結(jié)合“時(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)” 開展跨學(xué)科主題教學(xué)

楊紅娟　竺君斐

小學(xué)階段有關(guān)時(shí)間單位的教學(xué)，包括“鐘面的認(rèn)識、認(rèn)識時(shí)分、認(rèn)識秒、年月日”，集中安排在一至三年級。人教版數(shù)學(xué)教材在“年月日”單元后面設(shè)置了兩則“你知道嗎？”小欄目，內(nèi)容如圖1。

教材第87頁圖介紹了“一日”的含義，即地球繞太陽自轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間定為一日。教材第88頁圖介紹了24時(shí)區(qū)產(chǎn)生的原因，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地了解世界各地為何時(shí)間不同，知道因?yàn)榈厍蛟诶@太陽轉(zhuǎn)動的同時(shí)又自西向東自轉(zhuǎn)，導(dǎo)致地球上各地日出日落的時(shí)間不一致，因而全世界不能統(tǒng)一用一個時(shí)間。于是，科學(xué)家們把全球劃分為24時(shí)區(qū)，每個時(shí)區(qū)用同一個時(shí)間，相鄰時(shí)區(qū)相差一小時(shí)。

以上與小學(xué)階段有關(guān)時(shí)間的教學(xué)內(nèi)容中關(guān)聯(lián)最為緊密的是“年月日”，因此教材將以上內(nèi)容安排在“年月日”單元后的“你知道嗎？”小欄目中。

一、學(xué)情分析：學(xué)生文本閱讀困惑多，相關(guān)知識儲備較少

（一）學(xué)生文本閱讀困惑較多

學(xué)完“年月日”單元后，直接將以上圖文讓三年級學(xué)生閱讀，學(xué)生能否清晰、深刻地理解時(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)相關(guān)知識呢？是否存有疑問呢？為此，筆者對三年級50名學(xué)生開展了問卷調(diào)查。問卷設(shè)計(jì)為“請閱讀以上小欄目內(nèi)容，你知道了什么？有什么疑問？”調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)生獨(dú)立閱讀并不能真正理解“區(qū)時(shí)與時(shí)區(qū)”，或多或少留有疑問。經(jīng)整理，學(xué)生主要有以下四個疑問：

（1）為什么把地球分成24個時(shí)區(qū)？

（2）為什么會有時(shí)間差？

（3）為什么相鄰時(shí)區(qū)不是相差2、3小時(shí)呢？

（4）某個地區(qū)的時(shí)區(qū)是多少？兩個時(shí)區(qū)之間相差幾小時(shí)？

前三個問題指向于區(qū)時(shí)和區(qū)時(shí)產(chǎn)生的原因，后一個問題則是時(shí)區(qū)和區(qū)時(shí)的實(shí)際應(yīng)用。學(xué)生困惑多，究其原因主要在于教材只用幾行文字，以對話的形式，言簡意賅地介紹時(shí)區(qū)，缺少直觀，缺少詳細(xì)講解。

（二）學(xué)生知識儲備不足

“時(shí)區(qū)和區(qū)時(shí)”屬于科學(xué)知識的范疇，是天文與地理知識相結(jié)合的科學(xué)內(nèi)容，認(rèn)識理解時(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)，需要大量天文知識作為基礎(chǔ)。其中，“晝夜交替”“地球自轉(zhuǎn)”等知識就是學(xué)習(xí)時(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)的基礎(chǔ)，而這些知識是科學(xué)教材五年級上冊的內(nèi)容。三年級學(xué)生因天文方面知識儲備不足，所以閱讀文本時(shí)理解有困難。

二、建議與思考：開展跨學(xué)科融合教學(xué)，結(jié)合問題情境，實(shí)驗(yàn)與推理并舉

基于上述分析，我們建議教師應(yīng)該如下教學(xué)。

（一）與科學(xué)學(xué)科內(nèi)容融合，增加“時(shí)區(qū)”課時(shí)

