农村小学数学跨学科主题学习的实施策略
“小学数学跨学科主题学习”是以小学数学学科为载体,依托大概念,在真实情境中,打破学科壁垒,调用多个学科的知识与方法,在融合中强化知识间的整合和联结。这样的学习方式有助于学生积极主动地建构知识,跳出单学科思维,调用基本活动经验,提升数学技能,感悟数学思想方法,增强问题解决的深度和广度,培养逻辑思维和批判性思维,形成和发展核心素养。本文旨在探讨农村小学数学如何更有效地开展跨学科主题学习的实践,为乡村教育的改革提供实践参考。
跨学科主题学习的突出特点在于其“跨学科”属性,这必然要求打破传统学科界限,整合多学科知识以解决复杂问题。《义务教育数学课程标准(2022年版)》明确,“综合与实践”领域是开展数学跨学科主题学习的主要载体,该领域的活动包括主题活动和项目学习。小学阶段主要采用主题式学习,主题活动分为融入数学知识学习,运用数学知识及其他学科知识这两类。因此,作为数学学科的跨学科主题学习,首先要基于数学学科,凸显数学学科的主体地位。在此基础上,挖掘其中的跨学科要素,如主题情境,知识内容和思维方法等,各学科要素协同作用,综合育人,提高创新意识和应用意识。
情境是所有认知活动的根基,知识源于其所在的具体情境。《义务教育课程方案(2022年版)》指出,义务教育阶段的课程实施要“加强知识学习与学生经验、现实生活、社会实践之间的联系,注重真实情境的创设,增强学生认识真实世界、解决真实问题的能力”。因此,应在真实的情境中引导学生认识真实世界、解决真实问题,从而获得真切的认知与体验。真实情境和真实问题不仅可以来源于教材和日常生活,还可以由师生共同开发;既可以是生活中的真实事件或信息,也可以是基于真实情境与数学知识相互碰撞所生成的问题。这些真实问题通常融合多学科知识和方法,体现出跨界性、多元性和开放性等特征。在任务设计中,要以驱动问题为导向,通过若干个任务序列或层层递进的问题链条,引导学生逐步深入探究、迎接挑战,在探究性学习中发展分析问题与解决问题的能力,形成数学及其他学科的大概念,丰富跨界体验,全面提升综合素养。
科学家本杰明·富兰克林说:“告诉我,我会忘记;教给我,我可能记住;让我参与,我才能理解。”在数学跨学科主题学习中,学生的学习场所从封闭的课堂延伸至开放的社会,所面对的不仅是书本习题,更是真实情境中的复杂命题。跨学科主题学习以“做中学、做中思、做中创”为基本形态,为此,活动设计应强化实践属性,通过制造认知冲突、激活探究内驱力,从而引导学生实现从被动接受到主动建构的转变。学生在亲历观察、调查、设计、实验、协作交流与持续反思等一系列学习活动中,完成问题解决,体验多学科知识与方法交融的魅力,积累活动经验。可从主题、过程和结果等方面鼓励学生创新,在事实的前提下,使学生“天马行空”进行创造,提升创新意义和创新思维能力。
学生是学习活动的主体,跨学科主题学习的出发点应是学生需要做什么,学生能发展什么,学生能收获什么,真正实现学生成为任务前进的“推手”。学生在选题、规划、实施和总结中占主导,教师更多的是创设情境,引导合理规划,实施中提供帮助,引导学生进行自评和互评等。对于低年级学生,受知识储备量和实践经验限制,若贸然放手让学生自主活动,可能无法达成目标,完成率低,教师需要亲自示范和指导。对于高年级学生,具有一定活动经验后,教师不要过多干预,可以提供必要的技术和工具支持,引导学生自主探究和团队协作,鼓励并尊重活动中学生的不同处理方法,展现思考过程,交流活动体验。
推进主题设计的乡土化,是指将数学知识的教学与学生所处的乡村环境、生活经验和社会文化相融合,使学习内容源于真实乡土情境,激发学生内在探究动力,并在问题解决过程中,自然渗透跨学科思维与应用能力的培养,同步增强学生对家乡的认知与情感认同。
1. 农业生产中的数学
在农业生产中蕴含着丰富的数学元素,从农田的精准测量到产量的科学统计,再到生态养殖的系统规划,无不体现着数学的支撑作用。学生在参与这些生产环节的规划设计与数据分析过程中,不仅综合运用了多学科知识,更能深刻感悟到数学在优化生产流程、辅助理性决策中的独特价值。
