依托“校園環(huán)保行動(dòng)”主題式學(xué)習(xí)融合數(shù)學(xué)與科學(xué)教學(xué)

〔摘" "要〕" 本文以江西省貴溪市第一小學(xué)的“校園環(huán)保行動(dòng)”為例，探討了通過主題式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科協(xié)同育人的小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究的融合路徑。小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究的融合以建構(gòu)主義理論、多元智能理論和具身認(rèn)知理論為理論基礎(chǔ)，在實(shí)踐中有必要性和可行性。在具體實(shí)施中，要注意創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、整合教學(xué)內(nèi)容、開展小組合作、運(yùn)用多樣化評價(jià)。實(shí)踐表明，該融合路徑能有效促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)發(fā)展，為未來跨學(xué)科教學(xué)提供參考。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)數(shù)學(xué)；小學(xué)科學(xué)；主題式學(xué)習(xí)；融合策略

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）24" " 0067-03

在教育“雙減”政策與新課標(biāo)深化實(shí)施的背景下，跨學(xué)科融合成為培育學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵路徑。《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》與《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》均強(qiáng)調(diào)以真實(shí)問題驅(qū)動(dòng)知識(shí)整合。本文聚焦小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究的融合實(shí)踐，依托江西省貴溪市第一小學(xué)的“校園環(huán)保行動(dòng)”主題，探索跨學(xué)科協(xié)同育人機(jī)制。本文以“統(tǒng)計(jì)校園垃圾量—分析分類效果—驗(yàn)證環(huán)保措施”為主線，通過主題式學(xué)習(xí)聯(lián)結(jié)數(shù)學(xué)的數(shù)據(jù)收集、可視化分析與科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、證據(jù)推理能力，旨在破解學(xué)科知識(shí)碎片化、探究活動(dòng)脫離生活實(shí)際的困境。

一、小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究整合的理論基礎(chǔ)

（一）核心概念界定

?小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)教學(xué)?以數(shù)據(jù)意識(shí)培養(yǎng)為核心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)情境中經(jīng)歷數(shù)據(jù)收集、整理、分析與應(yīng)用的全過程，例如統(tǒng)計(jì)校園垃圾分類時(shí)，學(xué)生需設(shè)計(jì)調(diào)查表、繪制條形圖并分析薄弱環(huán)節(jié)，最終形成“用數(shù)據(jù)決策”的思維習(xí)慣。?科學(xué)探究?則注重實(shí)證思維與邏輯推理，通過“問題—假設(shè)—驗(yàn)證—結(jié)論”的螺旋式實(shí)踐，幫助學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)的建構(gòu)邏輯。?主題式學(xué)習(xí)?作為載體，以“校園環(huán)保行動(dòng)”等真實(shí)問題整合學(xué)科知識(shí)，其核心特征為：情境真實(shí)性、任務(wù)整合性和成果實(shí)踐性。

（二）融合的理論依據(jù)

小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究融合以建構(gòu)主義理論、多元智能理論和具身認(rèn)知理論為基礎(chǔ)。?建構(gòu)主義理論?主張知識(shí)在情境中主動(dòng)建構(gòu)：當(dāng)學(xué)生統(tǒng)計(jì)垃圾量時(shí)，需同步調(diào)用數(shù)學(xué)“數(shù)據(jù)分類”與科學(xué)“變量控制”知識(shí)，例如設(shè)計(jì)降解實(shí)驗(yàn)需記錄每日數(shù)據(jù)并分析材料特性，由此形成跨學(xué)科認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)。?多元智能理論?為差異化教學(xué)提供支撐：數(shù)理邏輯智能突出的學(xué)生可主導(dǎo)數(shù)據(jù)建模，自然觀察智能強(qiáng)的學(xué)生擅長環(huán)境調(diào)查，人際智能顯著者則組織小組協(xié)作，使多元任務(wù)適配不同智能優(yōu)勢。?具身認(rèn)知理論?強(qiáng)調(diào)身體參與對認(rèn)知的促進(jìn)作用：學(xué)生測量垃圾桶間距時(shí)，身體動(dòng)作將“長度單位”抽象概念轉(zhuǎn)化為具身經(jīng)驗(yàn)；種植環(huán)保植物時(shí)，觀察記錄水位變化的行為強(qiáng)化了“連續(xù)數(shù)據(jù)”與“實(shí)驗(yàn)控制”的關(guān)聯(lián)理解，實(shí)現(xiàn)“腦—身—境”協(xié)同學(xué)習(xí)。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究融合的必要性與可行性

