跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)的實踐與思考

［摘 要］跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)不單是各學(xué)科知識的交叉運用，而且要遵循思維發(fā)展的規(guī)律，實現(xiàn)學(xué)科內(nèi)以及學(xué)科間的思維關(guān)聯(lián)，指向具有結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在基于數(shù)學(xué)的跨學(xué)科學(xué)習(xí)項目“水蜜桃箱的制作”中，讓學(xué)生在真實情境下運用多門學(xué)科知識解決一系列結(jié)構(gòu)化問題，加強(qiáng)學(xué)科間的聯(lián)系，更新教學(xué)方式，從而實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

［關(guān)鍵詞］項目化學(xué)習(xí)；跨學(xué)科；學(xué)科融合；結(jié)構(gòu)化

［中圖分類號］ G623.5［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1007-9068（2023）35-0047-04

“跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)”作為2022年數(shù)學(xué)課程改革的重要內(nèi)容，自提出以來受到一線教師們的廣泛關(guān)注與實踐。《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中明確提出：“設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動，加強(qiáng)學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)，帶動課程綜合化實施，強(qiáng)化實踐性要求。”由此可以看出，跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)不僅能優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)，豐富教學(xué)方式，而且能加強(qiáng)數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)，提高學(xué)生解決問題的綜合能力。

跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)作為數(shù)學(xué)“綜合與實踐”領(lǐng)域主要的學(xué)習(xí)手段，以數(shù)學(xué)核心知識為主脈，引導(dǎo)學(xué)生將書本上的知識運用到生活實際層面，溝通融合其他學(xué)科知識。跨學(xué)科項目化的實施過程不僅是各科知識簡單的交叉運用，還要遵循思維發(fā)展的規(guī)律，實現(xiàn)學(xué)科內(nèi)以及學(xué)科間的思維關(guān)聯(lián)，進(jìn)而指向結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)目標(biāo)。據(jù)筆者統(tǒng)計，“跨學(xué)科”一詞在《課程標(biāo)準(zhǔn)》中出現(xiàn)了29次，可見其在新課程改革中的重要性。那么作為一線教師，我們該如何更好地落實跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)呢？筆者結(jié)合“水蜜桃箱的制作”這一案例，談?wù)勛约旱淖龇ê退伎肌?/p>

一、結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣峁┮粋€真實情境

跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)是以真實問題驅(qū)動學(xué)生展開一系列思考。傳統(tǒng)的課程形態(tài)更注重知識的理論性，要求學(xué)生運用書本上的知識解決作業(yè)本上的問題，知識的傳授形式較為被動，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。跨學(xué)科的項目化學(xué)習(xí)突破傳統(tǒng)線性的教學(xué)模式，以一個真實的情境激發(fā)學(xué)生自主思考。如此一來，單一學(xué)科不再是教學(xué)模式的核心，取而代之的是生活中一個個真實且具體的問題。一個個真實問題關(guān)聯(lián)著各學(xué)科之間的知識和內(nèi)涵，解決這樣的現(xiàn)實問題更能讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)知識的價值。

水蜜桃作為長興縣和平鎮(zhèn)遠(yuǎn)近聞名的特色水果，對當(dāng)?shù)氐氖袌鼋?jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)文化的推動有著至關(guān)重要的作用。“水蜜桃箱的制作”以“和平鎮(zhèn)作為水蜜桃之鄉(xiāng)，怎樣設(shè)計一款既方便長途運輸又能宣傳家鄉(xiāng)水蜜桃的桃箱呢？”為驅(qū)動問題，讓學(xué)生置身于真實的社會問題情境中。這個問題的解決需要用到其他學(xué)科的知識：在調(diào)查統(tǒng)計市場水蜜桃規(guī)格時化身市場調(diào)研員；在描述水蜜桃箱的設(shè)計理念時化身宣傳演說家；在設(shè)計水蜜桃箱的標(biāo)志時化身產(chǎn)品設(shè)計師等。這一項目在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)?shù)匚幕耐瑫r，促進(jìn)數(shù)學(xué)、語文、科學(xué)、美術(shù)各學(xué)科的交流與融合，實現(xiàn)學(xué)科目標(biāo)和素養(yǎng)目標(biāo)的雙向落實。

二、展現(xiàn)項目關(guān)聯(lián)，多維落實學(xué)科素養(yǎng)

在跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)中，“跨出去”是該學(xué)習(xí)手段的重要特征。只有跨出去了，才能突破原有學(xué)科的壁界，與其他學(xué)科在知識以及學(xué)習(xí)形式上發(fā)生滲透和交融，產(chǎn)生解決問題的新思路，形成更全面更系統(tǒng)的課程理念，從而真正提高學(xué)生解決問題的綜合能力。

在驅(qū)動問題的引領(lǐng)下，水蜜桃箱的制作分為三個子任務(wù)。任務(wù)一，收集水蜜桃相關(guān)的市場數(shù)據(jù)、分析整理市場需求。在此任務(wù)中，引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度去整理、分析、對比大量數(shù)據(jù)，學(xué)會在龐大且復(fù)雜的數(shù)據(jù)中提取自己想要的信息。任務(wù)二，根據(jù)需求設(shè)計水蜜桃箱，展示并優(yōu)化。這是一次數(shù)學(xué)、美術(shù)和語文的融合教育：設(shè)計時為了使水蜜桃箱更美觀，用美術(shù)的眼光；展示時為了讓觀眾更加信服，借助語文的藝術(shù)。任務(wù)三，設(shè)計水蜜桃箱標(biāo)志并制作水蜜桃箱。除了考慮水蜜桃箱的幾何結(jié)構(gòu)和美觀性，科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性也是必不可少的，這樣設(shè)計出來的水蜜桃箱才能真正投入使用。在制作水蜜桃箱任務(wù)的驅(qū)動下，學(xué)生綜合運用各學(xué)科知識，自然而然地實現(xiàn)了學(xué)科融合。

整個“水蜜桃箱的制作”跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)地圖，包括項目任務(wù)設(shè)計、學(xué)習(xí)結(jié)果指向（如圖1）。

1.任務(wù)過程展示

（1）收集市場數(shù)據(jù)，分析市場需求（負(fù)責(zé)人：數(shù)學(xué)老師）

【項目目標(biāo)】了解市場上水蜜桃的一般尺寸，確定水蜜桃箱容積的大小，增強(qiáng)學(xué)生的空間觀念和幾何直觀；了解市面上常見水蜜桃箱的形狀、大小、容積以及顧客的喜好，利用各種不同的統(tǒng)計圖分析并呈現(xiàn)結(jié)果，提高數(shù)據(jù)意識，體驗不同統(tǒng)計圖的作用。

【任務(wù)】①了解水蜜桃的尺寸和水蜜桃箱的尺寸。請學(xué)生調(diào)查并測量水蜜桃成熟以后一般有多大、一個水蜜桃放在箱子里占多大的空間，為確定水蜜桃箱的大小和形狀提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。

②統(tǒng)計并分析顧客對水蜜桃箱的喜好。本環(huán)節(jié)以社會問卷調(diào)查的形式展開，學(xué)生以小組為單位，隨機(jī)選取不同的人群進(jìn)行問卷調(diào)查，最終將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、整理，分析顧客的喜好。

【設(shè)計意圖】水蜜桃屬于不規(guī)則物體，在三維空間中的容積不僅僅是自身的體積，還包括其所占空間內(nèi)長、寬、高所觸及的最遠(yuǎn)距離。通過測量水蜜桃大小培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念和極限思想。讓學(xué)生通過開展真實的數(shù)據(jù)收集活動，體會在生活中用數(shù)學(xué)解決問題的感覺，培養(yǎng)收集、整理、分析數(shù)據(jù)的能力以及應(yīng)用統(tǒng)計圖的能力。

（2）根據(jù)需求設(shè)計水蜜桃箱并優(yōu)化改進(jìn)（負(fù)責(zé)人：美術(shù)老師、語文老師、數(shù)學(xué)老師）

【項目目標(biāo)】通過制作水蜜桃箱，加深學(xué)生對立體圖形基本特征的認(rèn)識，同時增強(qiáng)學(xué)生對容積知識的運用能力；在水蜜桃箱尺寸的設(shè)計上進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的度量能力和對常見量的估計、估算能力；在制作圓柱形水蜜桃箱的過程中培養(yǎng)學(xué)生用圓規(guī)畫圖的技能，讓學(xué)生弄清楚圓柱側(cè)面展開圖中各部分之間的關(guān)系；在設(shè)計圖的展示中培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力，使其體會數(shù)學(xué)語言的藝術(shù)性。

