數學核心素養下用跨學科思維解決真實問題的策略

摘要：新課程背景下，教師要充分考慮不同年齡段學生的認知規律和教育教學需求，密切結合學校特色文化和校園中發生的真實問題，在數學核心素養導向下，創新研發具有趣味性、綜合性、開放性的小學數學跨學科主題學習活動。以跨學科、跨年級主題學習“‘數’說光盤行動”課程為例，教師要從整體、系統、聯結等視角探究主題學習的設計、實施和特色，引導學生在學習過程中運用多學科知識解決一系列結構化問題，加強學科間的關聯，更新教學方式，促進主題學習的學科融合。

關鍵詞：主題學習；數學核心素養；跨學科思維；真實問題

小學數學學習中的“綜合與實踐”板塊為學生提供了兼具跨學科性、開放性、實踐性的學習方式，是核心素養培育的重要載體。《義務教育數學課程標準（2022年版）》（以下通稱“新課標”）設置“綜合與實踐”板塊時明確指出：“根據不同學段學生特點，以跨學科主題學習為主，設計情境真實、較為復雜的問題，引導學生綜合運用數學學科和跨學科的知識與方法解決問題。”基于新課標要求，教師應充分考慮不同年齡段學生的認知規律和教育教學需求，密切結合學校特色文化和校園中發生的真實問題，在數學核心素養導向下，創新研發具有趣味性、綜合性、開放性的小學數學跨學科主題學習課程。本文以跨學科、跨年級主題學習“‘數’說光盤行動”課程為例，從整體、系統、聯結等視角闡述主題學習的設計、實施和特色。

一、整體思考，系統設計跨學科主題學習活動

進行跨學科主題學習設計時，教師要通過調查研究，引領學生用洞察的眼光看待生活中、校園里的情境，并適時融入校內外素材，創設真實的學習內容。

（一）基于真實情境，凝練學習主題

學校大隊部在日常檢查中發現學生中午用餐浪費現象嚴重，于是提出了光盤行動。教師以“‘數’說光盤行動”為主題任務，融合數學、科學、美術、勞動學科，從現實生活問題入手進行跨學科主題學習設計，引導學生利用所學知識，針對在校午餐情況進行全面調查與數據分析，提高數據分析能力以及解決實際問題的應用能力。

（二）依據驅動問題，確定學習目標

圍繞“如何落實光盤行動”這一驅動性問題，設計以下課程目標：一是價值認同。通過主題學習活動感受勤儉節約、不浪費食物的美德，體會數學與生活之間的聯系。二是責任擔當。通過參與跨學科主題學習活動，增強學生珍惜食物和落實光盤行動的意識。在活動中培養學生團結協作、互相幫助的集體觀念。三是問題解決。從真實的任務情境出發，以已有知識和生活經驗為依托，經歷發現問題、分析問題的過程，綜合運用跨學科知識解決問題，培養應用能力。四是學科融合。融合數學、科學、美術、勞動等多學科知識完成預設活動任務。

（三）探索關鍵問題，設計核心任務

在驅動性問題的統領下，結合學習內容特點和學生年齡特點，教師可以設計學科知識交叉、情境生動有趣、邏輯完整嚴謹的三個子問題，這些問題將驅動學生在主題學習中感受數學的魅力，達到落實光盤行動的目標。教師根據學生不同年段的認知發展特征設計相應的核心任務，并提供不同的支持性工具，幫助學生在階梯式的任務中展開學習，逐步建立完整的知識體系（見表1）。

二、課程實施，以“‘數’說光盤行動”跨科學、跨年級主題學習為例

基于表1“‘數’說光盤行動”跨學科、跨年級主題學習設計，整個學習分為3個階段、3個任務來實施。

重點問題：

（1）1 g有多重？1 kg、1 t呢？

（2）如何測量浪費的食物？

（3）全校一年浪費的食物有多重？

（一）讓數據宣傳更有力——浪費食物知多少

任務一：學習質量單位，感受“克”與“千克”

三年級學生想知道每班到底浪費了多少食物，該用什么數學語言來表示。為此，筆者設計了“克與千克”這一課，帶領學生積極探究，答疑解惑。

任務二：熟練運用估算，認識質量單位“噸”