我校所处乡镇(竖岗镇),大蒜种植规模大、历史久,是农民增收的重要产业。因此,四年级围绕大蒜种植展开的“‘蒜’你精彩”跨学科主题活动,将学科知识与农业生产相结合,在动手实践中培养学生探究能力和合作精神。该活动有4个任务(见表1)。
表1 “‘蒜’你精彩”任务表
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具体任务 |
所跨学科 | |
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任务1:蒜乡调查员 |
活动1:开展“大蒜知多少”的调查 |
数学、科学、语文、劳动、美术、综合实践 |
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任务2:大蒜种植员 |
活动4:种植实践 活动5:观察记录生长变化 活动6:测量蒜苗高度并整理 | |
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任务3:蒜苗观察家
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活动7:绘制统计图 活动8:大蒜各阶段形态写生 活动9:撰写《蒜苗成长日记》 | |
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任务4:丰收展示家 |
活动10:收获蒜苗 | |
学生在真实的种植任务中,自然而然建立起知识与生活、学科与学科之间的内在联结。一颗不起眼的大蒜,成了连接各门学科的桥梁。学生在测量蒜苗高度时,逐渐感受到数学不再是枯燥的数字,而是生长变化的见证;在撰写观察日记时,真切体会到语文不再是空洞的作文,而是情感与发现的表达;在描绘蒜苗形态时,深刻认识到美术不再是简单的临摹,而是对生命之美的礼赞。在此活动中,学生的观察力、思考力、表达力和动手能力不仅得以同步发展,而且逐渐养成了耐心细致的劳动品质,严谨求实的科学态度,以及对生命成长的敬畏与珍视,生活中也更加珍惜粮食,心怀感恩。
2. 乡村生活中的数学
聚焦真实的乡村日常生活场景与事务,如衣食住行、集市交易、家居修建、资源利用等,学生才更容易在熟悉的情境中去发现数学元素,进而引发深度思考,体会到“数学来源于生活,又服务于生活”。
通许县被誉为“酸辣粉之都”,红薯种植与加工是本地特色支柱产业。因此,六年级围绕红薯产业链展开的“美丽乡村一日游路线设计”跨学科主题活动,将学科知识与乡村产业、日常生活相结合,引导学生在规划春游路线的过程中,深入了解家乡的红薯产业,感受“从田间到餐桌”的奇妙旅程,深化对家乡的认知,厚植乡土情怀。该活动有6个任务(见表2)。
表2 “美丽乡村一日游路线设计”任务表
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具体任务 |
所跨学科 | |
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任务1:春游勘察员 |
活动1:借助地图APP测量油菜花田、丽星工厂、野炊点之间的实际距离 |
数学、科学、语文、劳动、美术、信息技术、综合实践、道德与法治 |
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任务2:路线规划师 |
活动3:按比例尺绘制春游路线草图 活动4:计算总路程,预估各环节时间 活动5:设计游玩时间表及最优游览顺序 | |
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任务3:预算小管家
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活动6:统计春游物资清单 活动7:计算人均费用和总预算 | |
