福建福鼎市實驗小學(xué)(355200) 翁日爾
小學(xué)數(shù)學(xué)教育不僅僅是數(shù)字、公式和計算的簡單傳授,它應(yīng)該是一場激發(fā)學(xué)生思維、培養(yǎng)綜合能力、引發(fā)學(xué)習(xí)興趣的冒險之旅?!读x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 年版)》對綜合與實踐領(lǐng)域的內(nèi)容進行了重要調(diào)整,跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)成為培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要途徑之一。本文將以“有趣的平衡”主題活動為例,結(jié)合小學(xué)數(shù)學(xué)教育的實際情況,對跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)進行探討。
跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是一種綜合性的教學(xué)方法,通過整合不同學(xué)科的知識和技能,幫助學(xué)生建立綜合性思維,提高問題解決能力??鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)有助于打破學(xué)科之間的壁壘,使數(shù)學(xué)知識更加生動、有趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,將數(shù)學(xué)與科學(xué)、藝術(shù)、物理等學(xué)科相結(jié)合,可以幫助學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。
“有趣的平衡”主題活動是跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的經(jīng)典案例,這個主題活動不僅涵蓋了數(shù)學(xué)的平衡和測量概念,還涉及物理中的力學(xué)、美術(shù)中的平衡構(gòu)圖等知識。設(shè)計“有趣的平衡”主題活動時,首先需要確定教學(xué)重點。
了解平衡的基本原理和條件是教學(xué)該主題活動的一個重要步驟,涉及物體保持靜止?fàn)顟B(tài)的條件。在教學(xué)中,教師可以通過以下兩個方面來引導(dǎo)學(xué)生理解平衡的基本原理和條件。
學(xué)生需要明白平衡的核心概念。物體自身保持平衡時,重心位于支撐點上方,這是維持平衡的關(guān)鍵。如果物體的重心不在支撐點上方,則會導(dǎo)致物體傾斜和不穩(wěn)定。學(xué)生需要理解天平保持平衡的條件。這包括物體的質(zhì)量和位置情況,要使天平保持平衡,兩端的托盤與支撐點距離相等時,物體的質(zhì)量必須相等;托盤與支撐點距離不相等時,質(zhì)量較大的物體放在距離支撐點較近的托盤,而質(zhì)量較小的物體應(yīng)放在距離支撐點較遠的托盤。
通過實際的示例和親身體驗,學(xué)生可以更好地理解平衡的基本原理和條件。這種教學(xué)方法使抽象的數(shù)學(xué)概念變得具體而實際,幫助學(xué)生建立堅實的基礎(chǔ),為他們今后學(xué)習(xí)更復(fù)雜的知識打下基礎(chǔ)。
首先,學(xué)生可以探究不同質(zhì)量的物體對天平平衡的影響。他們會發(fā)現(xiàn),放了較重物體的那一端會下沉,放了較輕物體的那一端會上翹,這有助于學(xué)生理解質(zhì)量對平衡的影響,以及“臂長相等時要讓天平保持平衡,就是讓天平兩端物體的質(zhì)量相等”的原理。
其次,學(xué)生可以探究不同形狀的物體對杠桿平衡的影響。他們會發(fā)現(xiàn),質(zhì)量相等、形狀不同的物體可能需要放在杠桿上的不同位置來實現(xiàn)平衡。例如,有質(zhì)量相等的長條形物體和圓形物體,要使杠桿保持平衡狀態(tài),物體放置位置的距離可能不同。這有助于學(xué)生理解物體形狀對平衡的影響。
通過“有趣的平衡”主題活動,學(xué)生不僅理解了平衡的概念,還認識到物體的特性(如質(zhì)量、形狀)是影響平衡的重要因素。這有助于學(xué)生在解決實際問題時運用數(shù)學(xué)知識,同時也培養(yǎng)了他們的觀察力和實踐能力。這種綜合性的學(xué)習(xí)體驗將使學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。