教材將這塊內(nèi)容安排在三年級下冊，但既然學(xué)生學(xué)習(xí)存在困難，而科學(xué)課又有相關(guān)內(nèi)容的介紹，因此，建議延后該內(nèi)容的教學(xué)，可與五年級科學(xué)“晝夜交替”“地球自轉(zhuǎn)”等內(nèi)容進(jìn)行學(xué)科融合，設(shè)“時(shí)區(qū)和區(qū)時(shí)”拓展課一節(jié)。這樣，能有助于學(xué)生深入理解，提高教學(xué)時(shí)效性。

（二）創(chuàng)設(shè)生活問題情境，理解“時(shí)區(qū)”含義

科學(xué)教材中以一個實(shí)際問題“北京和烏魯木齊日出時(shí)間相差多少小時(shí)？”引出時(shí)區(qū)的相關(guān)學(xué)習(xí)。學(xué)科融合教學(xué)也可以創(chuàng)設(shè)類似的更貼近學(xué)生生活實(shí)際的問題情境。例如，“小明爸爸因工作需要打電話通知世界各地的同事，以下8個城市，哪些城市晚上9時(shí)可以通話？哪些城市需要另擇時(shí)間通話？”利用問題情境可引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，能激發(fā)學(xué)生的探究欲望，促進(jìn)學(xué)生深入思考。

（三）實(shí)驗(yàn)與推理并舉，促進(jìn)“區(qū)時(shí)”問題解決

教師可結(jié)合科學(xué)教材，利用實(shí)驗(yàn)演示、動手操作等方法，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考時(shí)區(qū)產(chǎn)生的原因，借助推理理解區(qū)時(shí)，掌握推算區(qū)時(shí)與時(shí)區(qū)的方法，進(jìn)而更好地幫助學(xué)生解決與時(shí)區(qū)有關(guān)的生活問題。

三、教學(xué)實(shí)踐：通過模擬實(shí)驗(yàn)與推算，培育學(xué)生核心素養(yǎng)

時(shí)區(qū)的產(chǎn)生源于地球在繞太陽轉(zhuǎn)動的同時(shí)又自西向東自轉(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)神秘又遙遠(yuǎn)，與學(xué)生日常生活幾乎毫無關(guān)聯(lián)，學(xué)生無法通過自主想象得到地球自轉(zhuǎn)的具體情形。教師需要借助模擬實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解，可安排三次實(shí)驗(yàn)活動，分別得到三個知識點(diǎn)。第一個實(shí)驗(yàn)活動，通過手電筒與籃球“地球光照”演示，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同地點(diǎn)進(jìn)入白天與晚上的時(shí)間不同，感知全世界不能統(tǒng)一用一個時(shí)間。第二個實(shí)驗(yàn)活動，繼續(xù)借助“地球光照”感知不同地點(diǎn)，其時(shí)間存在差異，需要設(shè)置24個時(shí)區(qū)來解決日常時(shí)間問題。第三個實(shí)驗(yàn)活動，“轉(zhuǎn)動時(shí)區(qū)表”知道相鄰時(shí)區(qū)相差1小時(shí)，向東加1小時(shí)，向西減1小時(shí)。三次實(shí)驗(yàn)環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)。最后，利用以上三個結(jié)論推算時(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)，解決三個生活實(shí)際問題。在觀察實(shí)驗(yàn)、推理演算過程中，訓(xùn)練學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生觀察與思考、推理與計(jì)算的能力。

（一）模擬地球自轉(zhuǎn)，感知全世界不能統(tǒng)一用一個時(shí)間

創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)學(xué)生思考“為什么同一時(shí)刻下，有的人在工作，有的人在睡覺呢？”學(xué)生猜測后，教師準(zhǔn)備手電筒、籃球，進(jìn)行“地球自轉(zhuǎn)”模擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)演示，直觀理解“為什么有的地方太陽直射，有的地方照不到太陽”。

