結(jié)合“時區(qū)與區(qū)時”開展跨學(xué)科主題教學(xué)
——以人教版數(shù)學(xué)教材“年月日”單元“你知道嗎？”小欄目為例

楊紅娟 竺君斐

（浙江省寧波市奉化區(qū)莼湖街道爾儀小學(xué)，浙江省寧波市奉化區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校）

小學(xué)階段有關(guān)時間單位的教學(xué)，包括“鐘面的認(rèn)識、認(rèn)識時分、認(rèn)識秒、年月日”，集中安排在一至三年級。人教版數(shù)學(xué)教材在“年月日”單元后面設(shè)置了兩則“你知道嗎？”小欄目，內(nèi)容如圖1。

圖1 人教版數(shù)學(xué)教材三年級下冊第87頁、第88頁“你知道嗎？”

教材第87頁圖介紹了“一日”的含義，即地球繞太陽自轉(zhuǎn)一圈所需要的時間定為一日。教材第88頁圖介紹了24時區(qū)產(chǎn)生的原因，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地了解世界各地為何時間不同，知道因為地球在繞太陽轉(zhuǎn)動的同時又自西向東自轉(zhuǎn)，導(dǎo)致地球上各地日出日落的時間不一致，因而全世界不能統(tǒng)一用一個時間。于是，科學(xué)家們把全球劃分為24時區(qū)，每個時區(qū)用同一個時間，相鄰時區(qū)相差一小時。

以上與小學(xué)階段有關(guān)時間的教學(xué)內(nèi)容中關(guān)聯(lián)最為緊密的是“年月日”，因此教材將以上內(nèi)容安排在“年月日”單元后的“你知道嗎？”小欄目中。

一、學(xué)情分析：學(xué)生文本閱讀困惑多，相關(guān)知識儲備較少

（一）學(xué)生文本閱讀困惑較多

學(xué)完“年月日”單元后，直接將以上圖文讓三年級學(xué)生閱讀，學(xué)生能否清晰、深刻地理解時區(qū)與區(qū)時相關(guān)知識呢？是否存有疑問呢？為此，筆者對三年級50名學(xué)生開展了問卷調(diào)查。問卷設(shè)計為“請閱讀以上小欄目內(nèi)容，你知道了什么？有什么疑問？”調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生獨(dú)立閱讀并不能真正理解“區(qū)時與時區(qū)”，或多或少留有疑問。經(jīng)整理，學(xué)生主要有以下四個疑問：

（1）為什么把地球分成24個時區(qū)？

（2）為什么會有時間差？

（3）為什么相鄰時區(qū)不是相差2、3小時呢？

（4）某個地區(qū)的時區(qū)是多少？兩個時區(qū)之間相差幾小時？

前三個問題指向于區(qū)時和區(qū)時產(chǎn)生的原因，后一個問題則是時區(qū)和區(qū)時的實際應(yīng)用。學(xué)生困惑多，究其原因主要在于教材只用幾行文字，以對話的形式，言簡意賅地介紹時區(qū)，缺少直觀，缺少詳細(xì)講解。

（二）學(xué)生知識儲備不足

“時區(qū)和區(qū)時”屬于科學(xué)知識的范疇，是天文與地理知識相結(jié)合的科學(xué)內(nèi)容，認(rèn)識理解時區(qū)與區(qū)時，需要大量天文知識作為基礎(chǔ)。其中，“晝夜交替”“地球自轉(zhuǎn)”等知識就是學(xué)習(xí)時區(qū)與區(qū)時的基礎(chǔ)，而這些知識是科學(xué)教材五年級上冊的內(nèi)容。三年級學(xué)生因天文方面知識儲備不足，所以閱讀文本時理解有困難。

二、建議與思考：開展跨學(xué)科融合教學(xué)，結(jié)合問題情境，實驗與推理并舉

基于上述分析，我們建議教師應(yīng)該如下教學(xué)。

（一）與科學(xué)學(xué)科內(nèi)容融合，增加“時區(qū)”課時

教材將這塊內(nèi)容安排在三年級下冊，但既然學(xué)生學(xué)習(xí)存在困難，而科學(xué)課又有相關(guān)內(nèi)容的介紹，因此，建議延后該內(nèi)容的教學(xué)，可與五年級科學(xué)“晝夜交替”“地球自轉(zhuǎn)”等內(nèi)容進(jìn)行學(xué)科融合，設(shè)“時區(qū)和區(qū)時”拓展課一節(jié)。這樣，能有助于學(xué)生深入理解，提高教學(xué)時效性。