課后，三年級學生收集數據顯示，一至六年級一天浪費的食物（含湯水）大約是103 千克，通過計算，每周大約是500 千克，兩周就是1000 千克，從而引出新的質量單位——噸。教師讓學生說一說在生活中哪些地方見到過“噸”，體會“噸”與現實生活的聯系。

任務三：制作光盤行動海報，發布光盤行動倡議

在大量數據面前，學生對浪費的感受特別強烈，教師引導學生把自己強烈的感受通過制作海報、發布倡議書等進行表達，落實光盤行動的決心（如下頁圖1）。

（二）讓數據分析更深入——浪費食物知為何

重點問題：

（1）如何制作統計圖？

（2）怎樣分析統計圖？

（3）調查問卷的數據如何運用？

任務一：整理數據，利用統計圖表示數據

教師出示三年級學生制作的四年級五班5月22日～5月26日浪費食物情況統計表，引導學生嘗試用條形統計圖表示數據（為了方便畫圖，保留數據的整數部分）。

問題1：請同學們根據統計表中的數據，在方格紙上制作條形統計圖。總結畫條形統計圖的特點（如圖2）。

問題2：通過繪制條形統計圖，你能發現哪些信息？

問題3：你能用條形統計圖表示出四年級五個班這一周浪費的食物總和嗎（如圖3）？

思考：縱軸一格表示多少比較合適？每格表示一千克可以嗎？

問題4：你能結合5月23日和24日的菜單，分析四年級五班每天浪費的差異嗎？（如表2、圖4）

學生推測，因為糯米飯和瘦肉丸是很受歡迎的，所以當天浪費的比較少；而胡蘿卜同學們并不是很喜歡，加上骨頭和湯水，所以浪費得較多，質量較重。

任務二：分析數據，從不同角度討論數據

為了更好地了解學生用餐的喜好以及浪費食物的原因，五年級學生在教師的支持鼓勵下，先自行設計問卷，匯總后在教師的指導下進行修改，形成統一問卷，再通過“問卷星”來發放問卷，并通過答卷系統產生喜歡的食物關鍵詞。

問題1：下面是五年級同學喜愛葷菜的情況（見表3），怎樣用條形統計圖表示這兩組數據呢？

教師引導學生用兩種不同顏色的色條分別代表男生、女生的喜愛人數，通過自己調查得到的數據學會復式條形統計圖的畫法（如圖5、圖6）。

學生發現男女生的喜好人數還是比較接近的，性別不是浪費的主要原因，因此進一步對年段進行分析。

問題2：圖6是二年級一班和五年級一班同學對營養均衡知識的了解情況統計圖，以及光盤情況統計。

（1）從統計圖上看，哪個班完成光盤行動情況更好？

（2）二年級一班比五年級一班了解營養均衡知識的同學少幾分之幾？

（3）在午餐問卷調查中，很多低年級同學認為喜歡比營養均衡更重要，你有什么好方法改變他們嗎？

通過計算學生發現，二年級一班非常了解營養均衡知識的同學比五年級一班少了五分之三，且五年級一班落實光盤行動更到位。學生一致認為，需要對低年級同學進行一定營養均衡知識的宣傳，繪制關于營養均衡和光盤行動的小報進行展覽。

任務三：預測數據，采用估算引節糧共鳴

問題：據統計，我校學生對素炒西葫蘆的喜愛度最低。一個班一天素炒西葫蘆浪費質量為2千克，請同學們思考：一個學校31個班級大約浪費多少千克？我校一學期安排此菜10次，那么會浪費多少千克？西葫蘆的價格是2.6元/千克，一個學校一學期會浪費多少錢？

學生通過計算發現一學期大約浪費600千克，如果每千克是2.6元，浪費約1500元。常山縣規模類似的小學有6所，照這樣計算，浪費達10000元。我們貧困學生補助一學期是800元，這些金額就可以幫助十余名同學。

（三）讓數據使用更有效——營養午餐巧搭配

分析五年級學生午餐菜品的調查問卷，筆者發現學生選擇菜單更多的是考慮自己的喜愛程度，比如學生最喜歡油炸雞排、雞腿，最不喜歡白菜，很少會考慮食物的營養含量，基于營養均衡考慮，讓學生進行食物營養含量的調查，青少年成長所需營養的比例分析，制定一份營養午餐食譜。