【片斷一】

（1）沖突設(shè)疑，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣

師：如圖2，小明爸爸工作需要打電話告知8個地區(qū)的同事，你認(rèn)為晚上9時(shí)打電話合適嗎？

生：倫敦、巴黎、開羅、莫斯科都可以，因?yàn)樗耐略谏习唷?/p>

生：加利福尼亞州、檀香山不合適，因?yàn)樗耐略谒X。

師：為什么同一時(shí)刻下，有的人在工作，有的人在睡覺呢？請你猜猜原因。

（2）實(shí)驗(yàn)解疑，直觀感受時(shí)間差

師：老師手中的手電筒是太陽、籃球是地球，北京和費(fèi)城分別在地球兩端。

師：太陽直射北京，那么北京就是白天，費(fèi)城是什么時(shí)間（晚上）？為什么（因?yàn)樘栒盏降氖前滋?，照不到的就是晚上）？如果北京是中?2時(shí)，費(fèi)城是幾時(shí)？

生：晚上12時(shí)。

師：地球開始自轉(zhuǎn)180°，北京遠(yuǎn)離太陽，北京此刻是晚上12時(shí)，費(fèi)城是什么時(shí)間（白天12時(shí)）？

師：如果自轉(zhuǎn)360°呢？北京與費(fèi)城分別是幾時(shí)？

時(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)，除了對空間想象能力有較高要求外，“時(shí)間”的“非物質(zhì)性”也增加了它的難度。時(shí)間是看不見、摸不著的“虛的存在”。因此，第一次實(shí)驗(yàn)，借助兩個真實(shí)的城市讓學(xué)生初步體會到全世界不能用一個時(shí)間來表達(dá)，同一個時(shí)刻下不同地區(qū)存在時(shí)間差。同時(shí)，讓學(xué)生體會到自轉(zhuǎn)一周360°，正好過了24小時(shí)，也就是一日。

（二）模擬地球自轉(zhuǎn)，了解24時(shí)區(qū)

為了方便記錄與交流，避免地方時(shí)間使用的混亂，人們引入了區(qū)時(shí)概念?？茖W(xué)家把全球劃分為24時(shí)區(qū)，不同國家根據(jù)本國具體情況制定本國的計(jì)時(shí)方法。為了避免日期的混亂，引入了國際日界線概念。要讓學(xué)生理解這些，并不容易。為此，筆者繼續(xù)借助具有代表性的兩個城市北京與費(fèi)城，模擬地球自轉(zhuǎn)，讓它們各自經(jīng)歷中午12時(shí)，晚上6時(shí)，晚上12時(shí)，早上6時(shí)。幫助學(xué)生體會因?yàn)槲恢貌煌?，時(shí)間不同，感受劃分不同時(shí)區(qū)的必要性。

【片斷二】

師（一邊實(shí)驗(yàn)，一邊問）：此時(shí)太陽直射北京，時(shí)間是多少（中午12時(shí)）？

師：老師手中的地球，自轉(zhuǎn)90°，想象一下，此時(shí)的北京時(shí)間還是中午12時(shí)嗎？是幾時(shí)？

生：第一次實(shí)驗(yàn)告訴我們，自轉(zhuǎn)180°，北京從中午12時(shí)變成晚上12時(shí)。自轉(zhuǎn)90°，北京從中午12時(shí)變成晚上6時(shí)。

師：繼續(xù)自轉(zhuǎn)90°，是幾時(shí)？

教師隨著學(xué)生的回答完成板書：現(xiàn)在—轉(zhuǎn)90°— 轉(zhuǎn)180°— 轉(zhuǎn)270°— 轉(zhuǎn)360°；中午12時(shí)— 晚上6時(shí)—晚上12時(shí)—早上6時(shí)—中午12時(shí)。

