基于科学素养培育的跨学科融合教学实践 ——《数说绳中秘密，彰显活力人生》

2024年4月26—27日，由四川省教育科学研究院、成都高新区教育文化体育局主办，《教育科学论坛》编辑部和成都高新大源学校承办的“四川省第 22 届中学教育教学改革研究共同体学术研讨活动”在成都高新大源中学顺利召开。27日上午，来自成都立格实验学校的朱春烨老师和大源学校九年级1班的同学们给大家带来一节与众不同的数学活动课——“数说绳中秘密，彰显活力人生”。

课前，朱老师播放一段跳绳视频，视频中学生跳绳如行云流水，进而引发思考“跳绳中蕴含什么样的数学原理”，由此切入活动主题“数说绳中秘密，彰显活力人生”。在朱老师组织下，同学们现场体验跳绳。针对顺利跳绳的影响因素，同学们众说纷纭，有的说摇绳速度，人的身高，人的速度等，学生基于经验的回答，老师引导：经验一定正确吗，如何用数学的眼光，数学的思维和表达对现象有科学的认识？提出问题后，朱老师引导同学们从数学图形的角度分析跳绳中“绳打到人”的现象。在摇绳过程中，绳形成什么样的图形和绳上的点形成的轨迹分析，学生通过画图的方式把想象中的轨迹画出来，完成模型的构建。老师利用几何画板模拟摇绳，学生对摇绳形成的几何体有了更直观的认识。紧接着，朱老师提问，如果跳绳的人抽象看成一条线段，那绳打到人意味着线段触碰到绳上的点，也就是线段和绳上的点形成的轨迹有交点。学生通过画图“绳打到头、腿”等截面分析，对绳打到人即是线段与圆有交点达成了共识。理解问题后，朱老师请同学在几何画板上模拟人穿绳的过程，进而引发学生对进出绳的位置的思考，将跳绳时的其他次要因素确定下来，用控制变量法明确了子问题：探究跳绳时的最佳路线。学生小组为单位，进行讨论。通过画图，展示，质疑，讨论等过程，最后小组形成最佳路线的草案：靠近摇绳者侧面，选择一个与跳绳者身高差不多的圆进绳，在绳上的点形成的最大圆处（最中间）跳绳，最后直线出绳。学生利用方案现场指导不会跳绳的同学跳绳，成功完成进绳，跳绳和出绳动作，赢得了现场一片掌声。活动小结，学生谈到“要用数学的眼光去观察生活中的现象，要理论和实践相结合的方式深入探究问题”，这正是新课标倡导学生提出问题，分析问题，解决问题需要经历的过程。活动课尾声，朱老师给学生展示了一段中国跳绳运动员在世锦赛上的精彩表现，同学们看到了中国的传统跳绳游戏被搬上国际舞台，中国速度让大家很受鼓舞。朱老师鼓励同学们加入跳绳，不仅利于身体健康，还能通过数学的分析战胜跳绳的恐惧心理，有利于身心健康。

随后，朱老师进行了说课，介绍了课题产生的灵感。基于新课标倡导核心素养导向的教学和现实学生真正遇到的跳绳问题，于是确定了探究跳绳中最佳路线的课题。在确定了活动目标和教学方法后，活动流程设计了“以数之眼观察现实世界，以数之思思考现实世界，以数之言表达现实世界，反思小结与情感升华”。将生活情景转化为数学问题，发展学生抽象能力和模型观念；在探究问题和聚焦问题的过程中，学生尝试数学建模；在解决问题时，应用模型，将理论付诸于实践，学生体会数学与现实生活之间的密切联系，发展应用意识等。最后，朱老师谈到几点反思，活动课的设计注重立意和后续再研究。

本次活动中数学与体育的跨学科实践探究研讨引发在场的专家和老师们的思考，活动设计得到专家和老师们的一致好评。活动中学生用数学的眼光和思维观察和思考现实的问题，让学习真实的发生，充分体现“数学来源于生活，又应用于生活”的理念。