（二）創(chuàng)設(shè)生活問題情境，理解“時區(qū)”含義

科學(xué)教材中以一個實際問題“北京和烏魯木齊日出時間相差多少小時？”引出時區(qū)的相關(guān)學(xué)習(xí)。學(xué)科融合教學(xué)也可以創(chuàng)設(shè)類似的更貼近學(xué)生生活實際的問題情境。例如，“小明爸爸因工作需要打電話通知世界各地的同事，以下8個城市，哪些城市晚上9時可以通話？哪些城市需要另擇時間通話？”利用問題情境可引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，能激發(fā)學(xué)生的探究欲望，促進(jìn)學(xué)生深入思考。

（三）實驗與推理并舉，促進(jìn)“區(qū)時”問題解決

教師可結(jié)合科學(xué)教材，利用實驗演示、動手操作等方法，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考時區(qū)產(chǎn)生的原因，借助推理理解區(qū)時，掌握推算區(qū)時與時區(qū)的方法，進(jìn)而更好地幫助學(xué)生解決與時區(qū)有關(guān)的生活問題。

三、教學(xué)實踐：通過模擬實驗與推算，培育學(xué)生核心素養(yǎng)

時區(qū)的產(chǎn)生源于地球在繞太陽轉(zhuǎn)動的同時又自西向東自轉(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)神秘又遙遠(yuǎn)，與學(xué)生日常生活幾乎毫無關(guān)聯(lián)，學(xué)生無法通過自主想象得到地球自轉(zhuǎn)的具體情形。教師需要借助模擬實驗幫助學(xué)生理解，可安排三次實驗活動，分別得到三個知識點。第一個實驗活動，通過手電筒與籃球“地球光照”演示，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同地點進(jìn)入白天與晚上的時間不同，感知全世界不能統(tǒng)一用一個時間。第二個實驗活動，繼續(xù)借助“地球光照”感知不同地點，其時間存在差異，需要設(shè)置24個時區(qū)來解決日常時間問題。第三個實驗活動，“轉(zhuǎn)動時區(qū)表”知道相鄰時區(qū)相差1小時，向東加1小時，向西減1小時。三次實驗環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)。最后，利用以上三個結(jié)論推算時區(qū)與區(qū)時，解決三個生活實際問題。在觀察實驗、推理演算過程中，訓(xùn)練學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生觀察與思考、推理與計算的能力。

（一）模擬地球自轉(zhuǎn)，感知全世界不能統(tǒng)一用一個時間

創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)學(xué)生思考“為什么同一時刻下，有的人在工作，有的人在睡覺呢？”學(xué)生猜測后，教師準(zhǔn)備手電筒、籃球，進(jìn)行“地球自轉(zhuǎn)”模擬實驗，使學(xué)生借助實驗演示，直觀理解“為什么有的地方太陽直射，有的地方照不到太陽”。

【片斷一】

（1）沖突設(shè)疑，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣

師：如圖2，小明爸爸工作需要打電話告知8個地區(qū)的同事，你認(rèn)為晚上9時打電話合適嗎？

圖2

生：倫敦、巴黎、開羅、莫斯科都可以，因為他的同事在上班。

生：加利福尼亞州、檀香山不合適，因為他的同事在睡覺。

師：為什么同一時刻下，有的人在工作，有的人在睡覺呢？請你猜猜原因。

（2）實驗解疑，直觀感受時間差

師：老師手中的手電筒是太陽、籃球是地球，北京和費(fèi)城分別在地球兩端。

師：太陽直射北京，那么北京就是白天，費(fèi)城是什么時間（晚上）？為什么（因為太陽照到的是白天，照不到的就是晚上）？如果北京是中午12時，費(fèi)城是幾時？

生：晚上12時。

師：地球開始自轉(zhuǎn)180°，北京遠(yuǎn)離太陽，北京此刻是晚上12時，費(fèi)城是什么時間（白天12時）？

師：如果自轉(zhuǎn)360°呢？北京與費(fèi)城分別是幾時？

時區(qū)與區(qū)時，除了對空間想象能力有較高要求外，“時間”的“非物質(zhì)性”也增加了它的難度。時間是看不見、摸不著的“虛的存在”。因此，第一次實驗，借助兩個真實的城市讓學(xué)生初步體會到全世界不能用一個時間來表達(dá)，同一個時刻下不同地區(qū)存在時間差。同時，讓學(xué)生體會到自轉(zhuǎn)一周360°，正好過了24小時，也就是一日。

（二）模擬地球自轉(zhuǎn)，了解24時區(qū)