師：地球自轉(zhuǎn)一周360°，北京經(jīng)過了一天24小時(shí)。

師：看完北京一天，看費(fèi)城 ……

師：北京、費(fèi)城的白天與晚上完全不同。為了方便記錄與交流，避免時(shí)間上的混亂，科學(xué)家把地球分成24個時(shí)區(qū)，每個時(shí)區(qū)的一天內(nèi)都會經(jīng)歷日出日落，世界就這樣處于不斷運(yùn)轉(zhuǎn)中。

師（出示時(shí)區(qū)圖）：時(shí)區(qū)圖中有24個時(shí)區(qū)，以中時(shí)區(qū)為界線，往東12格，往西有12格。咦，怎么有25格了呢？

生：東十二區(qū)和西十二區(qū)都只有半格。

師：是的，地球是圓的，把東十二區(qū)的半格和西十二區(qū)的半格粘貼在一起，就能合成一個圓形。拼接處相差一天，也就是過了一天，這個拼接處就是日界線。

上海社會科學(xué)院樓培敏教授認(rèn)為，發(fā)生是一種自然過程，它和其他許許多多現(xiàn)場組成該事物活生生的運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)ρ芯繉ο筮M(jìn)行反復(fù)再現(xiàn)，從而獲得確鑿的證據(jù)，揭示內(nèi)在規(guī)律。通過兩次遞進(jìn)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生初步體會到地球不斷自轉(zhuǎn)，引發(fā)時(shí)間不斷流轉(zhuǎn)。地球自西向東旋轉(zhuǎn)，時(shí)間不斷向前進(jìn)，自轉(zhuǎn)360°正好一天24小時(shí)，與之對應(yīng)的就是24時(shí)區(qū)，過了日界線，日期翻新，就是第二天。

（三）了解相鄰時(shí)區(qū)相差1小時(shí)，向東加1小時(shí)，向西減1小時(shí)

時(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)是一一對應(yīng)的，如北京處在東八區(qū)，當(dāng)北京是中午12時(shí)時(shí)，處在東九區(qū)的日本對應(yīng)的一定是13時(shí)，處在東七區(qū)的泰國一定是11時(shí)。時(shí)區(qū)不同，其區(qū)時(shí)也不同。實(shí)際生活中，往往需要結(jié)合時(shí)區(qū)之間的位置關(guān)系，依據(jù)其中一個時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí)，推算出其他時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí)。尋找規(guī)律，提煉推算方法，是正確進(jìn)行推算的基礎(chǔ)。

【片斷三】

師：地球自轉(zhuǎn)，太陽從東邊升起，東邊比西邊先看到太陽，所以，東邊時(shí)間早，西邊時(shí)間晚。

師：老師把這張時(shí)區(qū)圖粘貼在這個籃球上。如果太陽照在中時(shí)區(qū)，中時(shí)區(qū)是幾時(shí)（中午12時(shí)）？

師：當(dāng)“中時(shí)區(qū)”是中午12時(shí)時(shí)，東十二區(qū)是幾時(shí)（晚上12時(shí)）？

師：當(dāng)“中時(shí)區(qū)”是中午12時(shí)時(shí)，想一想東一區(qū)與西一區(qū)分別是幾時(shí)？

師：為什么東一區(qū)是13時(shí)，西一區(qū)是11時(shí)？

生：因?yàn)闁|邊比西邊先看到太陽。東邊早，要加1。西邊晚，要減1。

師：當(dāng)“中時(shí)區(qū)”是中午12時(shí)時(shí)，想一想東二區(qū)與西二區(qū)分別是幾時(shí)？

師：為什么東二區(qū)是14時(shí)，西二區(qū)是10時(shí)？

師：相鄰時(shí)區(qū)相差幾小時(shí)（1小時(shí)）？

師生小結(jié)：向東數(shù)幾格，就加幾時(shí)；向西數(shù)幾格，就減幾時(shí)。

隨著實(shí)驗(yàn)的推進(jìn)，前進(jìn)步調(diào)逐步縮?。簭拇蟛秸{(diào)12小時(shí)，縮小到調(diào)6小時(shí)，最后到小步調(diào)1小時(shí)，進(jìn)而得出規(guī)律：地球自西向東旋轉(zhuǎn)幾個時(shí)區(qū)，時(shí)間就要增加幾小時(shí)；向西旋轉(zhuǎn)幾個時(shí)區(qū)，時(shí)間就要減少幾小時(shí)。

