基于“跨界思维”的小学数学项目化学习的实践研究

课题研究计划

一、研究背景

人类文明经历了爆发式发展，对的问题何其复杂，解决问题很难单独依靠一个具体的专业知识和思维能力达成目的，很多专业领域的发展也都遇到了既定思路下的一些瓶颈。所以回归知识的本质，探讨跨领域融合，借鉴完全不同领域的研究成果和思路来解决问题的跨界思维开始逐步的流行。

基础教育阶段的数学，具有基础性、普及性和发展性，理应成为学生跨界思维能力培养的最前沿学科。数学教育作为教育的组成部分，在发展和完善人的教育活动中起着重要的作用。它使学生掌握未来发展所必须的基本数学知识和技能、基本数学思想方法和积累数学活动经验，使学生清晰的用数学语言表达问题和有条理的进行数学思考，能使学生具有实事求是的态度和运用数学的观念、方式方法去认识问题，理解问题和解决问题。数学学科的特点是形式抽象、逻辑严密和概括高度，而数学问题知识又都是从未知到已知和从已知求未知，这都非常有利于培养学生思维的逻辑性、准确性和创造性。由于它本身所具有的高度的抽象性，逻辑的严密性，应用的广泛性等特点，确定了它在培养学生跨界思维中的特殊地位。数学教育培养学生的跨界思维是其他学科无法代替的。

而高质量的项目化学习，被认为是素养时代最为重要的一种学习方式，它指向学习的本质。驱动性问题的设计、对大概念的追求、持续探究的过程性、指向核心知识等重要特征，使项目化学习具有很强的包容性。它既是一种学习方式，又是一种课程的结构方式，指向知识观的变革与人的心智的自由迁移，是培植儿童跨界思维的有效途径。

因此，基于“跨界思维”的小学数学学科项目化学习教育研究迫在眉睫，势在必行。

二、理论分析

（一）概念界定

跨界思维：就是大世界大眼光，用多角度，多视野的看待问题和提出解决方案的一种思维方式。 释义为交叉、跨越。它不仅代表着一种时尚的生活态度，更代表着一种新锐的世界大眼光，思维特质。跨界的主要目的是为了“借智”。跨界思维，需要跨界者具有丰富的阅历，敏锐的眼光，通达的知识结构，融会贯通的观念，举一反三的能力，以及多种的丰富经历。

项目化学习全称为基于项目的学习（Project based learning，简称为 PBL），是一种新的学习形态，作为培养核心素养的一种重要手段得到重视。

对于项目化学习的内涵，很多专家、学者在其学术著作中给出了自己的定义：

巴克教育研究所这样阐释项目化学习：项目化学习是学生通过完成与真实生活密切相关的项目进行学习，是一种充分选择和利用最优化的学习资源，在实践体验、内化吸收、探索创新中获得较为完整而具体的知识，形成专门的技能并获得发展的实践活动。

汤姆?马卡姆在他的《PBL 项目学习【项目设计及辅导指南】》一书中提出：PBL 可定义成一个使用各类探究性和挑战性问题来刺激学生掌握和改善各类技能的扩展学习过程 。

斯坦福大学的研究团队认为：顾名思义，项目化学习是一种通过项目、任务或课题来帮助学习者学习的方式。这些项目是包含着富有挑战性的问题或议题的任务，需要学习者进行设计、问题解决、决策或参与探究活动；教师给予学习者较长时间的自主学习机会；最终学习者将创作出实际成果或是进行报告展示。

上述定义虽长短不一，表述方式不同，但是所表达的含义基本一致，大致包括几个内容：项目（问题）导入，自主学习，充分利用资源，淡化学科壁垒，拉长学习周期。因此，结合上述专家论述 , 尝试给出一个相对简洁的定义：项目化学习就是以问题解决为目的，以自主建构式学习为方式，实现超越学科、分工合作、展示交流的周期性学习活动。