在教學(xué)中,讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何運用數(shù)學(xué)知識來計算平衡點的位置至關(guān)重要。平衡點即杠桿保持平衡時支撐點所在的位置,學(xué)生可以通過數(shù)學(xué)知識來精確計算,這需要學(xué)生具備以下四個方面的基礎(chǔ)知識:1.理解重力的作用,了解重力會將物體向下拉,導(dǎo)致杠桿傾斜或旋轉(zhuǎn);2.知道杠桿原理和力矩的概念,知道杠桿保持平衡的原理,知道杠桿保持平衡涉及的公式;3.知道物體的質(zhì)量和形狀對平衡的影響,不同形狀和不同質(zhì)量的物體會影響計算;4.知道如何運用計算方法(如方程法、列式法)來確定平衡點的確切位置。
通過“有趣的平衡”主題活動,學(xué)生不僅掌握了平衡的基本原理,還培養(yǎng)了數(shù)學(xué)計算和問題解決的技能。這種在實際活動中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的方法將使學(xué)生更深入地理解數(shù)學(xué)的實際意義,同時也為他們今后的學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。這種綜合性的學(xué)習(xí)經(jīng)驗將激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣,同時培養(yǎng)他們的分析能力和推理能力。
在實際教學(xué)中,“有趣的平衡”主題活動的引入,可以通過以下步驟來實施。
在教學(xué)中,引入平衡概念是關(guān)鍵,而通過引人入勝的故事、生動的圖片或?qū)嶋H的示例,可以激發(fā)學(xué)生的興趣并使他們更好地理解這一概念。
【例1】出示“飛翔的紙飛機”故事(內(nèi)容略)
師:請同學(xué)們獨立閱讀。
師:我們都折過紙飛機,要使它保持平衡,我們需要確保紙飛機兩側(cè)的質(zhì)量相等。如果一側(cè)太重,飛機將傾斜并墜落?,F(xiàn)在,大家可以嘗試制作一架紙飛機,確保兩側(cè)的質(zhì)量相等,看看它是否能夠平穩(wěn)飛行。
故事、折紙飛機激發(fā)了學(xué)生的好奇心和興趣,他們明白了平衡的概念,即兩邊的質(zhì)量相等才能保持平衡。
【例2】出示“天平的平衡”圖片(圖略)
師:圖片上有一架天平,兩端各有一些物品,其中一端的物品數(shù)量更多。你們覺得天平是如何工作的?為什么一端的物品數(shù)量更多,但天平仍然保持平衡?
通過這個圖片,學(xué)生開始思考天平平衡的原理,即“要使天平保持平衡,兩邊物品的質(zhì)量必須相等”。這種啟發(fā)式的教學(xué)方法能引發(fā)學(xué)生觀察和討論。
【例3】組織學(xué)生到操場觀察蹺蹺板的運動
師:你們注意到蹺蹺板是如何運動的嗎?為什么一個人坐在一邊,蹺蹺板的另一邊就會升起?
蹺蹺板是杠桿的一種,通過這個實際的示例,學(xué)生可以加深對杠桿的體會。教師可以引導(dǎo)學(xué)生討論如何在蹺蹺板上實現(xiàn)平衡,以及為什么平衡是重要的。
通過這些例子,學(xué)生在實際情境中體驗了平衡的概念,這不僅激發(fā)了他們的興趣,還使他們更容易理解這一數(shù)學(xué)概念。教師用生動的例子引入平衡的概念,將抽象的數(shù)學(xué)理念與日常生活聯(lián)系起來,使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加有趣和有意義。這是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)興趣的重要一步。
通過實驗讓學(xué)生親身體驗平衡的基本原理是一種非常有效的教學(xué)方法。這種親身體驗可以幫助學(xué)生更深入地理解平衡的概念,同時激發(fā)他們的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。
【例4】體驗平衡桿
師:這里有平衡桿和一些小物體,如木塊、卡片,如果我們在平衡桿的一側(cè)放置一個較重的物體,另一側(cè)距離相等處放置若干個較輕的物體,平衡桿會發(fā)生什么變化?大家可以分組討論,嘗試不同的排列方式,觀察平衡桿的變化。
通過實驗,學(xué)生將親身體驗到“為了保持平衡,兩側(cè)物體的質(zhì)量要相等”。這個實驗可以幫助學(xué)生理解平衡的概念。
【例5】自制簡易蹺蹺板
師:這里有木棍、鉛筆、紙夾等物品,大家用這些物品制作一個簡易的蹺蹺板。制作完成后,用自制蹺蹺板試一試,如果我們要使蹺蹺板的一側(cè)升高,該怎么辦?
通過實驗,不斷調(diào)整蹺蹺板和物體,學(xué)生將發(fā)現(xiàn)“為了保持平衡,需要在升高一側(cè)放置更多的物品”。這個實驗使學(xué)生直觀地感受到了平衡的原理。
【例6】建筑中的平衡
師:這里有積木、紙杯、紙板等物品,大家可以選用不同物品,嘗試建造一個平衡的結(jié)構(gòu)。你們是否能夠建造一座平衡的“橋”,并用它來支撐重物?
