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创新素养导向下小学数学折纸课程设计与实践探究

杨盛
  
百家媒体号
2025年25期
厦门第二实验小学 361000

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摘要:本论文紧密贴合我国教育改革趋势,将培育学生创新素养作为核心任务,深入钻研小学数学折纸课程的设计思路。通过系统阐释 “课程设计”“创新素养” 等关键概念,并将其与“数学折纸”教学实践深度融合,精心构建出一套契合小学生认知水平的折纸课程体系。经过教学实践的探索,总结出了切实可行的课程设计模式与实施原则,旨在为小学数学创新课程的建设提供理论与实践方面的借鉴,助力培养符合时代需求的创新型人才。

关键词:创新素养;小学数学;折纸课程;课程设计;教学实践

一、研究背景剖析

1.创新素养的多元内涵解读

创新素养作为个体综合素质的关键构成,是创新意识、创新思维、创新知识、创新能力与创新人格的有机统一体。拥有创新素养的个体,往往具备强烈的好奇心与质疑精神,积极主动地探索未知领域;凭借敏锐的创新思维,能够从多个角度分析问题;依靠扎实且广泛的知识储备,包括基础知识、专业知识以及跨学科知识,将创新想法转化为实际成果;面对困难与挑战时,展现出独立自信、坚韧不拔的人格特质,并善于与团队协作,共同推动创新活动的开展。这种素养是新时代人才必备的核心能力,对社会发展与科技进步具有重要意义。

2.创新素养与折纸教学的内在联系阐释

在小学数学教育中,折纸教学与创新素养培育存在着天然的契合之处。纸张作为折纸教学的基础材料,具有获取方便、操作简易的特点,并且小学生在日常生活中已经积累了一定的折纸经验。在折纸学习过程中,学生通过观察、思考与动手操作,不仅能够锻炼手部小肌肉群,提高眼、脑、手的协调能力,还能养成认真观察的习惯,增强做事的条理性与有序性。当折纸应用于数学教学时,其价值更加显著。学生通过观察折痕所形成的点、线、面关系,在实践操作中激发创新意识,主动探寻不同的折叠方法,培养空间想象、逻辑推理等创新思维;提升观察与动手实践能力,促进创新能力的发展;同时,在克服折纸困难与团队合作过程中,塑造独立自信、坚韧不拔的创新人格。

二、“纸间折学”课程设计模式构建

1.课程设计的整体框架

本课程以传统折纸艺术为基础,充分考虑小学生的认知特点与学习需求,采用项目学习的形式,秉持2022版新课标所提倡的学科实践的育人方式,通过“做中学·用中学·创中学”的策略来激发学生学习兴趣、结合课内图形与几何领域的相关知识,构建起一个符合学生年龄特点的数学折纸课程。课程围绕3-4年级不同的数学知识点,灵活安排教学内容,注重因材施教,旨在通过折纸活动引导学生深入理解数学知识,培养创新素养。

2.课程设计的的模式构建

(1)教学目标的设定:创新素养是创新人才培养的核心要素,本课程将培养学生的创新素养作为首要目标。在教学实践中,以素养为导向、协同四基四能的发展,共同促进学生创新素养的提升。例如,在四基四能方面,学生不仅要掌握数学折纸的基本方法与相关的数学知识,在实践和操作过程中,培养学生看懂示意图,能从平面图中想象出立体图案,能在实践过程中感悟数学知识的内在逻辑及原理。在素养培育的影响下,激发学习兴趣,探究意识和解决问题的能力,树立创新意识,通过各种画、折、剪等自主探究活动、合作交流等学习方式,培养学生的几何直观、空间观念和创新意识。同时,形成良好的学习态度与合作精神。

(2)教学内容的设计:基于既定教学目标以及折纸活动的独特属性,开发一套以实践操作为核心、聚焦于真实情境中问题解决能力提升的学习内容体系。该课程体系规划为三个主要模块,精心设计了共计18个项目单元,全面覆盖小学阶段的核心数学知识点。在折纸实践活动中,学生们通过关联所学数学知识,以点、角、线多维要素为基准进行折叠,并观察其重合状态,从而构建出三角形、正方形、菱形等多种几何图形。这一过程不仅加深了学生对数学概念的理解,还有效促进了其空间感知能力的发展,激发了学生的想象力与创造力,助力其个性特长的展现与成长,同时也全面锻炼了学生的专注力、表达能力和审美鉴赏力。

(3)教学评价的完善:建立 “学生主评,教师辅评” 的评价模式,采用多元的评价主体、多维的评价方式。不仅关注结果评价,更注重过程评价,通过教师评价、学生互评、学生自评与AI评价相结合,以不同的方式从不同角度收集评价信息,全面地、科学地、客观地评价学生。例如,在折纸项目学习中,教师评价学生的知识掌握情况与操作技能,学生互评彼此的合作能力与创新表现,学生自评反思学习过程中的收获与不足。多样化的评价方式有助于培养适应时代发展的创新型人才。

