摘要 :在教育改革不断深化的当下,跨学科教学正逐渐受到关注。本文首先探讨了当前小学数学跨学科教学存在的问题,包括缺乏深度整合、主题建构不明以及跨学科情境设计不真实等。随后,文章阐述了小学数学跨学科教学的教育价值,指出其能够拓宽学生视野、促进全面发展,并培养核心素养、提升综合能力。为了应对存在的问题并充分发挥跨学科教学的教育价值,本文进一步提出了小学数学跨学科整合的创新教学模式,包括基于问题引入跨学科教学、开展项目式学习、情境式教学以及进行开放性问题设计等,旨在为小学数学跨学科教学的改革和发展提供参考。
关键词:新课标;小学数学;跨学科
通过跨学科整合的数学教学模式,学生能够在更加真实和多元的学习环境中接触和应用数学知识,这不仅增强了学习的趣味性和实践性,还促进了学生对数学概念的深入理解和灵活运用。跨学科整合能够打破传统学科界限,将数学知识与其他学科如科学、艺术、社会等紧密结合,使学生在解决实际问题的过程中,体验到数学知识的广泛应用和巨大价值,从而激发他们学习数学的兴趣和内在动力。
一、当前小学数学跨学科教学存在的问题
(一)缺乏深度整合
尽管跨学科教学的理念已被广泛接受,但在实际操作层面,许多教师仍难以将数学知识与其他学科知识深度融合。他们可能只是简单地将其他学科的内容作为数学教学中的点缀或附加,在课堂中一带而过,并没有真正建立起跨学科之间的联系。这种表面化的跨学科教学,不仅未能充分发挥跨学科教学的优势,反而可能导致学生在学习中产生困惑,无法深刻理解知识的内在联系。
缺乏深度整合的跨学科教学难以激发学生的学习兴趣和积极性。由于知识之间缺乏有机联系,学生可能无法感受到学习的乐趣和价值,从而失去对学习的热情和动力。其次,这种教学方式可能限制了学生的思维发展和问题解决能力的提升。跨学科教学本应帮助学生从不同角度、不同层面去理解和解决问题,但由于缺乏深度整合,学生可能无法形成全面的、系统的知识体系,也无法灵活运用所学知识去解决实际问题。这不仅影响了学生的学习效果,也制约了他们未来的发展和成长。
(二)主题建构不明
在小学数学跨学科教学中,主题建构不明这一问题的主要体现在教学目标的模糊性上。教师往往试图将数学与其他学科内容生硬地结合在一起,却未能明确阐述这种结合背后的教育意图和核心主题,导致学生在学习过程中难以捕捉到跨学科学习的真正目的。其次,这一现象还体现在课程内容的无序性上。由于缺乏明确的主题引领,跨学科教学内容可能显得杂乱无章,各个学科的知识点被随意穿插,缺乏内在的逻辑关联和层次感。这不仅使学生在整合和应用知识时感到困惑,还可能削弱他们对数学学科本身的理解和掌握。此外,在课堂活动的设计上,主题建构不明也导致活动安排缺乏针对性和实效性。教师可能设计了一系列看似丰富多样的跨学科活动,但由于缺乏明确主题的支撑,这些活动可能仅仅停留在表面形式上,未能深入挖掘数学与其他学科之间的内在联系,从而无法实现跨学科学习的真正价值。这种现状不仅影响了教学效果,还可能使学生对跨学科学习产生误解和抵触情绪。
(三)跨学科情境设计不真实