【任務(wù)】①把你想要設(shè)計的水蜜桃箱畫出來并說明設(shè)計意圖。學(xué)生的作品如圖2所示

②展示“一代”設(shè)計圖：水蜜桃箱設(shè)計圖以匯報的形式展開，讓設(shè)計者用課件展示自己的畫作和設(shè)計意圖，時長為8分鐘。

③優(yōu)化、改進(jìn)生成“二代”設(shè)計圖：水蜜桃箱設(shè)計者在表述完自己的想法后，場下的同學(xué)和老師從驅(qū)動大問題出發(fā)發(fā)表意見，設(shè)計者根據(jù)合理的意見修改自己的設(shè)計。

【設(shè)計意圖】語言是一個人思維的外在體現(xiàn)。水蜜桃箱的制作需要一份周密、詳細(xì)的活動流程安排，流暢清晰的表達(dá)背后是數(shù)學(xué)分析中嚴(yán)密的邏輯思維。在水蜜桃箱設(shè)計意圖的呈現(xiàn)中，學(xué)生經(jīng)歷了代數(shù)思考、圖形思考、推理思考等一系列思維碰撞，通過個性化表達(dá)將思維火花再次點燃、將內(nèi)隱的思考外顯化，提升了思維的深度。

（3）設(shè)計水蜜桃箱標(biāo)志并制作水蜜桃箱（負(fù)責(zé)人：科學(xué)老師、數(shù)學(xué)老師）

【項目目標(biāo)】通過制作水蜜桃箱，促使學(xué)生在圖形與幾何領(lǐng)域中運用展開與折疊、棱長之和、圖形的變換等知識；通過標(biāo)志的設(shè)計，提高學(xué)生的幾何設(shè)計能力和對藝術(shù)美學(xué)的把控能力；通過計算水蜜桃箱的成本，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)的運算能力和對“元、角、分”的應(yīng)用能力。

【任務(wù)】①構(gòu)思水蜜桃箱平面展開圖。調(diào)查得知，市面上的水蜜桃箱所用材料基本上是紙板，這是因為紙板是環(huán)保材料且易折疊。紙板從平板到立體圖形需要折疊，所以需要先構(gòu)思水蜜桃箱的平面展開圖。

②設(shè)計水蜜桃箱標(biāo)志。標(biāo)志的設(shè)計要注重數(shù)學(xué)幾何之美，更要具備宣傳推廣的作用。部分學(xué)生作品如圖3所示。

③制作水蜜桃箱。經(jīng)過前期一系列子項目的推進(jìn)，學(xué)生在水蜜桃箱制作理論的層面上已經(jīng)累積了大量的知識經(jīng)驗。水蜜桃箱的制作既是對前期產(chǎn)品構(gòu)思的檢驗，又是一次動手能力的提升。

【設(shè)計意圖】此項目任務(wù)目的在于充分調(diào)動學(xué)生各學(xué)科的素養(yǎng)。在水蜜桃箱平面圖的構(gòu)思上，發(fā)揮數(shù)學(xué)的空間想象力和科學(xué)學(xué)科的實驗探究精神；在標(biāo)志的設(shè)計上，利用數(shù)學(xué)圖形的特征和美術(shù)美學(xué)元素動手實踐；在水蜜桃箱的制作上，展現(xiàn)數(shù)學(xué)幾何之美、美術(shù)色彩藝術(shù)之美、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)結(jié)構(gòu)之美，實現(xiàn)學(xué)科大融合。

2.項目評價展示

跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)溝通融合多門學(xué)科，在知識內(nèi)容上具有綜合性，在學(xué)習(xí)方式上具有多樣性，因此我們不能再以單一的指標(biāo)作為學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評價標(biāo)準(zhǔn)。跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)的評價是多元、開放的。其一，體現(xiàn)在評價的維度不是單一的。在形成驅(qū)動問題的過程中，可以從不同學(xué)科的核心素養(yǎng)去評價，還可以從項目實施過程中學(xué)生所展現(xiàn)出來的態(tài)度、情感等人文素養(yǎng)去評價。其二，體現(xiàn)在對項目成果同時采用過程性評價和終結(jié)性評價，不以最后的成果作為唯一的衡量標(biāo)準(zhǔn)，動態(tài)跟進(jìn)學(xué)生的每一步。其三，體現(xiàn)在評價的主體多樣性。評價的主體可以是老師、同學(xué)、家長、社會、自己。