（一）必要性：課標(biāo)導(dǎo)向與素養(yǎng)需求的統(tǒng)一

小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究融合是對?課標(biāo)要求的內(nèi)在呼應(yīng)?。數(shù)學(xué)課標(biāo)強(qiáng)調(diào)“數(shù)據(jù)意識(shí)”培養(yǎng)，科學(xué)課標(biāo)要求“基于證據(jù)得出結(jié)論”，二者在數(shù)據(jù)處理流程上高度契合。以“統(tǒng)計(jì)校園植物種類”為例，數(shù)學(xué)教學(xué)關(guān)注體現(xiàn)量化思維的數(shù)據(jù)分類與圖表呈現(xiàn)，而科學(xué)教學(xué)側(cè)重體現(xiàn)實(shí)證邏輯的觀察特征與環(huán)境關(guān)聯(lián)，融合后可在同一情境中同步完成雙學(xué)科目標(biāo)，避免知識(shí)碎片化。

小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究融合符合?未來素養(yǎng)的培育需求?。在“校園環(huán)保行動(dòng)”中，學(xué)生需計(jì)算人均垃圾量并設(shè)計(jì)清潔方案對比實(shí)驗(yàn)，通過關(guān)聯(lián)“數(shù)據(jù)趨勢”與“環(huán)境因素”，形成“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策”的跨學(xué)科思維。此類實(shí)踐不僅能提升學(xué)生的問題解決能力，更通過“廚余垃圾轉(zhuǎn)化堆肥”等創(chuàng)意方案激發(fā)其社會(huì)責(zé)任感，助力學(xué)生從“知識(shí)學(xué)習(xí)者”轉(zhuǎn)向“社會(huì)行動(dòng)者”。

（二）可行性：內(nèi)容共通與策略協(xié)同的雙重支撐

小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究融合的可行性可從內(nèi)容和策略兩個(gè)方面來看。

?知識(shí)內(nèi)容的天然銜接?。小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究均以“數(shù)據(jù)”為核心載體，在流程上具有互通性。小學(xué)數(shù)學(xué)中的?數(shù)據(jù)收集?是數(shù)學(xué)調(diào)查法與科學(xué)觀察法的結(jié)合，如統(tǒng)計(jì)班級廢紙回收量時(shí)，同步執(zhí)行“千克單位統(tǒng)一”“定時(shí)定點(diǎn)記錄”等；?數(shù)據(jù)分析?則是數(shù)學(xué)圖表與科學(xué)歸因的互補(bǔ)；在?結(jié)論應(yīng)用中，數(shù)學(xué)“提出建議”可以與科學(xué)“證據(jù)推理”融合，如根據(jù)“午餐廚余垃圾占比最高”數(shù)據(jù)，提出“推廣環(huán)保餐盒”的科學(xué)方案。

?教學(xué)策略的深度協(xié)同?。小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究的教學(xué)策略可以完美融合。在?問題驅(qū)動(dòng)?策略上，可以用跨學(xué)科問題鏈來驅(qū)動(dòng)。

三、小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究整合的策略

小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究融合的實(shí)施體現(xiàn)為“問題發(fā)現(xiàn)—方案設(shè)計(jì)—數(shù)據(jù)實(shí)證—行動(dòng)改進(jìn)”的完整探究流程，具體實(shí)施策略如下。

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

真實(shí)情境是連接學(xué)科知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)的橋梁。在“校園環(huán)保行動(dòng)”主題式學(xué)習(xí)中，教師可通過三重情境創(chuàng)設(shè)激活學(xué)生的探究欲望。

一是沉浸式問題情境。組織學(xué)生實(shí)地考察校園垃圾投放點(diǎn)，拍攝“垃圾堆積亂象”“分類錯(cuò)誤案例”等視頻，制作成《校園環(huán)保危機(jī)檔案》，引導(dǎo)學(xué)生觀察并提問：“為什么操場西側(cè)的垃圾總是最多？”“剩飯剩菜的重量和天氣冷熱有關(guān)嗎？”這種基于真實(shí)觀察的問題鏈，使學(xué)生自然萌發(fā)用統(tǒng)計(jì)與探究方法解決問題的意愿。

二是角色扮演任務(wù)情境。設(shè)計(jì)“環(huán)保小衛(wèi)士”“垃圾處理廠廠長”等角色，模擬垃圾分類聽證會(huì)。例如，讓學(xué)生扮演“數(shù)據(jù)分析師”，用條形統(tǒng)計(jì)圖匯報(bào)各班級垃圾產(chǎn)生量；扮演“科學(xué)研究員”，通過講解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明塑料垃圾的危害。角色賦予學(xué)生責(zé)任感，促使其主動(dòng)調(diào)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究技能完成任務(wù)。