许多教师在设计跨学科教学情景时,往往过于注重形式上的跨学科融合,而忽视了情景的真实性和合理性。他们可能只是简单地将其他学科的内容与数学知识相结合,而没有考虑到这些内容是否符合学生的生活实际和认知规律。例如,一些教师在设计教学活动时,过分追求学科间的表面联系,而忽视了这些联系是否真正有助于学生对知识的深入理解和应用。他们可能会将数学公式、定理等与其他学科的内容进行简单拼接,形成看似跨学科但实际上缺乏内在逻辑联系的情景。例如,在数学课上引入科学实验的数据让学生计算,但实验本身与数学知识点之间的联系并不紧密,或者实验数据过于复杂,超出了学生的认知水平,这样的融合只是形式上的,难以达到预期的教学效果。跨学科教学本应通过真实的情景和问题,引导学生综合运用多学科知识,进行批判性思考和创造性解决问题。然而,不真实的情景设计可能使学生无法真正体验到问题解决的过程和方法,从而限制了他们的思维发展和问题解决能力的提升
二、当前小学数学跨学科教学的教育价值
(一)拓宽学生视野,促进全面发展
跨学科学习不仅极大地丰富了小学数学的教学内容,更从根本上改变了传统的教学模式,它倡导以问题为导向的学习方式,鼓励学生主动探索、合作交流,这一转变有力地培养了学生的批判性思维和解决问题的能力。通过跨学科的教学设计,学生能够接触到来自不同学科的知识体系和研究方法,这是传统单一学科教学模式所无法提供的丰富性和深度。跨学科教学让学生有机会深入了解不同学科之间的内在联系和交叉点,从而拓展了他们的认知视野,使他们能够跨越学科界限,形成更为全面和系统的知识体系。
(二)培养核心素养,提升综合能力
通过跨学科的数学教学,学生不仅能在数学领域内深化对数值计算、逻辑推理、空间想象等基本能力的培养,更重要的是,能够在解决实际问题的过程中,将数学知识与其他学科如科学、艺术、语言、社会等相融合,从而形成一种综合应用能力。这种教学方式鼓励学生跳出单一学科的框架,学会用多角度、多维度的思维方式去审视和理解世界。在跨学科学习的过程中,学生需要运用批判性思维去分析问题,运用创造性思维去提出解决方案,这些过程对于培养他们的独立思考能力、问题解决能力和创新能力至关重要。同时,跨学科教学还强调实践操作和团队合作,使学生在动手实践中增强实践能力,在团队交流中提升沟通协调能力,进一步促进综合素养的全面提升。
三、小学数学跨学科整合的创新教学模式
(一)基于问题引入跨学科教学
在教学活动中,可以发现学生对那些与日常生活紧密相关且充满谜团的问题特别感兴趣。例如,在教授小学数学三年级上册“长方形和正方形”这一单元时,一个简单却富有启发性的问题:“为什么我们常见的门窗、书本、桌面等物品大多是长方形或正方形的形状呢?”能迅速吸引学生的注意力,并引导他们思考形状与功能、美观、实用性之间的关联。这样的问题不仅自然地引出长方形和正方形的性质、特征,还能激发学生的好奇心,引导他们探索这些形状在实际生活中的应用。
进一步地,教师可以将这一话题扩展到更广阔的领域。教师可以提出:“为什么建筑师在设计建筑时,经常选择长方形和正方形作为窗户和门的形状?”这个问题不仅涉及数学知识,还关联到物理学、美学等多个学科领域,从而激发学生的跨学科学习兴趣。
案例一:
在研究赵州桥的跨学科主题实践活动中,小组成员首先通过互联网资源收集赵州桥的信息,并将研究重点聚焦在赵州桥上的敞肩拱上。敞肩拱的设计引发了小组成员的好奇心,他们纷纷提出疑问:“敞肩拱设计有什么好处呢?”