(4)教学过程的实施路径:

①实境启思:构想初萌,疑窦初生

教师匠心独运地构建教学情境,以自然流畅的方式切入课题,有效激发学生的内在学习动机,并启迪其思维向多维度发散。学生在这一情境中自由驰骋想象,围绕核心主题大胆假设,积极提出探究性问题。例如,在七巧板折纸教学单元中,教师展示七巧板图案,创设“七巧板寻亲大冒险”的趣味情境,鼓励学生细致观察七巧板的几何特征,运用创造性思维推测七巧板中边长与角度相等的图形组合方式,从而激发学生的探索热情。

②知行合一:旧知新用,实践验真

教师引导学生回顾过往知识储备,激活其认知网络。学生在折纸实践中领悟其中蕴含的数学原理,通过探究活动增强直觉判断力。在此过程中,学生明确学习方向,通过亲手操作验证假设,培养观察敏锐度与语言精准表达能力。例如,在七巧板图形裁剪环节,学生分析七巧板结构,动手验证图形尺寸与边角关系,并能用清晰准确的语言描述,深化对数学概念的理解。

③思辨求真:深化操作,合作致知

学生通过动手实践深入探索,在观察、思考与操作中,培养形象思维与逻辑推理能力。学生通过对比、联想发现事物内在联系,提升空间感知力与问题解决能力,对直觉思维产生的疑问进行合理推断。教师组织学生开展小组合作学习,引导学生共同揭示规律,深化知识理解。例如,在折叠七巧板并拼接出等面积图形的过程中,学生通过合作探究,深入理解图形之间的面积比例与对称特性。

④悟思致远:反思交流,知行迁移

教师引导学生对学习过程进行反思与交流,梳理知识脉络与学习心得,实现知识的双向建构。学生通过反思总结,进一步激发探究兴趣,提升语言组织与思维能力。同时,教师引导学生将所学知识迁移至新情境,拓展学习成果。例如,在七巧板课程结束后,学生回顾教学活动中涉及的图形,绘制图形并标注名称,交流图形之间的尺寸关系,分享学习感悟,将图形认知能力应用于实际生活中的图形观察与分析中。

三、“纸间折学”课程的教学实践探索 —— 以“纸粽子识正四面体”为例

1.教学目标

(1)学生能够准确掌握正四面体的几何特征,包括面、棱、顶点的数量和特点;熟练掌握用纸张折叠正四面体的方法。

(2)通过观察、联想、尝试、互助、评价和反思等环节,培养学生的观察能力、空间想象能力、动手实践能力、合作交流能力以及逻辑思维能力。

(3)激发学生对数学折纸的兴趣,增强学生对传统文化的认同感和自豪感,培养学生勇于探索、敢于创新的精神。

2.教学重难点

(1)教学重点:正四面体的几何特征;折叠正四面体的方法和步骤。

(2)教学难点:理解折叠过程中平面图形与立体图形之间的转换关系;在折叠过程中准确把握关键折痕,确保正四面体的形状正确。

3.教学准备

(1)多个正四面体立体模型,用于学生观察。

(2)制作“纸粽子——正四面体”折叠过程的视频,视频中详细展示每一步的折叠方法和关键点。

(3)准备足够数量的正方形纸张,颜色可多样化,以增加学生的兴趣。

(4)剪刀、胶水等辅助工具。

4.教学过程

(1)实境启思:识四面体,解构特征

教师向学生展示正四面体立体模型,引导学生从不同角度进行观察。让学生仔细观察模型的面、棱、顶点,思考并回答以下问题:正四面体有几个面?这些面是什么形状?正四面体有几条棱?棱的长度有什么特点?正四面体有几个顶点?

鼓励学生用手触摸模型,感受正四面体的形状和结构,从数学的边、角、棱、面等角度去观察和分析。在学生观察和思考后,邀请几位学生分享自己的观察发现,教师对学生的回答进行总结和补充,帮助学生初步构建正四面体的模型概念。

(2)知行合一:联结文化,探索折法

在学生对正四面体有了初步认识后,教师引导学生展开联想,提问:“看到正四面体,你们能联想到生活中的哪些事物呢?”鼓励学生积极发言,分享自己的想法。

学生结合生活经验,可能会想到粽子。教师借此机会,进一步引导学生深入联想,引出屈原、《离骚》、端午节赛龙舟等文化,介绍端午节的由来和相关习俗,讲述屈原的故事,让学生了解粽子与正四面体之间的联系,渗透中华优秀传统文化,使学生感受到数学与文化的紧密结合。

