基于深度学习的小学数学跨学科主题探究

【摘要】当下，小学数学教师应基于目标提炼核心问题，借问题链助力学生深度学习，对标理论，促进数学与体育、信息、科学、艺术等学科融合，让学生以更广阔的视野进行数学学习。文章以“圆的周长—跑道中的学问”为例，探索跨学科主题学习的新路径与新视野，助力学生深度学习。【关键词】小学数学；跨学科；跨学科主题；深度学习《义务教育数学课程标准（2022年版）》提出优化课程内容结构，设立跨学科主题学习活动［1］。跨学科主题学习活动能够促使多种学科交融与整合，以解决实际问题为重点，促进深度学习真实发生。数学课程的跨学科学习聚焦于学科特定的知识点，围绕某一研究主题展开学科间的跨界与融合，以训练学生解决问题的技能，提高学生的学习能力。在观察、合作、探究中，学生突破学科壁垒，综合运用多学科的知识与技能解决真实的问题，实现跨学科核心素养的提升。本文以“圆的周长—跑道中的学问”为例，展开基于深度学习的小学数学跨学科主题探究。一、基于目标提炼核心问题，分析数学课中的跑道在开展跨学科活动之前，教师应根据学生认知情况，以学科基础为载体多角度、多方位地进行关联，明确活动主题，确立活动目标，设计学生跨学科核心素养的“真问题”，“跨”出学习的第一步。针对“圆的周长—跑道中的学问”这一主题，教师将其分解为“确定圆周长方法”“探究跑道中的学问”“设置起跑线的位置”3个子问题，形成跨学科问题链，每个子问题设置相关的学习目标（如表1）。如此，教师为学生搭建层层进阶的学习支架，让学生结合体育、科学、等学科知识进行跨学科学习。为确保跨学科学习既符合学科本位，又落实“跨界”，实现学科之间的相互融合，教师合并、重构多学科的知识与技能，整合多种探究方法，将真实的跑道“搬进”课堂。具体而言，教师提出驱动性问题：“400米比赛中，相邻跑道的起跑位置应该相差多少米呢？”由此引出“如何求圆的周长”这一核心问题。在核心问题的研究过程中，教师应根据学生的真实学情搭建学习支架，引导学生进行小组合作、经验交流，自主选择实验（滚动法、绕线法）、网络搜索等方式进行探究。在探究过程中，学生利用教师提供的学习材料，进行“深度探索”的课堂学习，小组间共享信息、合作分工，共同推进问题的解决。通过测量和计算，学生发现跑道线之间的间距是相等的，且400米比赛中相邻跑道的起跑位置的间距也是相等的。这样，学生在小组合作、经验交流中，运用多学科知识与技能解决核心问题，切实体会探索知识的过程，有利于提升跨学科核心素养。二、借问题链助力深度理解，开展跑道上的数学课在开展跨学科活动的过程中，教师应重视学生在真实情境中综合运用相关学科知识解决问题的能力；应突破时空限制，将学生学习的场域延伸至操场。基于此，教师调整教学思路，设计跨学科主题学习地图（如图1）。通过跨学科学习，学生应学会运用多学科知识与技能解决真实情境中的问题。教师围绕“圆的周长”，开展跑道上的数学课，以问题链的形式引导学生进行跨学科深度学习。问题1：100米比赛的时候，4名学生站在同一起跑线上，公平吗？问题2：沿跑道跑一圈，4名学生站在同一起跑线上，公平吗？问题3：若可以自己选择起跑线，你会怎么选呢？问题4：怎样调整起跑位置，比赛才能更公平？问题5：标准跑道中，200米、400米、800米比赛的起跑线，是如何设置的呢？针对问题1和问题2，教师可以分别组织学生在跑道上进行比赛。学生经过观察、体验、比较，得出结论：沿跑道跑一圈，让选手们站在同一条起跑线上不公平；针对问题3，学生根据经验都挤在第一条跑道上；针对问题4，学生自发分成5个小组，展开深度学习。学生经过讨论得出探究方案：小组成员分工合作，先分别测量跑道线的间距，根据所学知识计算相邻跑道的周长差，再确定起跑线；针对问题5，学生通过查阅资料或观看视频，了解到在标准的400米跑道上，200米、400米、800米比赛的起跑线的设置方法，并总结归纳其特点和规律。