活动过程:
1. 分工合作:小组成员根据各自的专长进行科学分组,分别负责资料收集、画图对比、模型制作等工作,建立互利共赢的关系。
2. 深度求证:小组成员通过画图对比、模型制作等方法,深入探讨敞肩拱设计的优势。他们发现,四个敞肩拱均衡对称,增加了造型的优美;同时,敞肩拱设计还节省了大量土石材料,减轻了桥身的自重,并增加了排洪能力。
3. 实验验证:为了获得敞肩拱排洪量的准确数据,小组成员利用比例知识,制作了两种不同型号的赵州桥模型,并进行了模拟排洪实验。在实验过程中,他们遇到了模型毁坏的问题,但经过讨论和辨析,他们找到了解决问题的办法,提高了实验的成功率和准确性。
活动成果:
通过实践活动,小组成员不仅深入了解了长方形和正方形在桥梁设计中的应用,还掌握了资料收集、画图对比、模型制作等跨学科技能。同时,他们像工程师一样设计图纸、制作模型,像科学家一样排除困难、严谨实验,经历了“制作模型—实验验证—获取数据”的完整探究过程。
(二)开展项目式学习
项目式教学通常围绕一个真实世界的问题或挑战展开,要求学生运用数学及其他学科知识来寻找解决方案。这种过程不仅锻炼了学生的逻辑思维和数学运算能力,还教会了他们如何分析问题、收集信息、制定计划并实施解决方案。
案例二:
教师在教学小学数学四年级上册第六单元可能性时,为了让学生深入理解“可能性”这一概念,并将其与科学、艺术、语言等多学科知识相结合,教师可以策划一个以天气预测为主题的跨学科项目。
活动过程:
1. 数据收集与分析
i. 数据收集阶段:研究天气预测小组在收集历史天气数据时,发现网络上关于某个地区特定时间段内的降雨概率存在不同的记录,有的记录显示降雨概率为30%,有的则高达50%。为了获取准确的数据,小组成员决定从多个可靠的气象网站和数据库中收集数据,并进行对比分析。
ii. 数据分析阶段:小组成员利用数学中的概率计算方法,对收集到的数据进行分析。他们计算了特定时间段内降雨现象出现的可能性,并绘制了降雨概率的折线图,以便更直观地展示数据的变化趋势。
2. 科学原理探索
i. 理论学习:教师为小组提供了气象学的基础知识,包括气压、湿度、风向等要素对天气变化的影响。小组成员通过查阅资料、观看视频或进行实验,加深了对这些原理的理解。
ii. 实践探索:小组成员利用所学知识,结合历史天气数据,尝试分析特定天气现象出现的原因。例如,他们发现当气压降低、湿度增加时,降雨的可能性会增大。
3. 艺术手段展示
i. 设计作品:在掌握了天气预测的基本原理后,小组成员开始运用艺术手段展示他们的预测结果。他们设计了天气预报图表、动画和海报,以直观、生动的方式展示了未来几天的降雨概率和天气变化趋势。
ii. 教师指导:教师在这一过程中提供了宝贵的指导和反馈,帮助小组成员完善他们的作品,使其更加准确、美观。
4. 撰写天气预报报告或解说词
i. 撰写报告:小组成员根据预测结果,撰写了天气预报报告或解说词。他们详细描述了天气现象、预测依据、可能的影响以及预防措施等内容。
ii. 语言表达:教师强调了清晰、准确的表达在天气预报中的重要性,并鼓励小组成员进行多次修改和完善。通过这一过程,学生的语言表达和写作能力得到了显著提升。
5. 成果展示与分享
i. 团队演讲:在项目式学习的最后阶段,教师组织了一次成果展示和分享活动。小组成员以团队形式进行了演讲或展示,分享了他们的天气预测研究结果。
ii. 互动交流:在展示过程中,学生之间进行了积极的交流和互动。他们相互倾听和尊重他人的观点,提出了宝贵的建议和改进意见。这一环节不仅培养了学生的团队协作和批判性思维能力,还激发了他们对跨学科学习的兴趣和热情。
项目反思与收获
通过本项目的实施,学生不仅深入理解了“可能性”这一概念,还学会了如何收集和分析数据、探索科学原理、运用艺术手段展示成果以及撰写报告或解说词。同时,学生在交流和互动中学会了倾听和尊重他人的观点,培养了团队协作和批判性思维能力。此外,本项目还激发了学生对跨学科学习的兴趣和热情,为他们的全面发展奠定了坚实的基础。在深入求证的过程中,学生体会到了运用知识解决问题的乐趣,提高了分析、比较、反思等高阶思维能力。