接着让学生自主尝试探索折法。教师结合课件演示分步讲解折叠的关键点,如如何找到正方形的中心、如何准确地折叠对角线等。学生尝试将平面的正方形纸张折叠成立体的正四面体。在学生尝试折叠过程中,教师巡回观察,及时给予学生指导和帮助,鼓励学生遇到问题先自己思考和尝试解决。

(3)思辨求真:合作攻克难题

学生在折叠过程中遇到困难时,教师组织学生进行小组内互助。每个小组的学生相互交流自己的折叠方法和遇到的问题,共同探讨解决方案。小组内折叠方法掌握较好的学生可以帮助其他同学,示范正确的折叠步骤,分享自己的经验和技巧。

教师鼓励学生积极参与小组讨论和互助活动,引导学生学会倾听他人的意见和建议,培养学生的合作意识和团队精神。在小组互助过程中,教师密切关注各小组的讨论情况,适时给予引导和启发,帮助学生解决折叠过程中的难题。

(4)悟思致远:分享学习成果

当全班学生都完成作品后,进入评价环节。教师引导学生从过程和结果两个维度进行评价。在过程评价方面,让学生评价自己和小组同学在折叠过程中的表现,如是否积极参与讨论、是否主动帮助他人、遇到问题时的解决方法等。在结果评价方面,学生观察其他同学的作品,评价作品的完成质量,如正四面体的形状是否标准、面与面是否贴合紧密、棱是否整齐等。

教师组织学生进行全班交流,邀请部分学生分享自己对其他同学作品的评价意见。在学生评价过程中,教师引导学生学会欣赏他人的优点,学习他人的长处,同时也要客观地指出存在的问题和不足,提出改进的建议。通过评价环节,让学生相互学习,共同提高。

四、模式实施的应用原则

1.强调以学生的具身参与为核心准则

构建探究型、合作型的课堂,将学习者置于教学的中心位置,当学生在教师引导下折叠、翻转纸张时,看似简单的动手操作实则蕴含着深刻的具身认知理论——触觉反馈与空间位移的协同作用,促使大脑形成多维度的神经联结网络。哈佛大学教育研究院的研究表明,具身化数学学习能使抽象概念留存率提升40%。这种“手-眼-脑”三位一体教学模式,不仅培养精密的空间可视化能力,更在折叠误差与调整过程中培育工程思维所需的系统优化意识。通过折纸活动引导学生具身参与学习过程,积极主动地获取知识、解决问题,并在学习过程中获得积极的情感体验,促进每位学生的个性化发展与深度成长。例如,在折纸项目学习中,学生自主选择研究方向,设计折纸方案,在实践中不断探索与改进,充分发挥主观能动性。

2.坚持课程以项目为引领的设计理念

以项目式学习为引领,引导学生建立“生活几何-数学本质”的联结思维。使学生在真实问题情境中激活数学眼光,发展几何思维。在项目推进过程中,学生通过工具操作、数据建模和折法迭代,形成“具象感知—抽象推理—实践创新”的完整认知回路。项目成果以折纸作品展示、结构创新设计等形式呈现,实现知识习得向创新素养生成的跃迁。例如,在“A4纸张变形记”项目中,学生运用数学知识与折纸技能,将设计最大无盖长方体的内容通过折纸形式呈现,在解决实际问题的过程中深化对数学知识的理解与应用。

3.注重理论与实践相结合的教学方法

折纸课程作为具象化的操作为媒介,恰似一座联通抽象思维与具象感知的桥梁,为数学图形概念的解构与重构提供了独特的认知路径。这种理论与实践相结合的教学模式打破了传统数学课堂的二维局限,通过物质操作实现认知维度的拓展。当一张普通的纸张在指尖幻化为数学概念的立体演绎场时,学生收获的不仅是知识本身,学生能够直观地触摸、感知数学知识,建立丰富的表象,更是用身体理解世界、用思维重构世界的元认知能力。这种实践智慧的积淀,终将转化为解决复杂问题的创新思维,这正是数学教育追求的核心素养。

五、研究总结与展望

本研究基于创新素养培育理念,对小学数学折纸课程进行了系统设计与实践探索。通过构建创新课程模型、开展教学实践以及总结实施原则,为小学数学创新课程建设提供了有益的参考。然而,课程体系的实际效果仍需更多实践数据的检验与论证。未来,随着国家对创新型人才需求的不断增加,小学数学折纸课程将进一步优化与完善,在教学内容、教学方法、评价方式等方面进行深入研究与创新,更好地满足学生创新素养培育的需求,为培养具有创新精神与实践能力的新时代人才贡献力量。

本文系厦门市第六批基础教育课程改革课题(课题批准号:X652)“基于OBE理念下小学数学学校课程建设实践研究”的阶段研究成果。

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