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任务4:工厂研究员 |
活动8:参观丽星亿源公司,了解酸辣粉生产过程 活动9:统计生产线产能,计算原料转化率 | |
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任务5:花田艺术家 |
活动10:测量油菜花田面积,估算种植密度 | |
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任务6:成果展示家 |
活动12:绘制完整的“美丽乡村一日游”路线图 活动13:撰写《春游路线设计说明书》 活动14:制作主题手抄报或短视频进行汇报展示 | |
在上述活动中,学生学到了如何运用数学知识解决实际问题——通过测量距离、计算预算、绘制比例图,掌握了数据收集与分析的基本方法;学会了如何统筹规划——从勘察景点、设计路线到安排时间,逐步培养了有序思考和全局规划的能;体验了如何将多学科知识融会贯通——用美术绘制路线图、用语文撰写说明书、用科学观察植物结构,在真实任务中提升了综合运用能力;更重要的是,学生在小组合作中学会了沟通与分工,在成果展示中锻炼了表达与反思,在春游情境中感受到了数学与生活的紧密联系。
3.乡土文化中的数学
乡土文化就像一本厚重的无字之书,如传统建筑的构造、民间工艺的纹样、民俗活动的节律等,无不是数学在其中的无声诉说。跨学科主题活动中融入乡土文化,可以促使学生在丈量、描摹、记录的过程中,既习得数学知识,还读懂文化根脉,实现学科学习与文化传承的双重滋养。
通许县朱仙镇木版年画是国家级非物质文化遗产。因此,三年级围绕朱仙镇木版年画展开的“版上乾坤”跨学科主题活动,将学科知识与乡土文化相结合,在刻版印制中感悟劳动智慧与家乡之美。该活动有5个任务(见表3)。
表3 “版上乾坤”任务表
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具体任务 |
所跨学科 | |
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任务1:年画探源员 |
活动1:参观朱仙镇木版年画博物馆,了解年画种类 |
数学、科学、语文、美术、劳动、综合实践 |
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任务2:对称发现家
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活动3:找年画中的对称图案,描出对称轴 活动4:用彩纸剪一个对称的年画小图案 | |
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任务3:套色小侦探 |
活动5:数一数年画用了几种颜色 活动6:观察套色顺序,哪版先印哪版后印 | |
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任务4:印制小工匠 |
活动7:体验年画印制,记录印一张需要几分钟 活动8:统计小组印制总数,比一比哪组印得多,质量好 | |
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任务5:文创设计师 |
活动9:借助AI设计助手,用对称的方法设计年画书签 活动10:量书签长宽,计算面积 活动11:展示交流创意与多元评价 | |
当孩子们手握刻刀、蘸着颜料,亲手印出一张张属于自己的年画时,朱仙镇的木版年画不再是博物馆里的展品,而成了他们指尖流淌的记忆。这场多学科融合的文化寻访之旅,不仅让乡土记忆在学生心中生根发芽,更在知行合一中实现了综合素养的拔节生长,实现了以文化人、以知育人的深层价值,增强了传承乡土文化的责任意思。