(三)开展情境式教学
通过创设与学生实际生活紧密相关的数学情景,如购物、建筑设计等,可以使学生更加直观地感受到数学在现实生活中的应用,从而激发他们的学习热情和好奇心。例如,教师在教学小学数学四年级下册第三单元,三位数乘两位数时,教师可以设计一个以购物为主题的教学情境。在这个情境中,学生扮演不同的角色,如顾客、商家等,进行模拟购物活动。教师可以设定一些具体的商品和价格,如一款价值123元的玩具,需要购买45个。然后,引导学生运用三位数乘两位数的计算方法,来计算购买这些玩具所需的总金额。这样的情境不仅贴近学生的日常生活,还能让他们在解决实际问题的过程中,自然地掌握数学知识。
此外,教师还可以将建筑设计融入教学情境中。例如,设计一个建造学校的项目,其中需要计算教室、操场等区域所需的材料数量。教师可以提供一些具体的材料单价和所需面积(以三位数和两位数表示),然后让学生运用乘法计算来确定总成本。这样的情境不仅涉及数学知识,还涉及到物理、美学等多个学科领域,能够培养学生的跨学科思维和综合运用能力。
(四)进行开放性问题设计
开放式问题能够激发学生的好奇心和探索欲。这类问题通常没有现成的答案,需要学生自己去发现、去创造,从而促使学生主动投入学习,积极寻找解决问题的策略和方法。
案例三:
在小学数学五年级上册第四单元,学生学习小数的加法和减法时,教师巧妙地融入了小学科学中的“环境保护”主题,设计了一项名为“家庭用水调查”的跨学科项目。该项目旨在通过实践活动,提升学生的数学运算能力,培养他们的环保意识和节约用水的习惯。
活动过程:
1. 数据收集
i. 教师向学生介绍项目的背景和目标,强调节约用水的重要性,并明确调查的具体内容和要求。学生被分成若干小组,每组负责记录一周内家庭各项用水的详细数据,包括日常用水、洗漱用水、洗衣用水等。
ii. 教师教授学生如何使用测量工具(如水表、量杯等)来准确测量用水量,并强调数据的准确性和完整性。
2. 数据整理与分析
i. 学生将收集到的数据整理成表格或图表形式,以便进行后续的分析和计算。一些学生发现他们很难理解如何将收集到的数据转化为小数进行加法和减法运算。为了解决这个问题,教师组织了一次小组讨论会,让学生互相交流他们的想法和困惑。在讨论中,教师引导学生回顾了小数加法和减法的规则,并鼓励他们尝试将这些规则应用到实际数据中。通过小组讨论和教师的引导,学生逐渐掌握了数据转化和运算的方法。
ii. 教师引导学生观察和分析数据,发现家庭用水中的浪费情况,并讨论可能的节约措施。
iii. 学生使用小数加法和减法来计算家庭日常用水中的总用水量和浪费量,加深对小数运算的理解和应用。
3. 成果展示与反思
i. 学生以小组为单位,展示他们的调查结果和计算结果,分享节约用水的经验和建议。
教师组织学生进行成果展示和交流,鼓励学生提出问题和建议,进一步完善他们的调查和计算。
活动成果:
整个项目过程中,教师充分发挥了引导作用,通过问题引导、小组讨论、成果展示等方式,激发了学生的学习兴趣和探究欲望。学生则在教师的指导下,积极参与、主动探究,不仅提升了数学运算能力,还培养了环保意识、团队协作能力和问题解决能力。这一跨学科项目的成功实践,不仅解决了如何让学生更好地理解并应用小数加法和减法的问题,还充分展示了数学与科学相结合在培养学生综合素养方面的独特优势。
结束语:跨学科教学为小学数学教育带来了全新的活力和可能性,它打破了传统学科的壁垒,促进了知识的深度整合和广泛应用。通过实施基于问题的教学、项目式学习、情境式教学以及开放性问题设计等创新教学模式,不仅可以拓宽学生的视野,促进他们的全面发展,还培养了他们的核心素养和综合能力,为学生的创新精神和实践能力提供了肥沃的土壤,让他们在解决实际问题的过程中,体验到了数学知识的魅力和价值。
参考文献:
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