小学数学跨学科主题学习的教学设计与实践

【摘要】新课改背景下的小学数学教学越来越强调实践性与创造性，这样一来，碎片化的学习方式将不再适用，跨学科主题学习逐渐兴起。教师在教学时，要找准各个学科之间的有效联结点，为学生做好系统而全面的教学设计，从真实任务出发，对各学科知识进行重新建构和融合，提高学生的综合能力。【关键词】小学数学；跨学科主题学习；教学设计跨学科学习要基于学生的知识基础，围绕某一个研究主题，或基于真实问题的解决，运用并整合相关课程的知识与方法，开展综合性的学习活动［1］。新时代背景下，小学数学教学应当重视跨学科学习的设计，引导、鼓励学生将各个学科的知识综合起来并加以应用，培养学生解决真实问题的能力，促进学生综合能力的提升。本文以苏教版小学数学五年级上册第二单元“多边形的面积”为例，探索跨学科主题学习的教学设计和实践方式。一、选取适切主题，明确学习方向主题是跨学科主题学习的“领航员”。它既是课堂活动的枢纽，又是连接其他学科内容的桥梁［2］。教师在进行跨学科主题学习设计时，要根据教学要求和教材内容，为学生选取适切的主题，帮助学生明确学习的方向。主题的选择要兼具趣味性与探究性，在激发学生动力的同时，帮助学生进行深层次的思考和探索，从而培养学生的关键能力和必备品格。例如，在教学“多边形的面积”这一单元时，教师从教学内容出发，结合学生的具体学情和发展规律，围绕核心素养的培养，为学生制订了“建设校园生态园”这一学习主题，引导学生将数学与自然科学、美术、语文等学科知识融合起来，对知识进行建构与重组，培养学生的数学素养，发展学生的综合能力。借助这一主题，教师让学生对学校的绿地进行重新设计和规划。在对校园绿地进行实际测量的过程中，学生会发现校园中既有一些基本图形如长方形、正方形、三角形、圆形等，也有一些不规则图形，这就需要学生通过拼接、平移等其他手段进行图形面积的计算。在算出绿地面积之后，学生还要运用美术知识，对校园绿地设计图纸进行较为真实地呈现。课堂最后，学生还要运用语文学科的知识、使用简洁生动的语言对植物园和图纸进行介绍。这样一来，学生就可以数学为主线，有机串联起各个学科的知识，提高综合运用能力。二、基于核心素养，制订学习目标跨学科主题学习的效果如何，取决于预期目标的达成度。教师在教学时，要以核心素养为导向，结合新课标的要求，为学生制订科学的学习目标，引导学生用不同学科的知识与技能解决数学问题，让学生用数学的眼光观察现实世界、用数学的思维思考现实世界、用数学的语言表达现实世界，培养学生的应用能力。例如，在教学“多边形的面积”这一单元时，教师可以结合新课标和学生的学习情况，以核心素养为导向，为学生制订科学合理的学习目标。教师将学习目标分为四步，首先是实地测量能力的培养，学生需要经过自己的实地测量和估算，初步绘制简单的平面示意图，为接下来的深入探究做好准备。其次，教师圈画出园区中所有不规则的地块，引导学生运用分割、拼接、平移等多种方法探究不规则图形的面积计算问题，培养学生的数形结合和转化思想，发展学生的数学思维。再次，教师引导学生运用信息技术课程的有关知识，上网了解观赏性花卉及草木的品种、习性、种植方法等，为生态园选取合适的植物，培养学生科学种植的理念。最后，教师引导学生通过小组交流与讨论，确定生态园最终设计方案，并以示意图进行呈现。这四个学习目标从四个不同的维度对学生的数学素养和综合能力进行培养，能够充分挖掘学生的潜能，让学生的思维和能力呈螺旋式递进发展，提高学生的综合素质。三、围绕学习目标，分解学习任务在制订完学习目标之后，教师还要对学习任务进行细致的分解，确保各项任务落实到位。跨学科主题学习是一个系统的学习过程，其中包含一个主任务和若干个子任务。教师在教学时，要将主任务进行更加详细的分解，用一根主线进行串联，有目的、有顺序、有针对性地推进子任务，循序渐进地提高学生的素养与能力。例如，在教学“多边形的面积”这一单元时，教师根据学习目标，将学习任务分成四步，并逐步进行落实。通过主题，学生已经明确本次跨学科主题学习的主线任务，即用自己的智慧和力量建设校园生态园。教师可带领学生围绕教学目标，分解学习任务，让学生在脑海中形成清晰的实践思路。师：“建设校园生态园”的任务较为复杂，我们可以分步骤去完成。大家觉得分成几步比较好，先做什么后做什么呢？生：首先我们要进行实地勘探，选择合适的测量工具，对地块进行测量。师：这一步的作用是什么呢？生：了解地块数量和形状，在脑海中对生态园的规划做出假设。师：好，我们就把这一项作为子任务1。那接下来呢？生：接下来我们需要计算各个地块的面积，画出平面示意图。这一步是为了方便我们对地块的用途进行规划，为后续植物的选择和植株的计算做好准备。师：很好，这就是子任务2了。然后呢？生：之后我们就要选取植物还有确定植物的数量了。师：好，我们将其称为子任务3。还有吗？生：完成设计规划图，根据植株的数量，做好预算评估。最后还要做好生态园的介绍和科普工作，对这次任务进行深入的反思和总结。