為了方便記錄與交流，避免地方時間使用的混亂，人們引入了區(qū)時概念。科學(xué)家把全球劃分為24時區(qū)，不同國家根據(jù)本國具體情況制定本國的計時方法。為了避免日期的混亂，引入了國際日界線概念。要讓學(xué)生理解這些，并不容易。為此，筆者繼續(xù)借助具有代表性的兩個城市北京與費(fèi)城，模擬地球自轉(zhuǎn)，讓它們各自經(jīng)歷中午12時，晚上6時，晚上12時，早上6時。幫助學(xué)生體會因為位置不同，時間不同，感受劃分不同時區(qū)的必要性。

【片斷二】

師（一邊實驗，一邊問）：此時太陽直射北京，時間是多少（中午12時）？

師：老師手中的地球，自轉(zhuǎn)90°，想象一下，此時的北京時間還是中午12時嗎？是幾時？

生：第一次實驗告訴我們，自轉(zhuǎn)180°，北京從中午12時變成晚上12時。自轉(zhuǎn)90°，北京從中午12時變成晚上6時。

師：繼續(xù)自轉(zhuǎn)90°，是幾時？

教師隨著學(xué)生的回答完成板書：現(xiàn)在—轉(zhuǎn)90°—轉(zhuǎn)180°—轉(zhuǎn)270°—轉(zhuǎn)360°；中午12時—晚上6時—晚上12時—早上6時—中午12時。

師：地球自轉(zhuǎn)一周360°，北京經(jīng)過了一天24小時。

師：看完北京一天，看費(fèi)城……

師：北京、費(fèi)城的白天與晚上完全不同。為了方便記錄與交流，避免時間上的混亂，科學(xué)家把地球分成24個時區(qū)，每個時區(qū)的一天內(nèi)都會經(jīng)歷日出日落，世界就這樣處于不斷運(yùn)轉(zhuǎn)中。

師（出示時區(qū)圖）：時區(qū)圖中有24個時區(qū)，以中時區(qū)為界線，往東12格，往西有12格。咦，怎么有25格了呢？

生：東十二區(qū)和西十二區(qū)都只有半格。

師：是的，地球是圓的，把東十二區(qū)的半格和西十二區(qū)的半格粘貼在一起，就能合成一個圓形。拼接處相差一天，也就是過了一天，這個拼接處就是日界線。

上海社會科學(xué)院樓培敏教授認(rèn)為，發(fā)生是一種自然過程，它和其他許許多多現(xiàn)場組成該事物活生生的運(yùn)動。實驗?zāi)軌驅(qū)ρ芯繉ο筮M(jìn)行反復(fù)再現(xiàn)，從而獲得確鑿的證據(jù)，揭示內(nèi)在規(guī)律。通過兩次遞進(jìn)性實驗，學(xué)生初步體會到地球不斷自轉(zhuǎn)，引發(fā)時間不斷流轉(zhuǎn)。地球自西向東旋轉(zhuǎn)，時間不斷向前進(jìn)，自轉(zhuǎn)360°正好一天24小時，與之對應(yīng)的就是24時區(qū)，過了日界線，日期翻新，就是第二天。

（三）了解相鄰時區(qū)相差1小時，向東加1小時，向西減1小時

時區(qū)與區(qū)時是一一對應(yīng)的，如北京處在東八區(qū)，當(dāng)北京是中午12時時，處在東九區(qū)的日本對應(yīng)的一定是13時，處在東七區(qū)的泰國一定是11時。時區(qū)不同，其區(qū)時也不同。實際生活中，往往需要結(jié)合時區(qū)之間的位置關(guān)系，依據(jù)其中一個時區(qū)的區(qū)時，推算出其他時區(qū)的區(qū)時。尋找規(guī)律，提煉推算方法，是正確進(jìn)行推算的基礎(chǔ)。

【片斷三】

師：地球自轉(zhuǎn)，太陽從東邊升起，東邊比西邊先看到太陽，所以，東邊時間早，西邊時間晚。

師：老師把這張時區(qū)圖粘貼在這個籃球上。如果太陽照在中時區(qū)，中時區(qū)是幾時（中午12時）？

師：當(dāng)“中時區(qū)”是中午12時時，東十二區(qū)是幾時（晚上12時）？

師：當(dāng)“中時區(qū)”是中午12時時，想一想東一區(qū)與西一區(qū)分別是幾時？

師：為什么東一區(qū)是13時，西一區(qū)是11時？

生：因為東邊比西邊先看到太陽。東邊早，要加1。西邊晚，要減1。

師：當(dāng)“中時區(qū)”是中午12時時，想一想東二區(qū)與西二區(qū)分別是幾時？

師：為什么東二區(qū)是14時，西二區(qū)是10時？

師：相鄰時區(qū)相差幾小時（1小時）？

師生小結(jié)：向東數(shù)幾格，就加幾時；向西數(shù)幾格，就減幾時。

隨著實驗的推進(jìn)，前進(jìn)步調(diào)逐步縮小：從大步調(diào)12小時，縮小到調(diào)6小時，最后到小步調(diào)1小時，進(jìn)而得出規(guī)律：地球自西向東旋轉(zhuǎn)幾個時區(qū)，時間就要增加幾小時；向西旋轉(zhuǎn)幾個時區(qū)，時間就要減少幾小時。

