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课题名称:基于学习任务群的小学数学运算能力教学设计研究

发布时间：2026-11-03 18:34:44 最近访问：2026-11-03 18:34:44

一、选题依据

（一）国内外相关研究的梳理及研究动态

2022 版义务教育数学课程标准落地之后，运算能力作为数学核心素养的基础要素，成为小学数学教研持续关注的重点。运算能力并非简单等同于计算速度与正确率，课标明确其内涵包含理解算理、掌握算法、合理选择运算策略、自觉检验反思等多层内涵。近两年国内学界围绕运算能力的培养路径、单元整体教学、数与运算一致性开展了大量课堂层面的实证探索，同时学习任务群原本作为语文学科的课程组织形态，逐步被小学数学研究者借鉴迁移，两条研究脉络各自推进，但融合层面的系统性研究仍然留有拓展空间。

在运算能力培养的相关研究方面，熊淑君（2024）在《核心概念统整下的数与运算一致性教学探索》中提出，计数单位是贯通整数、小数、分数运算的核心大概念，很多小学数学课堂割裂了不同数域之间运算逻辑，学生只会机械套用计算法则，难以形成稳定的运算认知结构。文章结合多节常态课的观察记录指出，教师在教学中习惯于单独课时拆解知识点，缺少前后知识的勾连设计，学生理解停留在表层，遇到变式问题就容易出错。熊淑君的研究为运算教学改革指明了“一致性”方向，但研究重心偏向理论阐释与单课时案例展示，没有依托任务群的形式搭建连续、进阶的学习链条。宋探密（2025）在《核心素养下小学数学运算能力提升策略研究》进一步补充，认为运算能力的发展是循序渐进的过程，不同学段学生认知特点差异明显，不能采用统一训练模式，要依托结构化学习活动推动学生自主建构。但文章的活动设计偏向零散，没有形成群组化、序列化的任务体系。王欢欢、于婵、孙瑞娜（2025）以整数除法、小数除法单元为载体开展单元整体教学实践，完整呈现了基于运算一致性的单元备课思路，打通了两个课时之间内在逻辑，但是整个单元的活动组织方式依旧是传统课时依次推进，没有尝试用任务群整合单元学习资源。

在学习任务群与小学数学融合的研究脉络上，陈志清（2025）《基于学习任务群的小学数学大单元教学策略》较早系统讨论了任务群移植到数学学科的适配性问题。作者提出，学习任务群的核心优势在于打破碎片化课时壁垒，以具有内在关联的一组任务驱动学生持续探究，改变教师 “一课一知识点”的固化备课思维。朱红梅（2026）《“结构化”视角下小学数学单元整体教学实践研究—— 以 “数与运算”主题单元学习任务群重构为例》，是近两年为数不多直接把任务群和数与运算主题结合的研究。朱红梅尝试将单元内容拆解成递进式任务串，引导学生在连续任务中感受运算知识的结构化特征，该研究为本课题提供了直接参考。但细读可以发现，该研究更多停留在任务框架搭建层面，缺少对运算能力分层评价的配套设计，没有检验任务群实施之后学生运算理解、灵活运算、反思验算等素养维度的真实变化，实践验证环节相对薄弱。

综合国内现有成果可以总结：第一，运算能力的价值、内涵、培养误区已经形成共识，运算一致性成为主流改革方向；第二，学习任务群在数学学科的应用价值得到认可，已经有少量“数与运算”主题的尝试；第三，现有研究存在明显短板：多数研究要么单独谈运算素养培养策略，要么单独谈任务群、大单元架构，很少将二者深度绑定，构建一套从目标拆解、任务开发、课堂实施到素养评价完整闭环的教学设计体系；已有的少数融合案例偏向经验总结，缺少行动研究的循环打磨，可复制性不足。

国外研究方面，任务型教学（Task-based Language Teaching）最早兴起于语言教学领域，之后逐步迁移到数学教育领域，国外学者围绕数学任务设计、学生课堂投入、开放性任务对数学思维的影响已经积累了较长时间的研究基础。Huang Y Q（2023）《The application of task-based teaching method in elementary school mathematics education》梳理了任务型教学在小学数学课堂的实施范式，区分了封闭性练习任务和探究性学习任务，指出只有具备适度挑战性、指向概念理解的任务，才能促进高阶思维发展，单纯计算习题不属于真正意义上的学习任务。该文献清晰界定了数学课堂“任务”的边界，提醒研究者不能把任务群等同于成套练习题，这一点对本课题规避设计误区至关重要。Cheng L P（2024）《Mathematical thinking: task design and implementation in primary mathematics classrooms》重点讨论数学任务的梯度设计逻辑，提出任务序列需要遵循从具象到抽象、从单一应用到综合迁移的认知顺序，教师在实施过程中要弱化直接讲授，依托任务支架引导学生自主说理。这一研究为本课题搭建任务群进阶链条提供了认知层面的理论参照，但文章研究范围覆盖数学全领域，没有专门针对运算能力开发评价指标。Nam I & Shin B（2024）《An analysis of students' engagement in elementary mathematics lessons using open-ended tasks》采用课堂观察法，从认知投入、情感投入、社交投入三个维度，追踪开放性数学任务对五年级学生课堂学习状态的影响，研究证实结构化开放任务能够显著提升学生主动解释运算思路、自主检查结果的意愿。但该研究侧重学习投入状态观测，没有建立任务特征和运算能力各子维度发展之间的对应关系，缺少教学设计落地的操作方案。