数学跨学科主题学习的实施,需要充分依托地域特色,挖掘身边触手可及的课程资源。将数学学习根植于学生熟悉的乡土环境之中,不仅能够激发学生学习的兴趣,更能让学生在真实情境中感悟数学的价值与魅力。资源开发的在地化,让数学学习重新回到了生活的怀抱,是推动跨学科主题学习落地生根的重要路径。
将田野、山林、河流转化为数学探究的天然课堂,引导学生在真实场景中完成测量、估算、统计等学习任务,在亲近自然的过程中感悟数学与生活的联结。例如,五年级上册教学“多边形的面积”时,教师可将课堂延伸至校园花坛,垃圾桶等物体,组织学生分组测量不规则图形,运用割补法估算面积,并结合美术知识绘制绿地平面图,让学生在实践操作中逐步丰富知识体系。
将非遗传承人、耕作经验丰富的老农、熟悉村情的村干部请进课堂,把地方性知识转化为课程内容,有利于学生在聆听与体验之间,完成从“看见”到“发现”、从“模仿”到“理解”的跨越。例如,四年级上册教学“计算工具的认识”时,可邀请开封山陕甘会馆的讲解员走进课堂,展示传统算盘的构造与演变,引导学生观察上珠下珠的排列规律,理解“五升十进制”的数学原理,并在亲手拨珠计算的过程中,体悟数学文化的源远流长与智慧传承,提升民族自豪感。
立足乡村实际,利用低成本、易获取的材料开展数学实践活动——如用农作物种子进行分类计数、用泥土捏制几何形体、用秸秆搭建图形模型,在动手操作中培养数学思维与创造能力。例如,一年级下册教学“分类与整理”时,可借助当地丰富的农作物资源,教师让学生自带玉米、大豆、花生等种子,进行分类整理练习,并制作种子粘贴画,在分类过程中渗透统计思想,同时融合美术创作,实现多学科融合。
数学跨学科主题学习的实施,需要打破学科壁垒、汇聚多方力量,走向“团队作战”,构建协同育人的师资体系,形成育人合力。
。将不同学科教师纳入教学共同体,既能弥补单一学科教师的知识局限,更能为学生提供真实经验和多元视角。师资建设的协同化,是推动跨学科主题学习从理念走向实践、从课堂融入生活的重要保障。
建立围绕同一主题的教师协作共同体,定期开展跨学科备课和教学研讨,促进数学教师与其他学科教师的深度对话与资源共享,在碰撞中进行合理联结与取舍,实现“1+1>2”的效果。例如,在“‘蒜’你精彩”跨学科主题设计初始,我校就组建了由数学老师、科学教师、语文教师、语文教师、美术教师、劳动教师在内的6人团队,共同规划、探索本活动实施路径及方法,商讨评价方案,这才促使活动的成功举办。
由一位教师主导主题活动的整体设计与推进,其他学科教师在不同环节适时介入、提供专业支持,形成主次分明、协同配合的教学格局。例如,在“美丽乡村一日游路线设计”活动中,数学教师作为主导教师统筹全程,科学教师在油菜花结构观察环节提供学科帮助,美术教师在路线图绘制环节介入辅导,语文教师在《春游路线设计说明书》中提供写作指导,各学科教师各展所长、有序配合。
邀请种植大户、非遗传承人、农技员、手工艺人、乡贤等乡土能人走进课堂,建立稳定的校外导师队伍,并颁发聘书形成制度,将地方性知识转化为鲜活的课程资源。例如,在“版上乾坤”朱仙镇年画探究活动中,学校聘请本地年画传承人作为校外导师,定期进校指导学生体验刻版、套色、印制等工序,传承人手把手教学生寻找年画中的对称图案,让乡土文化在数学课堂上焕发新生。
数学跨学科主题学习的实施,需要以项目化学习为载体,让学生在真实任务中经历“发现问题—探究问题—解决问题—成果展示”的完整过程。将学习过程项目化,不仅能够避免跨学科学习流于形式、浮于表面,更能让学生在持续探究中深化数学理解、发展综合素养。
驱动问题是学生完成主题学习目标的载体,设计中要注意有分解和细化,联结多学科知识和思想方法,其次,要能够激发学生思考和探究欲望,难度适当。例如,在“美丽乡村一日游路线设计”主题中,想要设计一个最优路线,需要了解目的地选择,路线规划,人员组织,物资准备等,如此才能有针对性地设计合理、有趣的春游路线,让参与者在一天内享受春日美景的同时,也能收获知识和快乐。
