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一、對小學數學“綜合與實踐”領域的認識
《義務教育數學課程標準(2022年版)》將綜合與實踐領域的內容與學業要求具體化,根據學生的年齡特征和認知特點,把課程內容分為“主題活動”和“項目學習”,要求第一至第三學段主要采用主題式學習,第三學段可適當采用項目式學習。體現出了明晰的階段性與發展性(如下表所示)。
二、“綜合與實踐”主題式學習的實踐
主題式學習是指在一個或者多個主題下,學生通過操作、探究、交流等具體活動,進行數學知識的學習或應用。下面以人教版三年級上冊“數字編碼”為基礎,展現主題活動“‘碼上行動”,探索主題式學習教學實踐。
(一)教材分析
信息化時代,“編碼”隨處可見,不僅有數字編碼,數字與字母混合編碼,還有基于圖形編碼的條形碼、二維碼(含動態二維碼)。可見,純粹用教材上的素材開展綜合與實踐學習,已經不能滿足生活中的編碼需要,缺乏現實感。因此,應挖掘生活中的編碼素材,將活動資源整合成主題式學習內容,使綜合與實踐呈現出數學知識學習、數學知識應用、跨學科知識融合,體現主題式學習的真實性、時代性和價值性。
(二)設計思路
“數字編碼”內容的“問題性”是什么?一個或一組數字,除了表示一個數值或序號,還可以表示什么呢?數字、數字與字母可以編碼嗎?圖形可以編碼嗎?如何編一個有意義的學號或是一個安全等級更高的密碼?面對這些問題,教材中的內容顯然不能涵蓋,為了體現綜合性與現實性,我們應把學習內容設計為現實情境下的主題活動,以“多樣化編碼”為知識主題,讓學生在真實的問題情境中,綜合運用所學的數學和其他學科知識與方法,發現、提出問題,設計解決問題的方案,探索解決問題的路徑,實現問題解決的目標,感受數學學習的樂趣和價值。
(三)活動過程
1.收集、展示信息資源(尋“碼”)。
(1)課前收集信息。
我們每天都和數字打交道,數字真奇妙!每個家庭、每個人都有數字信息,請同學們向家長了解家庭及個人的數字信息,并記錄下來。
(2)課始展示信息。
學生在小組內展示、交流課前收集的信息,并把收集的信息分類,可分為身份證號碼、電話號碼、家庭門牌號、車牌號、郵政編碼等,并說出這些數字的秘密。
2.提出相應學習任務(說“碼”)。
(1)數字與我們的生活息息相關,在日常生活中隨處可見,下圖(圖略)是老師出差時購買的動車票。這張動車票上顯示了哪些信息?這些信息可以分為哪幾類?
通過交流匯報,得出這些數字可以代表數值、序號、編碼等。比如,202.00元是個具體數值;7檢票口的“7”代表第7個檢票口,是個序號;身份證、電話、列車編號、座位號等都是編碼。
(2)制訂“‘碼上行動”研究方案。
①準備研究動車票上的哪些信息?
②怎樣研究這些信息?
a.想一想,研究這些信息需要哪些素材資源?
b.從哪些渠道可以得到這些資源?
③制訂方案,寫出具體實施步驟。可能遇到什么困難,你想怎么解決?
④按照方案研究“碼”。如果需要素材或查找信息,可以借助平板電腦查詢,把研究的過程記錄下來。
⑤嘗試得出結論。不同類型的編碼隱含著什么秘密?
3.開展合作交流學習(探“碼”)。
(1)學生分組合作學習,探究身份證號碼、電話號碼、動車車次編號和動車座位號中的秘密。
(2)小組匯報。
①身份證號碼的含義:前6位數字分別代表戶籍所在省、市、區縣的編號;第7~14位數字是出生的年月日;第15~16位數字為所在地派出所編號;第17位數字代表性別,奇數代表男性,偶數代表女性;第18位數字為校驗碼。
②電話號碼的含義:介紹固定電話號碼、手機號碼各部分數字的含義,了解特殊服務電話號碼,如動車票上的12306,還有應急救援電話110、119等。
③動車車次編號和動車座位號:G代表高速動車組列車,D代表普通動車組列車,C代表城際動車組列車,車票上的G1680表示這趟是高速動車。二等座車座席一排有5位,一側3位,一側2位,以“A、B、C、D、F”代表;一等座車座席一排4位,左右側各2位,以“A、C、D、F”代表;不管是一等座還是二等座,字母“A”和“F”的座位靠窗,字母“C”和“D”靠中間走道,動車票上的“03車01F號”表示的是第三車廂第一排F座位(靠窗)。
(3)想一想,動車票上還有哪些編碼?
小結:如R027284,34583311441019R02728也是編碼。這些編碼都具有唯一性,有了編碼,讓我們的個人信息更加安全。
(4)拓展研究。
①數字、數字與字母都可以編碼,那么,圖形可以編碼嗎?
②動車票上的二維碼是編碼嗎?
學生列舉生活中見過的二維碼、條形碼,比如商品售賣掃包裝上的條形碼,核酸檢測掃二維碼,加微信好友掃二維碼,地鐵、公交車電子支付刷動態二維碼,等等。
小結:有“碼”的時代真便捷,編碼的唯一性保證了我們個人的信息安全,我們要保存好個人的信息,注意保密。
思考:編碼用到了數學及其他學科的哪些知識?
編碼用到了數學、信息技術、網絡安全等學科知識。
4.應用綜合實踐成果(編“碼”)。
實踐應用:請同學們應用通過研究得到的編碼知識,自己編一個學號和一個高安全級別的密碼。在小組內分享編碼結果,并說說編碼的意義。
在此項跨學科主題活動中,讓學生在開放的環境下收集家庭、個人數字信息,為合作學習積累素材。以一張動車票作為現實素材,引發探究性問題,通過方案設計、小組分工探究、匯報、編碼等環節,讓學生經歷實踐過程,感受現實生活與數學及其他學科知識的緊密聯系,實現綜合與實踐的育人價值。
(作者單位:福建省廈門海滄延奎實驗小學)