基于PDCA循环法的小学数学项目式学习探究

2019年颁布的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》明确提出：积极探索与开展项目化、合作式学习。《义务教育数学课程标准（2022年版）》“综合与实践”中的建议：综合与实践主要包括主题活动和项目式学习等。在积极开展项目式学习的基础上，我们大胆尝试加入PDCA循环法，努力使项目过程得到优化与提升。下面以六年级数学项目式学习“校园洗手水龙头节水改进”为例，从六个方面，谈谈具体的实施步骤。

一、项目选定

真实情景：我国人均淡水量仅2300立方米，是全球13个人均淡水资源严重贫乏的国家之一。我国拥有50多万所校园，校园节水作用重大。作为小学生，开展校园节水项目式研究意义重大。

PDCA驱动问题：所有优质的项目式学习都始于一个真实的好问题。如何在项目选定阶段设计出一个高质量的核心驱动问题呢？基于PDCA循环法对核心驱动问题进行优化设计。

P（计划）：了解“校园节水”的课程目标为提出核心驱动问题做准备

D（实施）：设定校园节水项目式学习的核心驱动问题1

前测发现，学生对生治中使用淡水的习惯和用量有一定的生活经验，对节水有较好的意识。因此，我们从校园水龙头的改进入手，确定“如何通过改进校园现用的洗手水龙头来实现节水”为驱动问题。

C（检查）：检查、反思如何改进驱动问题

驱动问题1的设计符合“以产品设计”为导向的驱动问题。目标聚焦，指向明显，研究方向明晰，目标导向特征显著。但事实上同学们的想法更为丰富，思路更为开阔。他们希望在之前驱动问题的基础上，增加研究洗手水的再利用及节水宣传，从3个方面进行研究。

A（改进）：设定校园节水项目式学习的核心驱动问题2

“PDCA”后的驱动问题2有以下优势：

（1）更具真实性。

在现实中对于校园“水龙头节水”的话题研究讨论，不应拘泥于对水龙头的改进。也可同步研究洗手后流出的水如何回收再利用；借助多平台、多方式对校园节水进行宣传，同样具有现实的研究意义和可操作性。

（2）借助学科大概念，搭建多维度的探索空间。

改进后的驱动问题2下包含了多角度的子问题，为学生提供了多维度的探索空间，能使导向结果的产出更具丰富性。

①数学大概念：利用数学中的数据测量、公式计算、数据对比等方法，总结出水龙头节水改进的最佳方案，让方案的可信度更高。

②物理大概念：制作出科学、合理，结构稳定，确实能够产生节水效果的模型，并展示或演示节水效果。

③经济学大概念：给出水龙头改造前后出水量的数据对比，提供改造前后的用水量对比数据及改造经费的预算，让方案的可实施性更高。

④情感学大概念：通过在洗手水龙头上方和教室门口贴宣传标语，借助学校升旗仪式演讲及小广播、班会，校园网、微博等平台，多维度进行节水的宣传，充分调动学生们的节水意识及社会情感。

二、项目计划

通过学习，希望学生能够了解校园水龙头使用现状，了解水龙头出水原理及出水量受限因素，最终得出洗手水龙头节水设计模型和节水方案。

围绕核心驱动问题和课程目标设置合理的项目计划（如下图）。

三、项目实施

1.调查阶段：真情实景，调查统计

学生通过查阅资料、整合生活经验、设计统计表和发放调查问卷等方式，对生活中人们开洗手水龙头的习惯，冲洗时长，校园水龙头数量，不同年龄段学生一日中使用水龙头的次数等资料进行收集和整理，为制定水龙头节水改进和设计奠定基础。教师在小组分工、表格设计、时间管理等方面给出建议。

2.改进阶段：小组合作，讨论方案

根据调查结果，小组分工制定改进方案，围绕“水龙头出水原理及出水量受限因素是什么？”“如何改进？”两个问题进行思考。最后对纸质设计图稿进行评选。在评选时，教师需要制定“产品评价表”引导小组内对方案是否节水、材料是否易得、设计是否美观做出评价，以生成产品实物或模型。

3.实验阶段：学以致用，提升产品

在探究协作的过程中，教师根据学生想法进行指导，如针对“水龙头内置梯形减口设计”，教师需要讲解圆柱体积的计算方法；在学生进入实验室获取节水前后对比数据时，教师还应对水压进行合理化规避。

四、项目成果展示

借助学校在软硬件方面的大力支持，让学生以更真实的方式在学校搭建的平台上展示成果。学生准备产品宣传视频、产品解说词、与校方沟通场地和使用设备、向校长和后勤主管提交“可行性报告”，现场收集师生建议等。在此环节中，PBL素养目标体系中CREATE素养均得到体现和提升。

五、项目评价

教师就学生在项目过程中的个人表现设计“项目表现性评价表”，在小组内外就学习态度、设计能力、合作能力、动手能力和反思能力进行自评和互评。在评价过程中，教师要主导肯定并鼓励：肯定学生的努力，肯定成绩；鼓励学生有克服困难的信心，增强学习和运用数学知识的自信。

六、项目反思

通过本次活动的开展使学生形成了一定的独立思考能力、小组合作能力、解决问题能力、创新意识、模型意识和环保意识。同时，运用网络和多媒体的技术得到提升、数学思维得到训练。

“校园洗手水龙头节水”项目以问题感知为起点，主张学生自主开放地探索验证，打破学科知识与生活实践间的藩篱，充分发挥了PBL教学模式的功能价值。而PDCA循环法的加入更使得项目计划环节得到了极大的优化，高质量地指导出了有价值的核心驱动问题，为后续活动的成功开展提供了极有力的帮助。在今后的项目式学习活动中，可以大胆尝试这样的探究与实践。

【注：本文系云南省教育科学规划基础教育专项项目《义务教育课程标准实施难点突破之基于PDCA循环法的小学数学项目式学习优化研究》（BFJC22025）;昆明市教育科学研究“十四五”规划课题《基于PDCA循环法的小学数学项目式学习研究》（JY202205）的研究成果之一】