三是動(dòng)態(tài)生成情境。利用校園突發(fā)環(huán)保事件創(chuàng)設(shè)即時(shí)情境，如雨季操場積水導(dǎo)致垃圾清運(yùn)困難，引導(dǎo)學(xué)生分組設(shè)計(jì)“雨水影響垃圾量”的對比實(shí)驗(yàn)（統(tǒng)計(jì)晴天/雨天的垃圾重量），并用折線圖分析數(shù)據(jù)波動(dòng)規(guī)律。這種隨真實(shí)事件動(dòng)態(tài)生成的情境，讓學(xué)習(xí)從“預(yù)設(shè)任務(wù)”變?yōu)椤爸鲃?dòng)響應(yīng)”，顯著提升學(xué)生的參與度。

（二）整合教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移

知識(shí)整合的關(guān)鍵在于找到數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究的“共生點(diǎn)”，形成“統(tǒng)計(jì)為探究提供證據(jù)，探究為統(tǒng)計(jì)賦予意義”的閉環(huán)。下面以“校園垃圾管理”為例進(jìn)行討論。

1.橫向關(guān)聯(lián)。同步推進(jìn)雙學(xué)科任務(wù)

在“統(tǒng)計(jì)校園可回收物占比”時(shí)，同步開展“可回收物再利用價(jià)值”科學(xué)調(diào)查。學(xué)生先用扇形統(tǒng)計(jì)圖呈現(xiàn)廢紙、塑料瓶、金屬罐的比例，再通過查閱資料或簡單實(shí)驗(yàn)探究不同材料的回收流程與環(huán)保效益，如計(jì)算“1千克廢紙可生產(chǎn)0.8千克再生紙”，將抽象的百分比轉(zhuǎn)化為具體的環(huán)保成果，理解統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)意義。

2.縱向遞進(jìn)。梯度設(shè)計(jì)融合任務(wù)

1～2年級設(shè)計(jì)“垃圾分類計(jì)數(shù)”基礎(chǔ)任務(wù)：用單式統(tǒng)計(jì)表記錄家庭一周產(chǎn)生的可回收物數(shù)量，繪制條形圖比較不同種類的多少，同時(shí)觀察各類垃圾的物理特性（如塑料的防水性、紙張的易損性），為科學(xué)探究“材料特性與用途”做鋪墊。5～6年級拓展“垃圾處理成本效益分析”進(jìn)階任務(wù)：用復(fù)式統(tǒng)計(jì)表對比不同垃圾處理方式（填埋/焚燒/回收）的成本與環(huán)境影響，結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)M填埋場滲濾液污染過程，用數(shù)據(jù)論證“為何回收利用是最優(yōu)解”，實(shí)現(xiàn)從單一數(shù)據(jù)處理到復(fù)雜問題建模的能力遷移。問題驅(qū)動(dòng)：用跨學(xué)科任務(wù)打破知識(shí)壁壘，提出核心問題“如何讓校園垃圾分類更高效”，學(xué)生需綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究，最終形成“數(shù)據(jù)支撐+科學(xué)依據(jù)”的改進(jìn)方案，如“在錯(cuò)誤率高的班級更換帶圖文標(biāo)識(shí)的腳踏式垃圾桶”，使知識(shí)在解決真實(shí)問題中自然融合。

3.開展小組學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生合作能力

主題式學(xué)習(xí)的復(fù)雜性決定了需要通過小組合作實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，具體實(shí)施可分為“三維分工—雙軌協(xié)作—沖突解決”三個(gè)步驟。

三維分工：明確角色與責(zé)任。將小組任務(wù)拆解為“數(shù)據(jù)組”“實(shí)驗(yàn)組”“方案組”三大模塊，學(xué)生根據(jù)興趣與特長選擇角色。數(shù)據(jù)組（數(shù)學(xué)優(yōu)勢學(xué)生）：負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)調(diào)查表、收集整理數(shù)據(jù)、繪制統(tǒng)計(jì)圖表，如統(tǒng)計(jì)“各樓層洗手間廢紙消耗量”并分析與洗手液用量的相關(guān)性；實(shí)驗(yàn)組（科學(xué)優(yōu)勢學(xué)生）：設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)、記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，如探究“不同光照條件下落葉降解速度”并關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)的“綠化帶落葉堆積量”；方案組（綜合協(xié)調(diào)學(xué)生）：整合數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)論，撰寫環(huán)保提案、制作宣傳材料，如根據(jù)統(tǒng)計(jì)的“午餐浪費(fèi)率”與“剩飯堆肥實(shí)驗(yàn)”結(jié)果，設(shè)計(jì)“節(jié)約糧食打卡計(jì)劃”。以上角色定期輪換，確保每個(gè)學(xué)生體驗(yàn)不同學(xué)科任務(wù)。