基于“跨界思维”的小学数学项目化学习

关注小学1-6年级所有不同年段学生的学习特点，不同知识的构建特点，以数学学科为切入口，以数学学科的关键概念或能力为载体，以主题项目的学习推进课程实践，从不同层面为学生量身定做各种跨学科、跨年段的数学尝试。打破数学学科学习内容间以及数学与其它学科之间的壁垒，为学生的数学学习创造一个生态的项目化学习外环境，在开放的学习环境和统整的项目学习中，进行学科与学科、学科与生活、学科与人际的联系与拓展，用项目成果呈现出对知识的创造性运用和深度理解，让思想深度凸显，发展跨界思维，提升学生面向未来的综合素养。

（二）理论依据

建构主义学习理论

建构主义认为， 知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人 (包括教师和学习伙伴) 的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定的情境即社会文化背景下 , 借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程 , 因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。

杜威的实用主义教育理论

杜威的实用主义理论强调教育中的儿童、经验与活动三大因素。学习发生在具体的活动当中，儿童是学习的核心，通过活动来对儿童的经验进行加工，儿童主动建构自己的新知识，这些内容在项目化学习中都得到了体现。

布鲁纳的发现学习理论

针对传统教学的“仓库理论”，美国著名教育家布鲁纳提出了发现学习理论。他认为 ， 学生的认识过程与人类的认识过程有共同之处 ，教学过程就是教师引导学生发现的过程 ， “学习就是依靠发现”。他要求学生在教学过程中， 利用教师或教材提供的材料，像数学家那样思考数学，像历史学家那样思考历史，亲自去发现问题的结论、规律 ，成为一个“发现者”。他认为 ，对于学生的学习过程而言 ，发现不限于寻求人类尚未知晓的事物，确切地说，它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切方法。

多元智能理论。加德纳的多元智能理论强调学生的个体差异性，并推崇发挥学生突出的智能。在项目化学习中，学生有空间发挥自己的专长，通过利用自己的优势来完成各自承担的任务，因此个性得到极大的发挥。

终身学习理论

该理论认为，人的一生都在进行持续不断的学习。在项目化学习中，学生在解决实际问题中形成学习能力，将有益于学生的终身学习。

国外研究动态

自20世纪80年代以来，国际学界对项目化学习的理论内涵、基本要素、主要特征、实施原则等理论问题进行了诸多讨论并达成了若干共识（详见Thomas于2000年发表的综述论文），对“基于项目的学习”（Project一based Learning)与“基于问题的学习”(Problem一based Learning）的联系与区别也进行了诸多辨析；近年来，国外研究对项目化学习的学科应用、教学成效等实践性问题进行了系列实证研究。就数学学科而言，专门考察项目化学习在该学科的应用及其影响的实证研究其实并不多。国际上通常基于“6A”参考框架对项目化学习进行设计，并基于“黄金标准”对项目化学习的实施进行监控和评价；新近项目化学习实验研究逐渐着眼于跨学科下的PBL、STEM下的项目化学习及基于技术的项目化学习等新兴模式。这类新兴模式通常对学生的综合素养发展有所成效；数学项目化学习对课堂教学及教师自身均提出了不同程度的挑战。

国内研究动态

我国项目化学习研究的热点领域主要集中在模式构建、实例研究、教学系统设计、问题解决与策略、评价体系等五个方面。尤其中小学教师着重研究项目化学习在中小学课程中的应用，目前，在一些中小学课程中，把科学、技术结合在学科课本知识的自主探究学习中，这样不仅能够培养学生新的学习方式，同时也能够培养学生在现实生活中解决问题的能力。现阶段，李小涛等提出ST E A M 教育以项目化学习为核心，重点培养了学习者基于项目的学习能力，通过项目化学习来培养学习者的科学、技术、工程、艺术和数学素养(即S T E A M 素养），创客教育则主要以培养创新能力为目标，以此来培养学习者的实践能力与创新创造能力。

我们的思考：

一、前期值得我们探讨的重多案例和探索

伴随着项目化学习的出现，涌现出很多的项目化学习案例和学校探索，但严谨意义上的指向素养奠基、指向跨界思维的项目化学习还是不多的，通过项目来激发学生产生真正的学习仍将有可能被忽视。严格意义上的项目化学习设计是有难度的，对教师来说具有极大挑战性。一个好的项目化学习的设计，需要5至6次的迭代，需要一步步改进，通过反复优化驱动性问题、观察学生表现、调整匹配资源、设计相应的评估，来累积学习的证据。