學(xué)生將親身體驗到如何建造一個平衡的結(jié)構(gòu),體會要實現(xiàn)平衡不僅需要考慮物體的質(zhì)量,還需要考慮結(jié)構(gòu)的形狀和分布。通過這個活動,學(xué)生將理解平衡不僅涉及物體的質(zhì)量,還與物體的形狀和位置等有關(guān)。
通過以上實驗,學(xué)生將更深刻地理解平衡的原理,同時提升科學(xué)探究能力和問題解決能力。這些實驗不僅使數(shù)學(xué)概念更加具體,而且激發(fā)了學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣。這種親身體驗的教學(xué)方法有助于學(xué)生在實際操作中深化對數(shù)學(xué)概念的理解,使數(shù)學(xué)教育更加生動和有趣。
在教學(xué)中,將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于實際問題的解決是非常重要的。通過實際問題,學(xué)生可以更好地理解數(shù)學(xué)在生活中的實際應(yīng)用,培養(yǎng)問題解決能力。
【例7】計算桿的長度
師:如果我們有一個杠桿,左端已經(jīng)懸掛好重物,右端要懸掛的重物質(zhì)量已經(jīng)確定,這個重物懸掛在哪處才能讓杠桿保持平衡?算一算懸掛處與支撐點之間的距離。
教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用杠桿原理解決這個問題。學(xué)生需要測量左懸掛點到支撐點的距離,還要測量兩端懸掛點物品的質(zhì)量,再計算。
【例8】計算物體的密度
師:如果我們有兩個不同材質(zhì)的方塊,一個很輕但很大,另一個很重但很小,你們?nèi)绾未_定哪個物體的密度更大?
學(xué)生可以使用數(shù)學(xué)知識,將質(zhì)量和體積進行比較,以確定物體的密度。這個問題將幫助他們理解密度的概念,對平衡的條件有進一步的了解,同時能體會運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的過程。
通過這些實際問題,學(xué)生體會了數(shù)學(xué)知識在實際生活中的運用,培養(yǎng)了分析能力和推理能力。這種實際應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法將使學(xué)生更加深入地理解數(shù)學(xué)概念,同時激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。這種綜合的教學(xué)方法不僅教授了學(xué)生數(shù)學(xué)知識,還將數(shù)學(xué)置于現(xiàn)實情境中,使學(xué)習(xí)的過程更具意義和價值。
在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中,教師可以要求學(xué)生以小組為單位設(shè)計一個與平衡相關(guān)的藝術(shù)品。教師可以鼓勵學(xué)生將數(shù)學(xué)知識與創(chuàng)造力相結(jié)合,提示學(xué)生使用紙、木材、線等材料,根據(jù)所學(xué)的平衡的原理來考慮物體的質(zhì)量和形狀,制作出一件藝術(shù)品。
為了完成這個活動,學(xué)生將面臨多個挑戰(zhàn)。首先,學(xué)生要理解平衡的概念,考慮不同物體的質(zhì)量和形狀對平衡的影響,這就要求學(xué)生掌握測量和計算等數(shù)學(xué)知識,讓作品能夠?qū)崿F(xiàn)平衡;其次,學(xué)生需要發(fā)揮創(chuàng)造力,還要兼顧作品的實用性和美觀性設(shè)計出獨特且吸引人的作品;最后,學(xué)生要參與團隊合作,與小組成員共同討論、制訂方案、解決問題,并在制作過程中共同努力,以完成作品。
通過這個活動,學(xué)生不僅學(xué)到了數(shù)學(xué)知識,還培養(yǎng)了創(chuàng)造力、合作意識和問題解決的能力。這種綜合的學(xué)習(xí)體驗將激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣,同時為他們提供了一個實際的、有趣的方式來理解數(shù)學(xué)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。
與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比,跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)更直觀、更有趣,是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)和獲得更多綜合能力的有效手段。為此,在實際教學(xué)過程中,教師可以設(shè)計跨學(xué)科主題活動,使枯燥的知識教學(xué)生動起來,給學(xué)生多層次的感官體驗,充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,培養(yǎng)出更多富有創(chuàng)造力和綜合素養(yǎng)的學(xué)生。