雙軌協(xié)作：建立學(xué)科對話機(jī)制。設(shè)計(jì)“統(tǒng)計(jì)—探究對接會(huì)”環(huán)節(jié)，要求數(shù)據(jù)組與實(shí)驗(yàn)組每日同步進(jìn)展：數(shù)據(jù)組向?qū)嶒?yàn)組提供“垃圾高發(fā)時(shí)段/區(qū)域”的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)組據(jù)此設(shè)計(jì)針對性的污染檢測實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)組向數(shù)據(jù)組反饋“實(shí)驗(yàn)變量控制難點(diǎn)”，數(shù)據(jù)組協(xié)助優(yōu)化數(shù)據(jù)收集的時(shí)間和樣本選擇，形成“數(shù)據(jù)指導(dǎo)探究方向，探究反推數(shù)據(jù)精度”的協(xié)作循環(huán)。

沖突解決：培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)商能力。當(dāng)小組在“垃圾桶最佳擺放位置”出現(xiàn)分歧時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生用“數(shù)據(jù)舉證+科學(xué)論證”代替主觀爭論：數(shù)據(jù)組提供“距教學(xué)樓 50米內(nèi)垃圾落地率達(dá) 40%”的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)組補(bǔ)充“超過30米會(huì)增加學(xué)生投放負(fù)擔(dān)”的行為學(xué)分析，最終共同確定“每30米設(shè)置一組分類桶”的方案。這種基于證據(jù)的協(xié)作，既深化了對知識(shí)的理解，也提升了溝通與妥協(xié)能力。

4.運(yùn)用多樣化評價(jià)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展

融合教學(xué)的評價(jià)需突破單一學(xué)科局限，構(gòu)建“過程性+表現(xiàn)性+發(fā)展性”的三維評價(jià)體系。

⑴過程性評價(jià)，記錄思維軌跡。教師需要設(shè)計(jì)《跨學(xué)科探究記錄單》，要包含以下內(nèi)容：第一，數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)維度。數(shù)據(jù)收集是否完整（如是否標(biāo)注統(tǒng)計(jì)時(shí)間/范圍）、圖表繪制是否規(guī)范（如坐標(biāo)軸是否標(biāo)注單位）、數(shù)據(jù)分析是否合理（如能否識(shí)別異常數(shù)據(jù)）。第二，科學(xué)探究維度。實(shí)驗(yàn)變量是否控制（如降解實(shí)驗(yàn)是否保持相同濕度）、現(xiàn)象記錄是否客觀（如是否用數(shù)據(jù)而非主觀描述記錄結(jié)果）、結(jié)論推導(dǎo)是否嚴(yán)謹(jǐn)（如是否存在以偏概全）。第三，合作維度。是否主動(dòng)承擔(dān)分工任務(wù)、能否傾聽并接納他人意見、是否有效解決小組沖突。記錄單每日由學(xué)生自評、同伴互評與教師點(diǎn)評，形成動(dòng)態(tài)反饋。

⑵表現(xiàn)性評價(jià)，聚焦成果質(zhì)量。以“校園環(huán)保行動(dòng)方案”為核心成果，從以下三個(gè)層面開展評價(jià)。第一，學(xué)科整合度。考察是否同時(shí)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與科學(xué)原理支撐結(jié)論。第二，實(shí)踐可行性。考察提出的建議是否基于真實(shí)數(shù)據(jù)、是否考慮執(zhí)行成本。第三，創(chuàng)新思維。考察能否發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后的隱性問題、是否提出跨學(xué)科解決方案。

⑶發(fā)展性評價(jià)，關(guān)注長期成長。對比學(xué)習(xí)前后的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)，觀察學(xué)生在“數(shù)據(jù)敏感度”“實(shí)證意識(shí)”“社會(huì)責(zé)任感”等維度的進(jìn)步。例如，某學(xué)生在學(xué)習(xí)后自發(fā)統(tǒng)計(jì)家庭用水?dāng)?shù)據(jù)，設(shè)計(jì)“廢水循環(huán)利用”方案，體現(xiàn)了融合教學(xué)對跨學(xué)科素養(yǎng)的遷移影響。

四、結(jié)語

“校園環(huán)保行動(dòng)”主題式學(xué)習(xí)的實(shí)踐表明，小學(xué)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)探究的融合能有效促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展，但需關(guān)注“真實(shí)情境的適切性”“任務(wù)難度的梯度化”與“教師指導(dǎo)的專業(yè)性”。在未來教學(xué)中，可進(jìn)一步探索“短周期微主題”與“長周期深探究”的結(jié)合模式，開發(fā)更多貼近學(xué)生生活的跨學(xué)科任務(wù)，讓融合教學(xué)真正成為培養(yǎng)“問題解決者”的有效路徑。

【基金項(xiàng)目：江西省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年中小學(xué)系列一般課題“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的實(shí)踐研究：以小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)為例”。立項(xiàng)編號(hào)：23JYB029】

參考文獻(xiàn)

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