《义务教育数学课程标准(2022年版)》倡导打破学科壁垒,加强各学科之间的联系,落实跨学科主题教学,由此发展学生的综合学习能力,引领学生形成跨学科学习思维。在跨学科主题的视角下,小学数学教师应探索数学与其他学科融合的有效途径,合理地选择主题,聚焦主题整合学科内容,最大限度地发挥多学科的协同育人作用,助力学生核心素养的形成。对此,本文阐述了小学跨学科主题学习的意义,并重点针对跨学科主题视角下的小学数学教学优化提出了一些建议,以供参考。
一、小学数学跨学科主题学习的意义
1.解答“分科”学习疑惑
人在一定的时间内能够学习的知识是有限的,人的感知能力也存在一定的局限性,但是事物的属性却是多面的,人若是在学习过程中只是研究一种事物的所有方面,会因为精力不足、能力有限等问题,使得学习与研究的结果停留在浅显的层面。因此,教育部结合学生在不同成长时期的学习能力、思维能力、认知水平,将事物的研究分成了不同的方向,分为不同的学科,学生通过“分科”学习的方式,解决“事物的复杂性”与“能力的局限性”的矛盾。但是,这需要教师以及学生认识到事物并不是独立存在的,学生通过不同学科的知识学习,促进他们从多个视角分析和理解事物的属性特征。
2.助力学生综合素养形成
跨学科主题学习活动的组织,能促使学生围绕“主题”完成学习活动,引领学生建立学科之间的关联。对于小学数学学科而言,这类跨学科主题学习活动的组织与实施,可以增强数学教学的实践性与综合性,让学生从单一的学科知识学习转向综合的多学科融合学习,有助于发展学生的综合素养,培养具备综合能力的时代新人。
二、基于跨学科主题视角的小学数学教学优化途径
1.确定跨学科学习主题
主题的确定是跨学科主题学习活动实施的第一要务,可以为后续的学科内容筛选以及学习活动组织提供导向,促使教师在教学中以“主题”为桥梁,架起数学与其他学科内容之间的联系,这是数学跨学科主题教学模式得以落实的关键。在跨学科学习的主题选取中,需要教师遵循教材逻辑、学生逻辑、学科逻辑的原则,其中“教材逻辑”是指跨学科主题的选择需要以教材内容为依据,能够从学生所学的本学科知识入手,融合多学科知识,保障主题的选择既可以促进学生对本学科知识的理解,又可以助力学生综合素养的发展;“学生逻辑”是指选择的主题应考虑到学生各方面的发展情况,如学习兴趣、生活经验、思维能力等,确保选择的主题可以吸引学生的关注;“学科逻辑”是指主题的选择应体现出多个学科之间的关联性,能够通过“主题”引领学生发现学科之间的契合点,发现学科知识之间存在的联系。
例如,在对小学数学教材内容的分析中,了解到适合开展跨学科主题活动的内容十分丰富,需要教师结合具体的教学内容选择适合的主题,为学生的跨学科学习行为的实施指明路径。例如,在“圆周率”的一课教学中,教师可以设计以“圆周率的奥秘”为跨学科主题,带领学生在跨学科主题的探索中融合历史知识,从历史事件的研究中,了解古代数学家学习数学的故事,认识到圆周率发展对于世界数学发展做出的杰出贡献,这样的主题设计可以激发学生的民族自豪感,让学生感知中国数学文化的魅力。又如,在分数、比例的相关知识教学中,教师可以结合音乐学科的内容,设计以“五音中的数学”为主题的跨学科教学活动,引领学生在五音原理的探索中,学会运用数学知识发现音乐中的规律。
2.设计跨学科主题问题
在确定了跨学科学习的主题后,还需要教师调动学生的学习热情,促使学生加入跨学科主题的学习中,引发学生对问题的思考,提高学生的学习思维活跃性。问题的设计是一种有效的方法,教师可以在跨学科主题教学中,掌握问题设计的艺术,通过一系列的问题设计,引发学生对跨学科主题的思考和探索,让学生从被动学习转变为主动学习。