师：非常好，这就是子任务4。这样一来，我们就可以把整个任务分成四步来有序推进。四、引导自主探究，培养综合能力（一）基于真实情境，联结各科知识跨学科主题学习注重培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力，其不仅需要围绕主题活动，将不同学科的知识进行整合，还需要学科间知识与方法的联结［3］。教师在教学时，要找准各学科知识和方法之间的联结点，引导学生在真实的任务情境中，综合运用各学科知识解决真实问题，提高学生跨学科学习能力。例如，在“多边形的面积”这一单元中，“建设校园生态园”是立足校园实际生活所设计的真实情境，在这个情境下，学生需要综合运用多学科的知识来解决问题，对于学生跨学科学习能力的培养有很大帮助。师：同学们，大家喜欢目前学校的生态环境吗？假如现在有这样一个机会，让你对学校环境进行重新规划，你要如何建设你心目中的校园生态园呢？生：太棒了，我要在校园里种上我喜欢的鲜花和树木，让校园一年四季花开不败，像仙境一样。师：为了完成这个任务，我们需要用到哪些知识呢？生1：我们要了解植物的相关知识，如哪些植物美观大方、存活率高、好打理、适合校园种植。生2：还需要对校内的绿地面积进行细致的规划，设计好哪块地种什么、种多少，这样整体的效果才会好看。生3：那我们就需要先测量地块的数量和面积，画出平面示意图才可以。师：大家说的都很对。同学们发现没，要完成这个庞大的工作，仅靠数学知识是不是不够啊，你们觉得还需要用到哪些学科的技能呢？生1：美术，我们需要画图，这就需要用到美术的技能。生2：科学，我们要知道植物生长相关的知识。生3：还有信息技术，植物的很多资料书本上没有，需要用网络进行收集和整理。跨学科主题学习，不是对各个学科知识简单的拼凑与叠加，而是知识之间的融合和重构，需要充分发挥各学科之间的对话与协同作用，促进各科目学习的全面化和系统化。教师通过创设具体真实的教学情境，能够让学生学会综合运用多种知识，解决真实问题，了解数学学习的现实意义，培养学生的应用思维。（二）有效问题驱动，提升探究能力问题是深度思考的前提，而跨学科主题学习离不开有效问题的指引。教师在教学时，要以有效问题引发学生对所学知识的深度思考，驱动学生在真实的情境中观察、分析、比较、总结，培养学生批判性思维、创造性思维，提高学生自主探究能力。例如，在“多边形的面积”的跨学科主题教学中，教师可以通过有效问题，驱动学生充分运用学科知识和技能，解决现实问题，实现深度学习，培养学生的自主探究能力。师：前期我们已经完成了地块的测量，并且绘制了设计图，大家觉得设计图中哪个地块的面积最难计算呢？生：最大的那个地块。因为它是不规则图形。师：那我们要如何计算这种不规则图形的面积呢？生：我们可以通过裁剪或者分割的方式，把它变成几个规则的图形之后再进行计算。师：那我们应该如何去做呢？生：先沿着顶点A作一条与底边平行的直线，得到顶点E，然后在顶点E处作一条垂直于底边的直线（见图1），这样就能得到两个三角形和一个梯形，接下来只要计算出两个三角形和梯形的面积之和，就可以计算出这个不规则图形的面积了。师：非常好，大家还有别的方法吗？生：还可以变成两个三角形和一个平行四边形。师：这种将不规则图形转变为规则图形进行计算的方法，数学上我们叫作转化。你们还能找出其他转化的方法吗？生：还可以平移。比如，一个等腰梯形，就可以变成两个直角三角形和一个长方形，把两个直角三角形平移拼凑起来，就可以得到一个等腰三角形。（三）组织小组合作，培养创新思维小组合作是数学教学中常用的教学手段。它既可以充分调动学生学习的积极性，让学生取长补短，提高自主学习能力，又可以培养学生的合作精神，提高团队合作能力，激发学生的创造思维。教师在教学时，可以组织学生进行小组合作学习，鼓励学生各展所长，共同完成任务，激发学生的创造思维。例如，在完成子项目中植物种植数量的计算时，教师组织学生进行小组合作，鼓励学生用创造性的方法解决问题，发展学生的数学核心素养，培养学生的思维能力。师：现在我们已经确定了植物的种类，接下来要如何确定植物的数量呢？生：我们可以通过地块的面积进行估算。师：我们现在分小组来讨论如何计算植物的株数，各小组可以通过交流和讨论，和大家分享自己的计算方法。组1：我们可以先计算一颗植物生长所需要的面积，然后再用总面积除以这个数值，就可以大概估算出这块地可以种植的株数。师：怎么才能知道一颗植物的种植面积呢？组1：我们需要先了解植物的特性，如植物的叶片、植物的根系还有植物的生长态势，然后为其生长留下足够的空间距离，以此计算一颗植物所需的种植面积。师：大家觉得他们的方法怎么样？生：这个方法可以大概计算出来，但是误差会比较大，并不十分准确。师：那你们有什么更好的方法呢？组2：我们可以先沿着地块的边缘按行进行有规律的种植，这样我们就可以知道每行能种多少颗植物。接着再结合植物的株距和行距，计算出可以种植的行数，最后将两数相乘就可以计算出植物的种植数量