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“水”中学数,动中悟理:小学数学跨学科综合实践活动设计与实践
——以“跳水探秘”课程为例
[摘要]当前教育强调核心素养发展与学科融合,跨学科综合实践活动逐渐成为小学教育的重要方向。本文以跳水运动为主题,设计并实践了一节融合数学与体育的课堂教学,通过引导学生分析跳水动作代码、理解难度系数的计算方式、模拟裁判评分等任务,将数学知识与体育实际场景结合,实现“做中学”的教学目标。研究表明,该跨学科实践活动有助于提升学生的数学应用能力、思维能力与学习兴趣,推动学生核心素养的发展。本文旨在探讨小学数学如何借助跨学科教学提高课程实效,为今后跨学科教学提供可借鉴的思路与经验。[关键词]:小学数学;跨学科综合实践活动;跳水运动;数学应用;教学设计
所属学术年会的专题:跨学科综合实践活动的设计与实施
一、引言
随着《义务教育数学课程标准(2022 年版)》的颁布与实施,课程改革更加强调“数学与生活实际的联系”,注重学生实际问题解决能力的培养。课程标准提出“加强课程综合性与实践性”,鼓励教师通过项目化学习、跨学科活动等方式,将数学学习延伸到现实情境中。
跨学科综合实践活动正是在这一背景下应运而生。小学阶段是学生数学思维初步形成的重要时期,传统教学中“重知识轻应用”的问题导致学生缺乏解决真实问题的能力。因此,设计具有真实情境、融合多学科知识的教学活动,有助于激发学生的学习兴趣,拓展数学学习的深度与广度。
跳水作为我国优势体育项目,其动作编排、评分体系和难度系数计算均涉及多方面数学知识,是理想的跨学科教学素材。通过将跳水运动引入小学数学课堂,能够有效融合体育与数学学科特点,拓展学生的知识结构,提升其综合素养。
二、跨学科教学的理论基础(一)跨学科教学的内涵与发展趋势
跨学科教学(Interdisciplinary Teaching)是指将两个或两个以上学科知识、技能、方法有机融合,通过共同探究某一真实问题或任务,引导学生整合知识、形成迁移能力的一种教学方式。其目标不仅是提升学科知识的应用能力,更在于促进学生综合素养的全面发展。根据赫兹(Heidi Hayes Jacobs)对跨学科课程的分类,跨学科教学分为平行式、关联式与融合式三种类型。本文所采用的跳水运动与数学相结合的方式,属于关联式跨学科教学——以主题为纽带,融合相关学科知识,共同解决一个问题。
当前,全球教育改革正在由“学科为本”转向“素养为本”。联合国教科文组织指出,21 世纪教育的核心是“学会认知、学会做事、学会共处和学会生存”,这为跨学科教学提供了理论支持。芬兰基础教育在2000 年初提出“现象教学法”(Phenomenon-based Learning),强调以真实世界问题为中心组织教学,而非以传统学科划分课程,这种理念与我国近年来强调“学科融合、素养导向”的改革不谋而合。
(二)我国课程改革背景下的跨学科要求
《义务教育课程方案和课程标准(2022 年版)》明确提出:“课程要突出综合性和实践性,注重与学生生活实际和社会现实的联系。”其中,《数学课程标准》指出:“数学课程应增强与实际生活及其他学科的联系,提高学生运用数学解决问题的能力。”跨学科综合实践活动正是在这一背景下的具体体现。
新课标还明确要求:“课程目标要从‘知识与技能’转向‘核心素养’,培养学生的数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、运算能力等五大核心素养。”如果将数学知识囿于课本演算,学生很难形成真正的“数学眼光”。而跨学科情境,特别是基于现实任务的实践活动,正是激活数学知识迁移与运用的最佳平台。
跳水运动中评分规则的公平性分析、难度系数的赋值及动作编码的逻辑构造,正好与小学阶段数学教学中的“数据的收集与处理”“运算与代数”“数学建模意识”等核心目标形成高度契合。这种融合不是形式上的“体育+数学”,而是认知结构上的“思维迁移”。
