小学数学与创客技术融合校本课程开发与实施研究《成果公报》-社区文化网

小学数学与创客技术融合校本课程开发与实施研究《成果公报》

一、解决的主要问题

由于数理概念、规律等比较抽象，如何简单直观地向学生展示推导过程，是数学学科的一大教学难点。随着科技的进步，教学多媒体广泛地应用到课堂，本研究主要想在数学教学中，利用创客技术，解决以下主要问题：

1.解决数学知识过于抽象化问题。

2.解决如何将数学与创客技术融合问题。

3.解决学生学习主动性不高问题。

4.解决学生对所学知识不能灵活迁移运用的问题。

二、解决问题的过程和方法

（一）研究过程

第一阶段：提出课题。邀请专家召开了开题会议，开展理论学习；组织研讨活动，进行课题方案的设计和论证，并上报方案。

第二阶段：开展实践研究。

1.进一步学习有关理论，开展针对数学骨干教师的创客技术培训，邀请企业技术团队进校，对教师进行创客理念下学科教学课例展示，培养教师创客教育理念。收集整理有关资料，进行归纳整理，建立资料库，以备查用。

2.通过学科教研，分析课程目标，提出数学学科单一教学中遇到的问题，提出解决问题的初步设想，创客教师参与研讨，利用创客技术给与解决方案。课题组成员通过对二三四五年级数学知识的梳理，结合对创客技术的理解将课题划分为三个方向的子课题，并针对这些子课题明确了研究的时间节点、责任分工、成果形式等内容。

3.子课题的负责人利用每周五综合实践时间进行课程实施，其他子课题人员做课程观察记录，每节课后，所有课题组成员对该课进行评课议课，开展课后反思，不断完善课程内容。经过多轮评课议课，确定最终课程教授模式，进入下一课。通过对各班级创客技术的问卷调查发现，3D打印技术学生掌握较少，全员操作影响课堂效率，调整为个别同学演示的模式，提高了课堂效率。编程技术学生掌握的比较好，确定为全员参与。项目制作对学生掌握的创客技术要求最高，改为五年级作为主要研究对象，通过调整，进一步优化了课题的实施方案。每个子课题通过阶段交流、归纳总结，不断积累数学与创客相融合的方法，最终总结出一种小学数学与创客技术融合的全新教学模式。

4.在整体实施运作中，制定和完善课题研究考核评估制度，注重课题研究的过程管理与评价。

第三阶段：利用经验总结法形成本研究的研究成果。对研究过程中形成数据资料进行总结，针对不同的教学内容与形式，探索系统小学数学与创科技术融合校本课程，形成课题研究成果，并进一步推广。

（二）研究方法

本研究综合运用了多种研究方法。为了确保研究的全面性和准确性，我们主要以行动研究法为主，同时结合文献研究法、测试法、课堂观察法以及经验总结等多种方法，从而更为全面、深入地探讨小学数学与创客技术融合校本课程教学实践。这些方法相互补充，共同为我们提供更为丰富、可靠的实证资料，以利用创客技术促进学生课堂教学和学习模式的改变。

三、成果的主要内容

（一）开发出小学数学与创客技术融合校本课程

探索并实践数学与创客技术融合的校本课程，形成“制定课程目标-设计课程内容-落实课程实施-形成课程纲要-建构课程评价”的校本课程实施策略。

1.基于能力要求，制定课程目标

根据创客技术和小学数学课程标准，要求学生要有跨学科学习能力、关注学生数学学科思维培养以及学生面向现实世界中的问题解决的能力。在设定校本课程目标时根据这三个目标结合具体的课程内容设计出具体的每个主题的学习目标。

2.基于课程目标，选定课程内容

通过对数学课程标准中教学内容板块和创客技术融合的可行性分析，将课题划分为三个方向：基于编程技术的小学数学数与代数知识点学习的教学研究，基于3D打印技术的小学数学图形与几何知识点学习的教学研究，基于项目式进行的小学数学中综合与实践知识的教学研究。进一步确定课程目录如下：