（1）過程性評價

過程性評價分為自評、小組評和專家評價。同時通過個人水蜜桃箱設(shè)計展示互評的方式交流、評價階段性成果，完成過程性評價（見表1）。

（2）終結(jié)性評價

各科教師根據(jù)各學(xué)科不同的核心素養(yǎng)和項目特點，選取了六個維度的指標(biāo)作為終結(jié)性成果評價的標(biāo)準(zhǔn)（見表2）。同時，以當(dāng)?shù)刭Y深果農(nóng)對項目成果的評價作為項目化成果檢驗的參照，體現(xiàn)了跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)在社會實踐中的價值與意義。

三、回顧項目特色，反思項目實施策略

“水蜜桃箱的制作”跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)從當(dāng)?shù)卣鎸嵣鐣栴}驅(qū)動，以數(shù)學(xué)學(xué)科為主導(dǎo)，溝通科學(xué)、語文、美術(shù)等學(xué)科，實現(xiàn)學(xué)科間融合，既落實了學(xué)科核心素養(yǎng)，又關(guān)注到學(xué)生的人文素養(yǎng)。

1.跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

該項目在開展的過程中，以落實學(xué)科核心素養(yǎng)為主要目的：前期的數(shù)據(jù)收集、整理分析以及用各類統(tǒng)計圖直觀有效地表示數(shù)據(jù)，極為有效地提升了學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念；中后期在水蜜桃箱和標(biāo)志的設(shè)計與制作上，層層遞進(jìn)地設(shè)置思維階梯，不斷發(fā)展學(xué)生的空間觀念和幾何直觀。在項目實施過程中，驅(qū)動學(xué)生以核心大問題為導(dǎo)向完成項目，活動任務(wù)環(huán)環(huán)相扣，整體考量大任務(wù)下的結(jié)構(gòu)化子任務(wù)群，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深層次的思考，形成嚴(yán)密清晰的邏輯思維。

2.跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)實現(xiàn)學(xué)科間融合學(xué)習(xí)

跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)目標(biāo)不單指向一門學(xué)科，還涉及其他學(xué)科，具有復(fù)雜性和綜合性。在“水蜜桃箱的制作”項目活動中，我們從數(shù)學(xué)學(xué)科跨出去，借助其他學(xué)科的力量多維設(shè)計結(jié)構(gòu)化任務(wù)鏈。在水蜜桃箱的美化上激發(fā)美術(shù)學(xué)科的藝術(shù)細(xì)胞；在水蜜桃箱設(shè)計的表達(dá)上發(fā)揮語文學(xué)科的口語能力；在水蜜桃箱的整個制作過程中秉持科學(xué)學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄烤瘛亩鄬W(xué)科的視角進(jìn)行高位設(shè)計，打破學(xué)科間的壁壘，改變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，真正實現(xiàn)學(xué)科大融合。

3.跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)提高教師綜合素養(yǎng)

跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)對學(xué)生來說是一次全新的體驗，對教師而言也是一次挑戰(zhàn)。“水蜜桃箱的制作”這一跨學(xué)科項目融合了數(shù)學(xué)、語文、科學(xué)、美術(shù)等學(xué)科，項目任務(wù)設(shè)計復(fù)雜，具有極強(qiáng)的綜合性。教師在設(shè)計項目時除了要站在本學(xué)科的角度，還要站在其他學(xué)科的視角上整體架構(gòu)項目的推進(jìn)路徑。這要求教師具有更豐富、更全面的專業(yè)知識，極大地促進(jìn)了教師教學(xué)能力的提升。

綜上，“水蜜桃箱的制作”跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)能讓學(xué)生在真實情境下運用多門學(xué)科知識解決一系列結(jié)構(gòu)化問題，加強(qiáng)了學(xué)科間的關(guān)聯(lián)，更新了教學(xué)方式，是一次學(xué)科融合的深度學(xué)習(xí)。如何更好地落實小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科項目化學(xué)習(xí)，值得廣大教師進(jìn)一步實踐探索。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2] 沈俊杰.結(jié)構(gòu)化視域下小學(xué)數(shù)學(xué)項目式學(xué)習(xí)的實踐研究[J].小學(xué)數(shù)學(xué)教育，2023（Z1）：23-25.