(三)学术观点与实践启示:一位小学数学教师的思考
作为一名一线小学数学教师,我在实际教学过程中深刻感受到:当前许多学生的数学学习陷入“题海战术”,对知识的理解停留在符号运算与标准答案层面,而缺乏将数学知识运用于真实情境中解决问题的能力。这不仅削弱了数学学科的生命力,也抑制了学生的创造力和学习热情。
我曾尝试将生活场景、新闻事件引入课堂,如通过分析超市价格波动、制定家庭预算等方式提高数学的应用性。但最打动学生的,是将体育赛事——他们最感兴趣的领域之一——与数学结合。在一次课堂中,我引导学生分析跳水比赛的评分标准,孩子们第一次感受到数学知识不再是“为了考试”,而是“有用”“有趣”“有意义”的。这让我意识到,数学的“用”不仅是“用在考试中”,更应是“用在生活中”,而跨学科教学正是激活“有意义学习”的桥梁。
以跳水为载体的跨学科教学,不仅让学生体验到数学与体育的共通逻辑— —如动作结构的编码逻辑、评分的量化与判断、公平性的数学支撑,也让我作为教师重新认识到“教学的本质是一种连接”。我深刻体会到跨学科教学的三个价值维度:连接知识与现实:跳水动作的动作代码对应数学编码思想,评分规则对应平均数与数据分析,跳水中的难度系数计算恰是现实情境下的“函数思想”初探。
连接学科与素养:不仅提升学生的计算、建模能力,也提升其评判能力、公平意识、规则意识等关键素养。
连接教师与学生:打破“教师讲、学生听”的传统教学结构,转向“共学共探”,增强课堂的互动性与参与感。(四)国内实践案例补充
近年来,我国在跨学科教学领域已有不少实践探索。例如,北京师范大学实验小学的“数学+美术”课程,通过画图表达几何结构;江苏省常州市部分小学在“数学+科学”的项目式学习中探索水循环建模。这些案例充分说明,跨学科教学不仅是一种趋势,更是实践中可落地的教学策略。
本研究以跳水为主题,是将“数据处理”这一抽象内容具体化、情境化的尝试。与以往静态文本或图表相比,跳水比赛的视频资料更能激发学生兴趣,引发他们的思维碰撞与合作探究,提升课堂“生命力”。
三、案例分析:以“跳水运动”为主题的小学数学跨学科综合实践活动设计与实践(一)课程设计背景与总体思路
本节课设计主题为“解密跳水比赛”,是以中国跳水队在国际赛事中的优秀表现为引子,融合小学数学“数据的收集与整理”“平均数”“乘法的意义”等内容,结合体育学科中的“跳水动作、难度系数、裁判打分规则”等知识,通过任务驱动式教学组织学生在真实情境中开展跨学科学习。
该课程以“数学+体育”为融合点,结合视频、任务单、打分牌、算式推理等多种教学手段,带领学生完成从“看比赛”到“当裁判”再到“做分析”的跨学科迁移过程。
(二)教学流程设计详解
1. 课前引导(激发兴趣,导入主题)
教师通过展示全红婵在2024 年巴黎奥运会上的精彩跳水片段,激发学生强烈兴趣,并引导他们关注“裁判为什么给她打满分?评分的依据是什么?”自然过渡到数学的学习视角。
在这一环节,教师引导学生用“数学眼光”来看跳水比赛,板书“跳水比赛”“解密”关键词,并发放提前设计好的任务单,要求学生自主了解跳水运动的起源、动作代码和难度系数的含义。
2. 新课讲授第一阶段:跳水知识小科普(构建认知结构)
围绕任务单内容展开交流,引导学生明确:跳水动作代码的结构(如107B 中的 Π*1* 代表方向,“07”代表动作周数,“B”代表姿态);
难度系数的设置原则与含义;不同动作的技术难度对比赛结果的影响。
通过建立思维导图,帮助学生形成跳水知识的系统认知框架,并与数学中编码思想、分类思想建立联系。
3. 新课讲授第二阶段:我当小裁判(数据分析与规则探索)
教师组织学生观看中国跳水选手卢为的比赛视频,分组充当“裁判”,根据打分细则(0~10 分,0.5 为单位)进行评分。教师在白板记录学生给出的7 个分数,并引导学生讨论以下关键问题:
是否要去掉最高分和最低分?为什么求得的平均分是否就是最终得分?