在本次跨学科主题学习中，教师重点指向跨学科知识的整合与提升，让学生在操场这一真实的活动场域中综合运用相关学科的知识进行研究，充分发挥问题链的作用，实现学生的深度学习。但是，由于课堂时间有限，部分学生在活动中难以及时、充分地理解学习内容，导致“跨而不精”。三、对标理论引领学科融合，从短程“跨向”长程为保证教学活动的时效性，教师可以开展长程的跨学科活动，拉长学生跨学科学习的周期，助力学生持续地、充分地探索研究，提高深度学习的能力。此外，教师应充分运用过程性评价，动态掌握学生在活动过程中表现出的情感、态度及综合能力；应合理运用综合性评价，鼓励学生进行自我完善、自主构建思维框架。基于此，教师对活动环节进行相应调整，确定本次长程跨学科活动的流程（如图2）。在此活动过程中，教师应重视学生获取知识的过程，落实深度学习。（一）分工合作，深入参与活动教师根据学生的意愿进行分组，让学生在小组长的带领下依据分工表（如表2）合理分工，明确任务，深入参与学习过程。针对相邻跑道起跑位置间隔大小的相关问题，为获得准确的数据，小组成员分工合作，进行测量、记录等，并根据收集到的相关数据，进行“组内商榷—小组校对—测量复核—达成共识”的流程，最终得到“相邻跑道的起跑位置间隔的距离是一定的”。而后，学生根据探究成果，确定相应道次的起跑线。最后，让学生在自己设置的起跑线上再次进行跑步比赛。这样，学生在真实而具体的情境中解决问题，学有所思，行之有向，提升了跨学科学习的自我效能［2］。（二）综合展示，个性深入探究活动中，学生通过亲身体验、实地测量、计算比较等方法开展研究。可见，数学、科学、体育等知识共同持续推进了本次跨学科活动的开展。在成果展示阶段，教师可以引导学生从探究方法、实践路径、思考维度、创新意识等方面进行分享与交流，让学生综合美术、信息技术等学科技能，呈现本次跨学科活动的学习过程，拓宽学习视野，提升跨学科素养。此外，教师应指向学生跨学科核心素养的形成，积极鼓励学生进行自我评价及学生互评，为学生跨学科学习积累经验，有利于学生进行学科知识整合、迁移、重构、融合，实现深度学习。四、小学数学跨学科主题探究实施建议（一）突出“跨界”，注重学科融合“跨学科”作为学科整合教学的新理念，具有综合性、整体性、探究性等特点。教师应以学生的学习和生活经验为出发点，围绕某一个主题、任务开展指向多维目标和多重结果的跨学科活动，实现鲜明的学科交叉与融合，进而促使多学科知识的梳理与整合。此外，教师在设计跨学科内容时，应力求整体、连续的教学，联系学习与生活。（二）聚焦“问题”，引领思维提升跨学科学习指向学生解决真实问题。在真实的情境中确定真实的驱动性问题，以问题链的形式贯穿整个跨学科活动，这样能有效引起学生的共鸣，推动学生通过分析、探究、合作解决实际问题，实现深度学习。此外，教师可以在学生学习的疑难处、衔接处搭建学习支架，帮助学生“跨”出原有的束缚，让学生多角度、全方位地思考问题，拓展思维深度。（三）重视“活动”，提升学习深度跨学科主题学习中往往会设置学生活动，这类活动以综合性研究的方式逐步梳理问题链条，让学生经历“发现问题—提出问题—分析问题—解决问题—优化方案”的过程。在此过程中，学生进行小组合作，合理分工，并制定有效的实践过程方案。学生在活动中对数据进行对比分析，综合运用多学科知识及技能探寻解决问题的方案，加深对知识的理解。这样，学生的深度学习得以真正落地，有利于提升学生的跨学科核心素养。（四）组织“评价”，彰显育人价值教师可以引导学生设计跨学科主题的作品呈现学习成果，如思维导图、调查研究、小报等；可以关注学生在活动过程中表现出的情感、态度及综合能力等。在此基础上，教师对学生的过程化学习进行评价，鼓励学生分享经验、反思总结，让学生在学习过程中不