数据—逻辑推理”，能让学生亲历数学知识与技能综合应用的过程。

3. 第三阶段：研讨分析，设计方案

第三阶段项目框架，如表3。

聚焦核心问题：怎样的节水方式才算得上小妙招？

（1）探讨“节水妙招”挑战标准

怎样才能知道自己的节水方法比较好、节水挑战成功？学生基于前期用水调查经验和测量经验，经过小组讨论、全班交流后，认为需要设置一定的标准。比如，要在用水方式相同、用水效果相同的前提下，计算节水前后的用水量;比原来用水节约20%的用水量时，即节水率=（节水前用水量-节水后用水量）÷节水前用水量≥20%，便认为这个节水方法比较好，表示挑战成功。

（2）课外实践成果分享

在跨时较长的项目化学习过程中，教师需要考虑学生是否始终聚焦在项目目标上，是否保持对项目的专注度和参与的积极性。教师还需要引导学生在班级分享会的前、中、后期做好相关的思考准备，进行一场“头脑风暴”。

（3）挑战：“21天节水行动”

根据“分享会思考指南”的要求，学生提出两个有意思的问题。

思辨1：我们需要合作吗？

思辨2：节水行动仅限于本次项目化学习吗？

在项目动态生成的过程中，教师始终要站在学生的立场，尊重并信任学生，将问题抛给学生进行自由探讨，给予学生试错的机会和反思的契机。学生只有置身其中一边实施一边反思、一边调整一边改进、一边复盘一边迭代，才能有真学习、真收获、真成长。

4. 第四阶段：反思总结，展示成果

第四阶段项目框架，如表4。

项目化学习不能只依靠实践操作，要回到知识本身上来，否则项目化学习就是虚有其表，并不能让知识在学生的实践中得到内化和升华。因此，教师既要评价学生在学习活动中的各项表现，也要评价学生对知识的理解和内化程度。

聚焦核心问题：如何有效推广“节水小妙招”？

（1）教师提供“教你一招”项目成果的样态指导的学习支架

（2）修订成果展示“最好的样子”标准

项目化学习中的成果展示需要指向最初的驱动问题。如果学生的学习成果容易出现偏差，那么教师要反思提供的学习支架——评价导向是否明确，是否存在偏差？既然是学生发现的问题，那么教师可以让学生讨论修订“如何让我们的成果展示最美的样子”。

经过一场“头脑风暴”，学生很快有了修订的想法：①不能只有简单的“节水小妙招”概括，要用上自己研究时的数据证明，这样才能有理有据，更有说服力;②要让人觉得自己的节水妙招很有吸引力，愿意采用。

学生是项目化学习的主体，教师邀请他们一起参与评价指标的修订补充，让他们在发现问题后认真分析问题，寻找对策解决问题，以优化项目化学习，使其成为优秀思考者和学习者。

（3）推广验证“节水小妙招”

节水活动不因项目化学习的完成而结束，需要在生活中持续开展，因此，学生化身为无数“小水滴”，投入推广“节水小妙招”的行动中。“节水小妙招”的推广行动可以采取多种方式，线上线下灵活搭配，扩大影响力。

无论是哪一种形式的推广，学生要用自己研究过程中的数据证明“小妙招”的可行性、实用性，增强“节水小妙招”推广的说服力。

学生智慧1：根据听众不同，及时调整宣讲方式。

在宣讲推广过程中，学生会根据听众的年龄特征将宣讲方式及时加以调整。比如在走进幼儿园进行宣讲时，学生考虑到幼儿园小朋友会听不懂节水率的概念，便巧妙地用瓶装矿泉水的数量差距来等比例替代表述，让幼儿园小朋友直观地感知节水成果。

学生智慧2：宣讲后，及时反思复盘。

学生要及时收集来自听众的反馈和来自同伴的建议。只有这样，学生才能收到更多受众关于节水方法使用反馈，更好地总结归纳节水小妙招的推荐指数，从而真正去解决如何有效节约用水这个问题。

三、项目反思

本项目化学习以生为本，立足真实情境，激发、培育并发展学生学习数学的兴趣，使各个层次的学生通过实践，将数学与生活紧密相连，树立起“数学源于生活，生活处处需用数学”的观念，懂得要善于以数学的视角去发现并解决生活中的问题，这对培养学生的核心素养大有裨益。

1. 实现“单一学科教学”到“跨学科统整”的跨越，拓展学生的数学学习视域

基于水资源日益匮乏的现实问题，借助一次节约用水的项目化学习之旅，整合了数学的数据分析与处理、科学的模型构建、语文的阅读理解等学科知识与技能，引导学生在真实情境中自主学习并构建学科知识，综合运用所学知识解决问题，提升了学生信息提取与处理、问题分析与解决以及结论阐述与创新等能力。教师始终以学生的学习为核心，对教材进行创造性运用、对资源进行创造性开发，以创新思维统整知识来强化学习有效性，拓宽了学生的数学学习视野，改变了学生原本单一的数学思维方式，从而使学生获取更为丰富的解决问题的途径。

2. 推动从“知识为本”到“能力发展”的转变，凸显培养学生数学核心素养的价值

整个项目自始至终立足于学生的立场，核心问题源于学生，核心任务自然生成，使项目进程得以动态生成，设计层层递进，拓展了学生的学习时空，丰富了跨学科的现场体验，更打破了学科间的壁垒，推动学生形成主动、探究、合作的学习方式。在这一过程中，学生亲身实践、反思、复盘、调整与迭代，积累了丰富的活动经验，体悟到数学的思想与方法，能有效调动自身已有的知识技能、策略方法、思维能力等，综合地解决相关问题。学生在“学中做、悟中做、用中做和创中做”的模式下，真正体验了“以数学的眼光观察现实世界，以数学的思维思考现实世界，以数学的语言表达现实世界”这一核心素养理念。

作者简介：何静（1980—），本科学历，一级教师，从事小学数学教学与研究工作，曾获浙江省数学学科教学案例评比一等奖、温州市“教坛中坚”等荣誉。