难度系数如何体现在总分中?
学生通过第一次尝试列算式,发现只求平均分并不能真实反映动作难度带来的得分差异。教师及时引导他们关注“有效分×难度系数=单跳得分”的评分规则,并通过再次计算107B 动作的实际得分,引导学生从“平均思维”向“乘法建模”迁移。
此时数学知识开始发挥关键作用,学生结合乘法、平均数、数据处理等知识,对跳水评分规则进行数学建模,并能提出并验证自己的计算方法。
4. 巩固练习与自主探究(知识迁移,能力提升)
教师再次播放卢为完成另一个高难度动作的视频(难度系数3.3),要求学生继续担任裁判并计算单跳最终得分。在过程中,学生逐渐形成以下认识:
评分本质是对表现的量化:每个裁判的打分是主观判断的数字表达;
数据处理的数学价值:去掉极端值后再计算能更公平地反映整体表现;
乘法在实际问题中的价值:难度系数的乘法体现了技术含量在最终得分中的权重。
最后,教师引导学生思考:“为什么要用乘法而不是加法体现难度系数?”学生通过语言表达、数值模拟等方式,逐渐建立“乘法扩大总和”的意识,从而深化了对乘法本质的理解。
5. 总结提升(升华主题,拓展思维)
在课程结尾,教师带领学生再次观看中国跳水队夺冠的精彩画面,并提出开放性任务:“你还能在其他体育运动中发现数学问题吗?比如篮球、足球、乒乓球中是否也有打分、统计或数据分析?”
布置课后任务:“列举你知道的一项体育运动,并分析其中一个可以用数学知识解决的问题。”
(三)课堂教学亮点分析
1. 情境真实,跨学科融合自然
跳水比赛作为一个国家关注度高、学生熟悉但又不完全了解的体育项目,既贴近生活,又富有探索空间。该课堂通过“观看-评分-计算-反思”的路径,逐步将数学知识内化为解决真实问题的工具,体现了“做中学”“用中学”的理念。2. 数学知识融入而非附加
本节课不是“为了体育而加点数学”,而是“在体育中发现数学”,真正做到了从真实情境出发,提炼出需要数学处理的核心问题——如何评分、如何计算最终得分。这些问题具有开放性、复杂性和关联性,恰是跨学科教学追求的真实任务属性。
3. 学生参与感强,思维碰撞充分
评分环节的“我当小裁判”设计,激发了学生的角色意识和责任感。通过展示打分理由、进行数据分析、表达推理过程,学生从“被动学”转向“主动探”,不仅加深了对知识的理解,还锻炼了表达、协作与批判性思维能力。
4. 教学资源整合有效
教师充分利用视频资料、任务单、打分牌、白板书写等多种媒介,营造出真实感强、互动性高的学习氛围。这种资源整合能力体现了现代教学对于信息素养和教育技术的整合能力要求。
跨学科设计要体现“双赢”原则。课程融合必须在尊重数学学科目标的前提下,与其他学科平衡发展。体育知识在本课中既成为背景材料,又成为研究对象,实现了真正的“教学合力”。
注意学科知识的深度处理。在引导学生计算时,应进一步引导他们理解“乘法扩展得分区间”的意义,而不仅停留在“套公式”。学生层次差异需更好照顾。对于数学基础稍弱的学生,可提供分层任务,比如给出中间步骤或提示策略,以保证他们也能跟上节奏、感受成就感。
后续学习可拓展更多运动项目。学生反馈中提及希望“以后能研究篮球、足球的统计数据”,这为后续系列课程设计提供了丰富素材,也为培养学生“用数学的眼光看世界”奠定基础。
四、结论与建议(一)研究结论
本研究围绕“小学数学跨学科综合实践活动的设计与实践”这一核心主题,以“跳水运动”为切入口,结合数学课程中的“数据处理、平均数、乘法意义”等知识内容,开展了一次基于真实体育情境的跨学科教学实践。通过教学设计与课堂实施的系统分析,本文得出如下几点结论:
跨学科教学能够有效激发学生数学学习兴趣,增强学习的真实感和意义感。通过引入学生熟悉但又不完全了解的“跳水运动”情境,学生不仅对体育竞技规则有了更加全面的了解,也主动运用数学知识解决评分、数据处理等真实问题,实现了“在情境中学数学”的教学目标。
跨学科教学有助于学生数学思维的拓展与能力的提升。 “我当小裁判” 学生不仅需要使用平均数和乘法等基本运算,还需根据不同评分制度进行规则建模 和数据分析能力, 推动 中数据意识和建模能力的形成。
跨学科教学为小学数学课程提供了实践与创新的广阔空间。以跳水运动为例的教学实践表明,小学数学不仅可以与科学、语文、
教师的多学科素养与教学设计能力是跨学科教学成效的关键保障。本次课程的成功离不开教师在体育知识方面的深入准备、在数学知识方面的扎实功底以及在教学资源整合方面的创新意识。这也提示我们,在新时代背景下,小学教师需具备一定的跨学科意识与项目化教学设计能力。
(二)实践建议
基于以上研究结论,本文提出以下几点实践建议:
加强课程统整意识,优化跨学科教学结构。跨学科教学不是简单拼接学科内容,而是要在教育目标一致性和知识逻辑合理性的前提下,找准连接点和融合点。建议在教学设计初期即明确目标导向,构建“学科知识—真实问题—学生活动—综合素养”链条。注重学生视角,设计多样化学习任务。跨学科活动应注重学生的兴趣点和生活经验,在“学科知识的可迁移性”与“学生任务的可操作性”之间取得平衡。例如本研究所采用的“跳水评分”任务,具备真实性、探究性和思维性,值得在其他项目化学习中推广。提供教师支持,加强教学实践研究。学校应加强对教师跨学科教学能力的培养,鼓励教师联合教研,开展跨学科主题项目设计,构建“学科融合型”教研共同体。同时,应加强对课堂过程、学生反馈和学习成果的科学评估,为教学实践积累数据和经验。
鼓励多元学科深度融合,丰富数学教学的应用场景。除了体育,数学教学还可以延伸到音乐节拍(用比的知识分析节奏)、美术图形(探讨对称、面积与构图)、生活经济(通过统计分析家庭开支)等领域,形成具有广泛适应性的跨学科资源库与任务清单。重视反思与迭代优化,形成长效教学机制。教师应在每一次跨学科教学活动后进行教学反思和学生反馈收集,持续改进活动设计与组织策略,逐步形成适合本校学生特点的课程实施路径和评价体系。
(三)后续研究展望
本研究以一次具体课堂实践为基础,验证了跳水运动与小学数学的融合可行性与有效性。然而,跨学科教学仍是一项系统工程,未来可以从以下方面进一步拓展:
开展跨学科教学对学生数学核心素养提升的量化研究,补充实证数据;
探索更复杂、更多学科融合的项目式学习模式,如“奥运会数据统计”“校园运动会计分系统设计”等;
开发成套的教学资源包和教师培训项目,推动跨学科教学在更大范围的普及与深化。
参考文献
[1] 教育部.《义务教育数学课程标准(2022 年版)》[S].北京:人民教育出版社,2022.
[2] 杜威.《民主主义与教育》[M].北京:人民教育出版社,2001.
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[5] 薛二勇. 小学数学“跨学科”实践活动课程构建与实施[J]. 数学通报,2023(10):44-48.
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