重點問題：

（1）調查分析10歲左右兒童每天所需營養物質的含量；

（2）根據學生調查問卷設計一份營養午餐食譜；

（3）觀察學生自己設計的營養午餐食譜是否將光盤行動落實到位，月末進行綜合評價。

任務一：食物營養知含量

六年級學生想要通過更換菜譜來促進光盤行動的落實，四年級的時候在科學的“食物”單元中已經學習過營養均衡的知識，他們知道更換菜譜就要涉及對食物的營養成分以及學生每日所需的營養含量有全面的了解。于是，學生在學習了“百分數的認識”后圍繞著“每日所需的營養物質都有哪些？”和“每種營養物質的作用是什么？”這兩個問題展開10歲左右兒童所需營養物質調查。

資料收集后，學生想要計算出每種食物中的營養成分到底有多少？教師帶領學生探究“營養含量”這一課。課后，學生根據小組統計的數據分工進行計算，分別算出一周五天在校午餐中所攝取的營養成分，并與10歲兒童午餐主要營養需要量標準進行比較。

任務二：營養午餐巧搭配

六年級學生根據營養均衡的知識結合《搭配中的學問》分小組設計每日菜單，制作每日營養午餐食譜。再綜合菜品價格、膳食寶塔等因素，一起商量討論，修改多稿后匯總成一周營養午餐食譜提交學校食堂管理人員。這一過程中，學生真正地從參與者變成組織開發者，投入極大熱情。

活動三：獎勵光盤體辛勞

將設計的營養午餐方案推送給食堂管理人員，擇優選擇學生制訂的方案，調整每周菜譜。項目組觀察學生每日品嘗自己制作的菜單是否將光盤行動落實到位。每周五天落實好光盤行動的班級賦予一張“稻、黍、稷、麥、菽”標識，月末進行綜合評價，在周五集會上對表現好的班級所有學生給予一份“應季農產品”以示獎勵。

三、主題學習特色，提升學生核心素養

主題學習強調以學生為學習主體，以小組為學習單位，引導學生親歷學習與思考、表達與展示、評價與反思的完整過程。本主題學習具備以下特征。

一是增強數據意識和應用意識。學生通過對學校兩周浪費食物的質量進行數據記錄與整理：三年級學生通過稱重活動收集數據，四年級學生繪制條形統計圖表示數據，五年級學生設計問卷整理數據，六年級學生設計營養午餐應用數據。學生經歷了數據獲取、數據表示、數據分析和數據應用四個階段，增強了數據意識和應用意識，為數學核心素養的養成奠定了基礎。

二是培養數感、量感和運算能力。本次跨學科主題學習是以現實的問題為導向，以真實、有意義的任務為驅動，實現“做中學”的學習方式。學生在收集數據、稱重計量、整理計算、分析解讀數據等活動中，充分利用已學的數學知識解決現實中有意義的問題，培養了數感、量感和運算能力，使學習真正發生。

三是增強社會責任意識和擔當。在學習推進過程中，學生自主參與，節糧氛圍日漸濃厚，從原先的午餐隨意吃剩、無所顧忌，到如今盡量吃完、相互提醒，可見學生光盤意識逐漸增強。在活動后期，我們通過再次調查，發現全校光盤人數大幅增加，每天剩余飯菜明顯減少，利用獎勵進一步帶動全體學生成為“光盤小衛士”，學生的社會責任感逐漸增強。

綜上所述，教師要以數學學科為主線，以勞動、科學、美術等為支持性學科，特別關注了生態發展的前沿問題，從數學的學科特點出發，以建立質量觀念為契機，讓學生經歷數據的收集、整理、分析、應用的過程，感受用數據說話的魅力。同時，通過親手繪制宣傳海報、設計營養午餐食譜等實踐活動，學生更加感悟到“光盤”的重要性。

參考文獻：

［1］潘照團. 全員項目化學習亟須供給側結構改良［J］.教學與管理，2023（5）.

［2］錢建新.小學綜合實踐活動課程中項目化學習的實施［J］.教學與管理，2023（5）.

（責任編輯：楊強）