“平衡”里面學(xué)問多
——小學(xué)跨學(xué)科興趣活動探討

◆吳云

在教學(xué)《怎樣使杠桿保持平衡》（冀教版科學(xué)五年級下冊第6頁）之后，學(xué)生意猶未盡。一位學(xué)生說：“我的直覺是，一邊掛得重，和中間靠得近，另一邊掛得輕，必須離中間遠(yuǎn)一些才能把這頭拉下來，達(dá)到平衡。”細(xì)細(xì)品味，這與數(shù)學(xué)的反比例，以及美術(shù)的構(gòu)圖均衡不是殊途同歸嗎?的確，六年級下冊數(shù)學(xué)《反比例》（人教版第47-48頁）、三年級下冊美術(shù)《平平穩(wěn)穩(wěn)》（第6-7頁）都與“平衡”這一主題有關(guān)。能否組織一次興趣活動，把它們有機(jī)結(jié)合起來呢？

新版《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》特別提到：“倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式。科學(xué)（science）技術(shù)(technology)工程(engine)與數(shù)學(xué)(math)即STEM是一種以項目學(xué)習(xí)問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式。它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?？茖W(xué)教師可以嘗試運(yùn)用于自己的教學(xué)實踐?！痹趯嶋H教學(xué)中，找準(zhǔn)某一個主題，組織開展學(xué)生喜愛的、高效的跨學(xué)科整合式興趣活動，能夠有效促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

有了新課標(biāo)的支撐，我設(shè)計了一堂融科學(xué)、數(shù)學(xué)、美術(shù)于一體的跨學(xué)科整合式興趣活動課?；顒雍喴鞒?、優(yōu)勢分析及實施建議如下：

一、活動簡要流程

（一）復(fù)習(xí)杠桿平衡，溝通數(shù)學(xué)反比例

1.自由猜想

如圖表1，思考：在杠桿的右邊的某一格處，掛幾個鉤碼可以平衡？

圖表1右邊掛幾個才平衡

2.動手驗證

3.匯報整理

共4種掛法：第一格掛6個，第二格掛3個，第三格掛2個，第六格掛1個。

其中第二格掛3個是左右對稱的，無數(shù)學(xué)分析的價值。其余掛法對應(yīng)的算式如下：

表格1不同掛法對應(yīng)的算式

4.數(shù)據(jù)分析

對比表格1中右邊的三個算式。領(lǐng)悟數(shù)學(xué)的積不變規(guī)律和“反比例”關(guān)系。

5.嘗試運(yùn)用

如圖表2，根據(jù)反比例關(guān)系，能寫出哪些乘法算式？請掛上掛鉤碼試試。

圖表2嘗試運(yùn)用

由1×8=8,4×2=8,8×1=8三個算式在相應(yīng)的位置掛上合適的鉤碼，實際驗證。

6.自主練習(xí)

自己掛鉤碼。運(yùn)用反比例知識先計算一下在什么位置，掛幾個鉤碼。如果一種掛法都找不出來，也要用數(shù)學(xué)知識說明理由。

（二）直覺杠桿平衡，溝通美術(shù)構(gòu)圖均衡

1.不用計算，你能一眼看出下面杠桿的哪一邊重嗎？說說為什么。

圖表3感覺哪邊重？

2.看看以下兩幅畫面，每幅圖在平衡上有什么感覺？

圖表4每幅圖在平衡上有什么感覺？

雖然沒有杠桿，沒有支點(diǎn)。但我們?nèi)匀荒芨杏X到這兩幅圖都是左邊偏重，右邊偏輕。這在美術(shù)上稱為不均衡。均衡的原理，就是根據(jù)人的視覺形象，產(chǎn)生重量感的心理反應(yīng)而發(fā)展起來的。可以想象為杠桿的平衡。

在上面兩幅圖中，可以加上一些圖形，讓他們不再左重右輕。你能做到嗎？

展示學(xué)生作品。如：

圖表5彌補(bǔ)后的圖形舉例

3.欣賞圖表6。最高的樓房為什么不擺在圖片正中間?