3.基于目标内容，形成课程纲要：

4.探索教学模式，保障课程的有效实施

结合不同年龄阶段小学生的特点，为了激发学生学习兴趣，引发学生产生共鸣，将课程实施效果达到最大化，通过团队合作构建了课程方案，在教学中边实践边优化，该教学模式主要经过“创设情境，提出问题——启发思考，分析问题——自主探究，协作讨论——汇报交流，精讲点拨——反思评价，总结提高——习题练习，促进迁移”的过程。

5.融合多种评价方式，激发课程活力

（1）以表现性评价作为支架，即是学习过程中的支架，对学习效果的即时评价，以评促学。

（2）选用多种方式相结合的结果性评价。通过纸笔测验，了解学生对知识的掌握情况，对优秀的创意编程和3D打印作品或项目成果全班进行鉴赏学习；对学生进行访谈和问卷调查；采用学生自评、小组互评、教师评价的多维评价。

（3）借助学期成长档案，汇集了学生在整个课程的努力与成果，紧随孩子们的成长，记录着点点滴滴，是评价学生的最好资料，也是学生的学习成长史。

（二）探索出小学数学与创客技术融合课程教学模式

通过团队合作构建了课程方案，在教学中边实践边优化，形成小学数学与创客技术融合课程教学模式，保障课程的有效实施。在学习的过程中，教师通过引导学生从问题情境的角度出发进行探究性的活动，包括假设、猜测、尝试错误和改进的体验，以期深化学生对数学知识的理解。进而，在学习、实践和应用数学的过程中，培养学生形成正确的数学概念，并提供充分的习题练习，以促进数学知识迁移，实现知识有意义的构建。

（三）实践出创客技术融入小学数学可改善小学数学教学

经过对教师学生访谈问卷调查以及试卷分析，发现通过开展小学数学图形与几何领域和3D打印融合的教学研究，小学数学数与代数领域和编程融合的教学研究，小学数学综合与实践领域和创客项目制作融合的教学研究，能解决数学知识过于抽象化问题，学生学习主动性不高运算能力差问题，对所学知识不能灵活迁移运用的问题。

四、实践效果及反思

（一）实践效果

本研究在经过一段时间的摸索与尝试过后，融合了创客技术的小学数学课程有效地提升了学生对数学知识的深度学习。融合课程建立了数学学习与生活的关联，促进了抽象知识的多元表征，提供了开展“真”探究的机会，整合了技术知识与数学知识，提升了学生的成就感，促进了学生对数学知识的实际应用能力。通过不断优化和完善教学策略，我们期望能够为学生创造更加优质的学习环境，培养他们的深度学习能力和综合素养，为他们的未来发展奠定坚实的基础。

（二）实践反思

在探索跨学科融合的过程中仍存在一些挑战：

1.课程内容的设计它受制于课程内容。3D打印与学科知识学习的融合，对项目设计者而言是一大挑战。研究团队和学科教师前期需花费大量时间思考3D打印如何与选定的数学单元知识融合；并且在项目设计的过程中，还需要不断权衡如何与课程标准、当下所要考核的学科内容相对应，如何选择不同学科的内容。

2.对学生的信息技术素养提出高要求。尽管本项目前期开展了3D技能训练，部分学生在操作3D建模软件时仍然存在困难，尤其是旋转、拉动、复制、二维到三维的转换等操作。已有研究发现，由于受3D技能水平的限制，学生的创新想法难以实现。

3.本研究为跨学科融合实践提供了一定的现实经验，跨学科融合是未来教育发展的趋势之一，但是在已有教育体制中推行跨学科教育存在一定阻碍，在实践过程中可以放慢步伐，尝试从3D打印与单学科教学融合开始，逐步走向与多学科的教学融合。

本文系烟台市教育科学“十四五”规划2021年度信息化教学专项课题“小学数学与创客技术融合校本课程开发与实施研究”（课题批准号：YJGHXXH145020）的阶段性研究成果。（课题主持人：王波尹永乐）（烟台经济技术开发区第四小学：崔丹丹）