例如,在学生掌握了长度单位、物体长度测量方法以及直角的判断方法后,教师设计了以“日影的故事”为主题的跨学科学习活动,此项跨学科主题活动的开展,在数学学科知识的基础上融合了天文学、历史、科学等多个学科的内容,是数学跨学科教学中的典范。在此次跨学科主题教学中,为了提高学生的思维活跃性,教师可以先提出问题,如“在日常生活中,你是怎么确定时间恰好是中午12时的?”“在古代没有钟表,他们又是如何判断是否是中午12时的呢?”“通过数学知识的学习,用科学的方法说明什么时候是中午12时。”教师可以启发学生对跨学科主题开展一系列的思考,有的学生对第一个问题进行思考,并说道:“在日常生活中可以根据钟表上的指针,确定何时是中午12时。”还有的学生思考并回答了第二个问题:“对于古代如何确定中午12时的问题,我查阅了历史资料,了解到他们是根据太阳光找到物体上影子倾斜的角度以及影子的长短等现象确定时间的。”而第三个问题的设计,则可以引发学生的动手实践,让学生产生运用实践的方式解答问题的意识,引领学生使用科学的方法进行验证与分析。在这个过程中,教师所设计的三个问题分别涉及生活常识、历史以及科学,实现了问题设计中的跨学科融合。
3.组织跨学科学习活动
基于跨学科主题视角的小学数学教学活动开展,教师需要创新教学活动的组织形式,以学习活动的组织为载体,引领学生在数学学习中可以“跨出去”,也能“跨回来”,这就要求教师在数学教学中始终坚守以数学学科为根本立场,能够在跨学科主题教学活动的组织中,明确学生的学习主线,既要做到学科融合,又要发挥出每一门学科的教学价值,引领学生在数学学习中灵活地“跨出来”“跨回来”,促进学生理解数学知识,并且能够灵活地运用多学科知识解决现实问题,从而提高学生的问题解决能力。
例如,在“轴对称图形”的一课教学中,教师可设计以“剪纸”为主题的跨学科学习活动,在教学活动开展之前,教师应解决“跨”什么、怎么“跨”的问题。“轴对称图形”一课的教学主要是让学生发现图形对称的规律,能够准确地判断图形是否为轴对称图形。在这节课的教学中组织以“剪纸”为主题的跨学科学习活动,需要学生“跨”出去的内容是通过语文、美术等学科知识的融合,帮助学生理解“轴对称”的概念,“跨回来”的内容是让学生结合轴对称图形的概念及其特点,设计剪纸的图形,由此加深学生对轴对称图形知识的理解深度。教师可以在教学过程中设计如下的五个跨学科主题学习活动:(1)数学与生活的融合:观察生活,说一说在生活中有哪些对称之美?(2)数学与美术的融合:哪些图形是轴对称图形,在绘制这些图形的时候如何体现出轴对称的特点?(3)数学与音乐的融合:探索音乐作品中的音符对称之美,你发现了哪些音符是符合轴对称特点的?(4)数学与语文的融合:从你阅读的古诗词展开分析,说一说古诗词中的对称结构,分析古诗词中的对仗、句式等手法,理解并鉴赏对称美所蕴含的文化意象;(5)数学与哲学的融合:儒家的浑然一体、道家的阴阳平衡都是对称平衡之美的体现,你能举例说明儒家、道家的对称平衡之美的事例吗?在学生完成这五项跨学科主题学习活动的探索任务后,教师应带领学生展开主题讨论,引领学生从多样化的学习活动参与中发现规律、总结规律,进而概括出轴对称图形的特征,感悟图形的对称之美。
综上所述,跨学科主题是一种新型的教学模式,将其运用于小学数学教学中,可以使教师树立跨学科教学的观念,能够在教学过程中结合学情、教学内容以及生活,合理地选择跨学科主题,并且从跨学科主题的视角出发,巧妙地设计问题,组织有助于学生学习和发展的跨学科主题活动,从而提高学生的学习质量,促进学生全面发展。