二、取决于课程标准的因素

新课标中渗透了项目化学习的要素、理念，教材中也留出了一定的空间，从学科素养到学业质量标准水平的描述等新的评价理念，也在一定程度上呼应项目化学习方式。基于“跨界思维”数学学科项目化学习将为更多人关注和探索；如果给予研究以空间和时间的保障，那么基于“跨界思维”的项目化学习必将持续升温。

三、从边缘活动进入主流学科

项目化学习逐步从边缘活动进入主流学科，会有更多的人认识到用高阶学习驱动低阶学习的价值，运用项目化学习的要素对原来的活动进行改造。项目化学习与深度的知识理解之间具有一致性，它将促进数学学科概念和能力的深化。核心知识、关键能力均为项目化学习的核心，教师是否能够提出数学学科或跨学科的本质问题与概念，是衡量项目化学习质量的一个重要标准。教师要对学科知识体系有更深刻的理解、认识和把握，通过高阶的驱动性问题，进行创造、问题解决、系统分析等高阶认知策略，促进学生对概念的深度理解，实现跨越情境的迁移，使学生在新情境中创造出新知识，进而形成素养。

四、寻求与学科课程最佳比例

项目化学习和学科课程之间的比例关系，将得以进一步的探索。在不同学段、不同地区、不同学科的制度环境中，两者最佳比例关系是什么，仍需要长期的研究。项目化学习在数学学科乃至不同学科领域中，对学生学习的效应值是不同的。从课程结构的角度出发，需要给学生更多元的课程体验，在数学与跨学科的统整之间，要有一定的比例调节。到底哪种方式更适合学校，更能促进学生的学习，还需要持续的研究证据累积。

五、与当前现状的矛盾更显性

随着越来越多的项目被付诸课堂实践，项目化学习所需要的课时、资源配置、空间、评价、学校管理，与当前现状的矛盾，将会更显性；不同类型的教师、学生在项目化学习中的体验，也将获得更多的关注。只有在研究实施过程中，我们才能真正感受到教师和学生在项目化学习中的挑战、困难、投入与创造，以及他们会产生怎样的变化。项目化学习并不一定都会带来正向的情感体验，教师和学生也会感受到焦虑、疲乏，如何设置相应的支持架构，也是有待研究的新课题。

 

三、研究目标

1.通过研究不断完善基于“跨界思维”的小学数学项目化学习的目标体系和内容序列。在开放的学习环境和学科融合的项目化学习中，提升学生的跨界思维和面向未来的综合素养。

2.通过研究，探索基于“跨界思维”的小学数学学科中项目化学习的设计和实施体系。在实践中厘清项目化学习的实践模型，形成有价值、值得推广的系列案例，提升基于“跨界思维”的小学数学项目化学习的教育教学策略。

3.在实践研究中，不断探索基于“跨界思维”的小学数学项目化学习的评价框架和评价指标体系。借助内容学习量表与21世纪核心素养量表对所有项目进行表现性评价，通过评价收集数据、收集建议，不断改进项目。

4.对基于“跨界思维”小学数学项目化学习过程的支持力量进行研究。包括学习支架设计、在网络环境下的情境创设、协作探究等教学活动所需的技术支持研究。

5.通过课题研究，构建基于“跨界思维”项目化学习的培训体系，打造一支勇于实践探索，致力于培养学生“跨界思维”的项目化学习设计和实践的教师队伍。

四、研究内容

1.关于“跨界思维”和“项目化学习”的文献研究。

从文献搜索、文献整理、文献综述三个方面尽可能全面地进行文献研究，科学认识“跨界思维”的小学数学项目化的基本理念和价值追求，梳理出已有的研究成果和研究方法等，为数学学科开展项目化学习实践提供多面视角。