圖表6樓房圖片

圖表7樓房圖片的杠桿示意圖

（三）回歸杠桿原理，溝通學(xué)科聯(lián)系

1.根據(jù)上圖，畫出其杠桿示意圖（見圖表7）

2.用算式證明樓房圖左右均衡的原因

4×1+2×1=1×3+3×1

（四）用自己的話說說杠桿與美術(shù)構(gòu)圖均衡、數(shù)學(xué)知識之間的聯(lián)系

二、活動優(yōu)勢分析

這堂跨學(xué)科整合式興趣活動課，把五年級科學(xué)“怎樣使杠桿保持平衡”、六年級數(shù)學(xué)中“反比例”、三年級美術(shù)“平平穩(wěn)穩(wěn)”整合起來，各學(xué)科知識統(tǒng)攝于“平衡”這一主題，展現(xiàn)其邏輯美、形象美。在有限的活動時間內(nèi)，學(xué)生的認(rèn)知能力、思維能力得到最有效的培養(yǎng)，顯示了跨學(xué)科知識整合的鮮活生命力?？鐚W(xué)科整合式興趣活動的優(yōu)勢有：

（一）有利于提高教學(xué)的時間效益

在短短的一節(jié)活動課內(nèi)，把與平衡有關(guān)的科學(xué)、數(shù)學(xué)、美術(shù)知識融合在一起，一舉三得。從時間上看，是非常有效的。試想，如果不打破學(xué)科界限，各學(xué)科教師在活動中分別進(jìn)行訓(xùn)練，勢必各自為政，必須為本學(xué)科的教學(xué)做必要的準(zhǔn)備，必須分別實施必要的練習(xí)，必須分別提煉各自的總結(jié)。這樣，就會浪費(fèi)不少組織教學(xué)活動的時間，訓(xùn)練也很容易在一些環(huán)節(jié)上無效重復(fù)，時間效益大打折扣。

（二）有利于對某一主題的透徹理解

“1+1＞2”。把科學(xué)、數(shù)學(xué)、美術(shù)有關(guān)平衡的知識點(diǎn)融為一體，就對“平衡”有了直觀的、多角度的、精確的、藝術(shù)的理解，由表及里，深入透徹。比如，數(shù)學(xué)上，我們對反比例的理解僅限于計算的吻合，但有了杠桿這一活生生的實物，真真切切地擺在這里，或平或斜，一目了然，這就向呆板的數(shù)學(xué)計算注入了強(qiáng)大的活力，學(xué)生興趣陡增，練習(xí)成效自然大大提高。在美術(shù)構(gòu)圖的均衡的探究中，學(xué)生意識到均衡的美實際上來源于杠桿原理，是我們必須遵循的自然法則之一。這就對學(xué)生進(jìn)行了很好的啟蒙，萬事追根溯源，奧秘就在其中。

（三）有利于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維

約翰·波拉克認(rèn)為：創(chuàng)新的本能，是類比思維的力量。創(chuàng)新不是憑空想象,而是由此及彼。創(chuàng)新思維是創(chuàng)新力的核心,而發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的核心。它內(nèi)在地包含了逆向思維、橫向思維、求異思維等其它思維方式，同時它也是想象、聯(lián)想、靈感等思維的前提和基礎(chǔ)。利用杠桿的平衡條件，聯(lián)想到數(shù)學(xué)反比例的規(guī)律，聯(lián)想到美學(xué)的均衡，都是發(fā)散思維的表現(xiàn)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的良好契機(jī)。養(yǎng)成了類比推理的思維習(xí)慣，并進(jìn)行大膽推測和驗證，很多困擾發(fā)展的問題都可以得到解決。例如，惠更斯提出的光的波動說，就是類比聲的波動而發(fā)現(xiàn)的；歐姆將其對電的研究和傅立葉關(guān)于熱的研究加以類比，建立了歐姆定律。魯班發(fā)明鋸子，也是類比推理的杰作。