在任务设计中,将驱动问题分解为若干个相互关联的子任务或子问题,每个子任务或子问题有明确的目标、任务和成果,进而联结为探究链条。在开展活动中,有助于学生梳理解决思路,深入探究。例如,在“‘蒜’你精彩”主题中,设计了四个子任务——蒜乡调查员→大蒜种植员→蒜苗观察家→丰收展示家,四个子任务按时间顺序顺次开展,学生在完成各任务的过程中,逐步构建起对大蒜种植和数学应用的完整认知。
组织多样化的成果展示活动,让学生以路线图、手抄报、短视频、实物作品等形式呈现学习成果,并引导学生在展示中反思、在反思中提升。例如,在“版上乾坤”主题结束时,举办“年画文创市集”,学生展示自己设计的对称书签、年画作品和探究报告,邀请其他年级学生、家长和校外导师参与评价,在真实交流中增强学习成就感。
数学跨学科主题学习的实施,需要建立与之相适应的评价体系,突破传统纸笔测试的局限,兼顾过程和结果,实现评价主体多元、评价内容多维、评价方式多样。在对学生评价中,都需以肯定为主,帮助学生发现闪光点,关注进步的地方,促使学生在今后的数学学习中更积极,自信心更足。
建立起“学生自评+小组互评+教师评价+校外导师评价”相结合的评价机制,让多方参与、多视角反馈贯穿始终,有助于激发学生学习兴趣,帮助学生更全面地了解自己。例如,在“美丽乡村一日游路线设计”活动中,学生先进行自评,总结自己的进步,反思自己在小组中的贡献和不足,汲取他人值得借鉴的经验;小组内互评合作中的表现;数学、语文、美术教师分别从学科角度评价;校外导师(如导游)从路线实用性角度提出建议。
不仅要关注数学知识的掌握与应用,还要关注学生对基本活动经验的积累,以及分析问题解决问题能力、交流合作能力、创新思维能力等综合素养的发展。例如,在“‘蒜’你精彩”主题中,评价维度可包括:数学维度(测量数据是否准确、统计图表是否规范)、科学维度(观察记录是否细致)、劳动维度(种植养护是否用心)、合作维度(小组分工是否合理)、成果维度(展示形式是否新颖)。
采用过程性评价与终结性评价相结合的方式,结合实际灵活选择评价方式,通过访谈、成长记录、作品分析、数学日记、成果展等多种形式,全面反映学生的学习历程。例如,在“版上乾坤”主题中,建立学生“年画探究档案袋”,收集每一次的观察记录、测量数据、设计草图、印制作品和反思日记,在主题结束时进行综合评价,让学生看到自己的成长轨迹。
数学跨学科主题学习的实施,需要注重成果的转化与应用,让学生的学习成果真正服务于校园、社区和家庭,实现学习价值与社会价值的统一。成果应用的长效化,不仅能够增强学生的成就感和责任感,更能让跨学科主题学习在乡村土地上持续生根发芽。
将学生的学习成果应用于校园环境改善和校园文化建设,让学生的智慧在校园中“看得见、用得上”。例如,在“校园绿地面积测量与规划”主题结束后,将学生绘制的校园绿地平面图和绿化建议提交给学校后勤部门,作为校园绿化改造的参考;将学生设计的年画文创作品用于装点走廊、教室,营造浓厚的乡土文化氛围。
引导学生将学习成果转化为服务社区的实际行动,增强学生的社会责任感和家乡认同感。例如,在“美丽乡村一日游路线设计”主题中,将学生设计的优秀路线图制作成宣传册,投放至乡镇旅游服务中心,供游客取阅;学生录制的“跟着数学游家乡”短视频上传至村委公众号,助力家乡宣传。
建立成果传承机制,让一届学生的成果成为下一届学生的学习资源和改进基础,推动智慧的积累,形成的良性循环。例如,借助AI工具,学校收录好历届学生的优秀作品、探究报告和活动反思,建立线上的“跨学科主题学习成果库”。让主题活动在不断地迭代中焕发出新的光彩。
综上所述,在农村小学数学教学中实施跨学科主题学习,能够有效激发学生的学习内驱力,深化其对数学核心概念的理解,促进综合素养的全面提升。为确保活动实效,教师应立足乡土真实情境设计跨学科主题活动,制定清晰适切的教学目标,有机整合数学与科学、语文、美术、劳动等学科知识,借助富有启发性和趣味性的探究任务,引导学生在解决实际问题的过程中深刻体会数学的应用价值,实现知识学习与生活实践的有机融合,真正让数学核心素养在农村小学的课堂上落地生根、开花结果。
作者:开封市通许县竖岗镇中心小学 魏睿杰
编辑:禹志军