2.基于“跨界思维”的小学数学项目化的内涵及特性研究。

明晰“跨界思维”的小学数学项目化的内涵、特征及意义，主要包括高质量的项目化学

习和学生的学习质量间存在积极正向的关系、发展功能和局限性等。

3.基于“跨界思维”的小学数学项目化学习目标和内容的构建研究。

（1）对目标体系的研究：关注项目体系的逻辑完整性，明确构建方向，从整体架构的层面规划，形成具有“线”性目标观念的目标体系。

（2）对内容体系的研究：以数学学科为切入点，开发系列性的、激发学生探究的话题和研究项目，寻找项目化学习中培植跨界思维的生长点和融合点。

4.基于“跨界思维”的小学数学项目化设计与组织实施的策略研究。

在大量实践的基础上，形成具有普遍意义的基于“跨界思维”的小学数学项目化学习设计与组织实施的策略研究，并积累适切本校学生学习的案例，丰富小学数学项目化学习建构的优质资源与成功经验。

5.学生视角中基于“跨界思维”的小学数学项目化研究。

（1）对学生以“项目化学习”为载体下的跨界思维发展水平现状的跟踪调查研究。

（2）基于“跨界思维”的小学数学项目化对不同类型的学生的促进成效研究。

（3）小学数学不同领域的项目化学习中对学生跨界思维培植的影响因素研究。

（4）对比传统课堂和项目化学习，对学生跨界思维发展变化的研究。

6.基于“跨界思维”的小学数学项目化学习评价框架和评价指标体系的研究。

本研究将着眼在如何科学观察学生在数学项目化学习中的多样化表现，建设能够体现促进跨界思维、跨情境迁移、创造性解决问题的实践能力理念的项目化学习的过程模式评价系统。

7.   基于“跨界思维”项目化学习的教师培训体系的构建

 

五、研究方法

文献研究法：从既有文献资料中吸取营养，了解国内外项目化学习的研究现状，领会项目化学习的价值，批判地继承他人的研究成果，将成功的实践经验融为己用，不断拓展自己的研究视野，为实践研究引领方向。

行动研究法：本课题研究立足于行动实践，通过制定个各领域个性化的项目化学习计划，通过学生实践情况进行分析，再研究调整重新进行实践。并将经验总结、记录，形成有价值的文字。

案例研究法：结合课题研究目标，引导学生在具体的项目化学习中制定学习计划，进行自主学习，从实际出发，针对个性发展的需要，进行有效指导，并形成有效的项目化学习指导策略。

调查问卷法：通过调查问卷，了解学生在项目化学习中的真实感受以及对这种学习方式、教学方式的期望，从而为研究的进程提供可靠的数据支持。

追因法：对于这个全新的研究项目，我们一定要带着发现问题的眼光去实践研究，发现项目化学习中教师指导策略、学生学习能力中的问题，不断追溯原因，找到解决问题的策略，不断总结提炼，形成新的研究成果。

 

六、研究计划

1.准备阶段：

梳理相关理论，通过调查做好现状分析，构建课题的总体规划和实施方案；成立研究组织，构建研究网络，并对全体教师进行初步的动员和培训。

2.实施阶段：

（1）实践研究阶段：

在总结学校已积累的“项目化学习”经验基础上与提升小学生跨界思维的紧密融合，探寻项目设计和实施策略。

探究驱动问题的设计、跟踪项目化学习的历程、全程评估保证项目化学习的质量和素养目标的达成。通过案例结果分析，及时进行经验总结，提炼实施策略。

（2）生成理论阶段：

总结课题研究成果，观察学生的思维发展水平，运用经验总结的形式确立基于跨界思维的小学数学项目化学习内涵、意义和特征，总结实施原则，探究培养小学生跨界思维的项目化学习策略，形成理论性指导成果。

（3）实验验证阶段：

一方面将前阶段的研究成果和实践经验在全校推广。另一方面，总课题组根据实验中出现的新问题，根据教育教学改革发展的新形势，对课题进行深化研究和推广实验。

3.   总结阶段

认真做好课题的成果总结提炼，收集、整理、汇总课题研究的过程材料和研究成果。采用调查研究法，测评出教师和学生在课题实施前后的变化。梳理各子课题的研究报告，进行理论提升，撰写结题研究报告，做好课题结题的评估、验收工作。