三、活動實施建議

跨學(xué)科興趣活動不是漫無目標(biāo)的大雜燴玩耍課，必須精心選材，合理把握時機(jī)，才能達(dá)到最佳活動效果。

（一）要善于發(fā)現(xiàn)各科知識內(nèi)在的相關(guān)性

例如，語文課文《五彩池》（人教版四年級上冊第162-163頁），對“五彩”的成因進(jìn)行了簡要的分析：“石筍表面凝結(jié)著一層細(xì)膩的透明的石粉。陽光透過池水射到池底，石筍就像高低不平的折光鏡，把陽光折射成各種不同的色彩。”正巧，科學(xué)教材《七色光》（冀教版三年級下冊第30頁）就是探究光的折射現(xiàn)象。那么，透明石粉是如何發(fā)揮作用的？與彩虹現(xiàn)象中的什么物體類似？教師需認(rèn)真研究之后才能進(jìn)行有效整合。只有不斷加強(qiáng)教師自身綜合素養(yǎng)的提高，善于發(fā)現(xiàn)各科知識內(nèi)在的相關(guān)性，才有可能游刃有余地發(fā)掘利與整合的知識點(diǎn)，讓學(xué)生將知識融會貫通，得到最優(yōu)化發(fā)展。

（二）要正確區(qū)分各學(xué)科相關(guān)知識的相似程度

為有效培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維，必須為學(xué)生呈現(xiàn)有較強(qiáng)相似性的學(xué)習(xí)材料。遷移較遠(yuǎn)，跨度較大的學(xué)習(xí)材料很容易干擾本次活動主題。例如，美術(shù)構(gòu)圖的均衡，不僅體現(xiàn)在物體大小、布局上，在色彩，明暗等方面也能體現(xiàn)出來。比如下圖：

圖表8不同色彩對構(gòu)圖均衡的影響

左邊一個紅色的圓，右邊一個淡綠色的圓，它們盡管處于圖片左右對稱的位置，大小相等，但感覺不平衡。這是色彩的均衡問題。而我們在開展“杠桿平衡”這一主題活動中，重點(diǎn)理解的是由物體大小、位置而產(chǎn)生的的重量感。但在這里，顏色、濃淡等與科學(xué)上杠桿的鉤碼重量上的平衡已經(jīng)有了較大遷移，需要美術(shù)課的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，借助更加深刻的原理才能進(jìn)行準(zhǔn)確理解。所以，對于相似性不強(qiáng)的知識點(diǎn)，暫不加入，以免影響當(dāng)前的基本理解。

（三）要準(zhǔn)確把握各學(xué)科相關(guān)知識的難易程度

比如人教版小學(xué)二年級數(shù)學(xué)教材中，《表內(nèi)乘法二》（第72-87頁）已經(jīng)完成乘法口訣的教學(xué)。如果利用杠桿的平衡，引導(dǎo)學(xué)生對乘法口訣進(jìn)行應(yīng)用，提高學(xué)生乘法口訣的熟練程度，也是很有創(chuàng)意的。但是，小學(xué)科學(xué)教材中，杠桿的教學(xué)放在五年級，二年級學(xué)生要運(yùn)用杠桿幫助學(xué)習(xí)乘法口訣的話，就必須花大量時間對杠桿本身進(jìn)行熟悉，這就增加了學(xué)習(xí)的時間成本，也不太符合低年級兒童的年齡特點(diǎn)。因此，利用杠桿對二年級學(xué)生進(jìn)行乘法口訣的訓(xùn)練偏難，不適合開展這一整合式興趣活動。

再如科學(xué)課《怎樣使杠桿保持平衡》出現(xiàn)在五年級下冊。小學(xué)數(shù)學(xué)《反比例》是六年級下期的知識。但數(shù)學(xué)方面，五年級的學(xué)生已經(jīng)對積不變規(guī)律有了清楚的理解，在知識準(zhǔn)備上已經(jīng)具備探究反比例的條件，因此完全可以在玩中感悟“反比例”這一數(shù)學(xué)知識。

跨學(xué)科整合式興趣活動是學(xué)校課程改革的有益嘗試之一。在日常教學(xué)活動中，只要教師注重學(xué)生的全面發(fā)展，注重學(xué)生核心素養(yǎng)的提升，多留心于利于整合的知識點(diǎn)，就可以整合出優(yōu)質(zhì)高效的跨學(xué)科興趣活動，為課程改革的進(jìn)展做出實實在在的努力，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。