整体来看，国外研究成熟点在于任务设计的理论框架、课堂观察维度；局限性在于国外小学数学课程体系、运算教学目标、学生基础和国内2022 版课标体系差异较大，成果无法直接照搬，同时专门面向运算素养发展的任务群建构研究仍然偏少。国内外研究共同留下研究空间：如何立足我国小学数学课标对运算能力的界定，开发一套适配国内中低段学情、完整闭环的学习任务群教学设计范式。

（二）本课题相对于已有研究的独到学术价值和应用价值

学术价值层面：第一，厘清学习任务群适配小学数学运算教学的内在逻辑。现有研究常常简单套用语文任务群概念，模糊数学学科特质，本课题明确区分“运算练习”和“运算学习任务”，阐明任务群服务于算理理解、运算策略迁移、运算反思等高阶素养，而不是服务于计算熟练度训练，丰富数学学科任务群的理论阐释，弥补当前研究重移植、重形式、轻学科适配性的不足。第二，建立“运算能力分层目标 — 学习任务群子任务 — 过程性评价”三者一一对应的设计模型。过往研究要么只给任务案例，要么只给素养评价框架，本课题把运算能力拆解为理解算理、算法运用、策略选择、验算反思四个可观测水平，每一层水平匹配对应的子任务，构建稳定、可迁移的设计框架，为后续同类主题研究提供分析工具。第三，丰富运算一致性理念落地的实践路径。当前运算一致性教学大多依靠单元课时重组，本课题以任务群为新载体，用连续任务串联不同课时，在任务解决过程中让学生自主感知不同数域运算底层逻辑相通，拓展运算一致性的实践形态。

应用价值层面：首先，面向一线普通小学数学教师提供可直接落地的单元任务群全套设计样本，包含单元学习总任务、分层子任务、学习单、课堂实施建议、过程性评价量表，降低教师自主开发任务群的门槛，很多教师认同新课标理念，但苦于不会设计任务，本课题成果可以直接用于集体备课、校本教研。其次，优化运算课堂生态，缓解计算教学机械刷题的现状。任务群以真实问题驱动运算活动，学生为了解决任务自然产生运算需求，而不是被动完成计算作业，在完成任务的过程中同步发展运算素养，实现减负增效。最后，为区域教研评价提供新抓手。以往运算教学评价只看纸笔测试正确率，本课题配套过程性评价工具，关注学生运算思考过程，能够帮助教研人员、任课教师更加全面诊断学生运算能力发展短板，精准调整教学。

二、研究内容

（一）研究对象

本课题研究对象界定为小学第二学段（3—4 年级）“数与运算”主题单元，优先选取三位数乘除两位数、小数初步运算两个典型单元。这两个单元是学生运算能力发展的关键节点：既要巩固整数运算底层逻辑，又要初步接触新数域，极易出现算理脱节、只会套用法则的问题，非常适合依托任务群开展重构设计。实践样本选取城区一所公办小学、乡镇一所中心小学，各选取四年级两个教学班，合计四个班级，包含学生172 名、4 名数学任课教师。样本兼顾城乡学情差异，避免研究结论只适配单一类型学校。研究过程同步收集教师备课访谈记录、课堂实录、学生任务单、前后测运算能力试卷、错题访谈材料。

（二）主要目标

第一，梳理2022 版课标下小学数学运算能力的层次结构，结合已有文献、师生访谈，形成适合 3—4 年级使用的运算能力水平划分标准，明确不同水平学生的典型表现。第二，提炼基于学习任务群的小学数学运算教学设计基本原则，搭建完整设计流程，包括单元学情研判、总任务凝练、子任务序列化开发、支架设计、评价嵌入五大环节。第三，完成两个典型运算单元的学习任务群教学设计，开展两轮行动研究，在课堂实施中持续修改、优化任务，剔除形式花哨但脱离运算目标的无效任务。第四，检验任务群教学实施效果，对比实验班和对照班学生在算理理解、灵活运算、验算习惯等维度的差异，总结实施过程容易出现的问题以及对应的改进策略。第五，整理形成标准化设计模板、评价工具、课例资源包，形成可供区域内教师参考使用的成果。