（四）三次推算，解決三個區(qū)時生活實際問題

數(shù)學(xué)是思維的體操，訓(xùn)練學(xué)生的思維是數(shù)學(xué)課的主要任務(wù)。應(yīng)用以上規(guī)律解決三個實際生活問題，能夠訓(xùn)練學(xué)生思維，提升推理能力，提高解決問題的綜合能力。

1.推算區(qū)時：北京采用東八區(qū)時間，小明爸爸在北京，晚上9時正在打電話，想一想在東九區(qū)的日本是幾時？在東七區(qū)的泰國是幾時？

（答：當(dāng)北京是晚上9時時，東九區(qū)日本是晚上10時，東七區(qū)泰國是晚上8時）

2.打長途電話的時機(jī)：小明爸爸在北京東八區(qū)時間，因工作需要聯(lián)系在紐約（西五區(qū)）的同事。你認(rèn)為北京時間晚上9時通話合適嗎？為什么？

（答：北京時間晚上9時通話合適。因為東八區(qū)到西五區(qū)，往西數(shù)13格，就要減13時，晚上9時即21時，21時減13時，得8時。因此，北京是晚上9時時，紐約正好是上午8時，通話合適）

3.計算時區(qū)：當(dāng)北京是晚上9時時，加利福尼亞州的時間是凌晨5時，請你推算一下加利福尼亞州在哪個時區(qū)？

（答：晚上9時到凌晨5時，往西數(shù)16格，或者往東數(shù)8格，利用時區(qū)圖，可得到加利福尼亞州是西八區(qū)）

第一題普及中國所在時區(qū)。中國統(tǒng)一用北京時間，北京在東八區(qū)。選擇跟中國鄰近的日本（東九區(qū)）與泰國（東七區(qū)），三個國家時區(qū)不同，區(qū)時也不同。根據(jù)“往東1格加1小時，往西1格減1小時”的規(guī)律，推算當(dāng)北京晚上9時時，日本與泰國當(dāng)時的區(qū)時。

第二題繼續(xù)結(jié)合“北京東八區(qū)”這一常識，推算當(dāng)北京是晚上9時時，西五區(qū)的區(qū)時。解決這道題的關(guān)鍵是東八區(qū)到西五區(qū)，往西走了幾格，算出變化格數(shù)，再根據(jù)“往東1格加1小時，往西1格減1小時”這一規(guī)律推算西五區(qū)的區(qū)時。

第三題是一道逆向推理題，結(jié)合北京是東八區(qū)這一常識，根據(jù)北京與另一個城市的區(qū)時，推算其他城市的時區(qū)。需要學(xué)生既要會數(shù)，又要能判斷加或減，難度更大。

三個生活實際問題都以北京所在的東八區(qū)時間為紐帶，不同情況，不同層次，涵蓋了時區(qū)和區(qū)時的多種推算題型，通過問題解決，實現(xiàn)了對“時區(qū)”知識深度拓展。

本節(jié)課以科學(xué)課知識為基礎(chǔ)，以實驗為手段，以推理為核心，在真實而有挑戰(zhàn)的問題情境中實現(xiàn)了探究性深度學(xué)習(xí)，學(xué)生像科學(xué)家一樣做實驗，像數(shù)學(xué)家一樣做推理。在有限的40分鐘課堂教學(xué)中，學(xué)生“玩中學(xué)，學(xué)中樂”，教學(xué)過程豐富且有趣味，“不留痕跡地”“完美地”落實了科學(xué)的探究實踐核心素養(yǎng)與數(shù)學(xué)的推理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。“時區(qū)與區(qū)時”知識難度雖大，但是借助直觀的實驗操作，學(xué)生順利地建構(gòu)新知，實現(xiàn)思維進(jìn)階。科學(xué)與數(shù)學(xué)的跨學(xué)科融合教學(xué)，既幫助學(xué)生深刻理解“時區(qū)與區(qū)時”知識，又提升了科學(xué)與數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，還激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)興趣與數(shù)學(xué)愛好，促使學(xué)生輕松愛上學(xué)習(xí)、愛上探索。