（四）三次推算，解決三個區(qū)時(shí)生活實(shí)際問題

數(shù)學(xué)是思維的體操，訓(xùn)練學(xué)生的思維是數(shù)學(xué)課的主要任務(wù)。應(yīng)用以上規(guī)律解決三個實(shí)際生活問題，能夠訓(xùn)練學(xué)生思維，提升推理能力，提高解決問題的綜合能力。

1. 推算區(qū)時(shí)：北京采用東八區(qū)時(shí)間，小明爸爸在北京，晚上9時(shí)正在打電話，想一想在東九區(qū)的日本是幾時(shí)？在東七區(qū)的泰國是幾時(shí)？

（答：當(dāng)北京是晚上9時(shí)時(shí)，東九區(qū)日本是晚上10時(shí)，東七區(qū)泰國是晚上8時(shí)）

2. 打長途電話的時(shí)機(jī)： 小明爸爸在北京東八區(qū)時(shí)間，因工作需要聯(lián)系在紐約（西五區(qū)）的同事。你認(rèn)為北京時(shí)間晚上9時(shí)通話合適嗎？為什么？

（答：北京時(shí)間晚上9時(shí)通話合適。因?yàn)闁|八區(qū)到西五區(qū)，往西數(shù)13 格，就要減13時(shí)，晚上9時(shí)即21時(shí)，21時(shí)減13時(shí)，得8時(shí)。因此，北京是晚上9時(shí)時(shí)，紐約正好是上午8時(shí)，通話合適）

3. 計(jì)算時(shí)區(qū)：當(dāng)北京是晚上9時(shí)時(shí)，加利福尼亞州的時(shí)間是凌晨5時(shí)，請你推算一下加利福尼亞州在哪個時(shí)區(qū)？

（答：晚上9時(shí)到凌晨5時(shí)，往西數(shù)16格，或者往東數(shù)8格，利用時(shí)區(qū)圖，可得到加利福尼亞州是西八區(qū)）

第一題普及中國所在時(shí)區(qū)。中國統(tǒng)一用北京時(shí)間，北京在東八區(qū)。選擇跟中國鄰近的日本（東九區(qū)）與泰國（東七區(qū)），三個國家時(shí)區(qū)不同，區(qū)時(shí)也不同。根據(jù)“往東1格加1小時(shí)，往西1格減1小時(shí)”的規(guī)律，推算當(dāng)北京晚上9時(shí)時(shí)，日本與泰國當(dāng)時(shí)的區(qū)時(shí)。

第二題繼續(xù)結(jié)合“北京東八區(qū)”這一常識，推算當(dāng)北京是晚上9時(shí)時(shí)，西五區(qū)的區(qū)時(shí)。解決這道題的關(guān)鍵是東八區(qū)到西五區(qū)，往西走了幾格，算出變化格數(shù)，再根據(jù)“往東1格加1小時(shí)，往西1格減1小時(shí)”這一規(guī)律推算西五區(qū)的區(qū)時(shí)。

第三題是一道逆向推理題，結(jié)合北京是東八區(qū)這一常識，根據(jù)北京與另一個城市的區(qū)時(shí)，推算其他城市的時(shí)區(qū)。需要學(xué)生既要會數(shù)，又要能判斷加或減，難度更大。

三個生活實(shí)際問題都以北京所在的東八區(qū)時(shí)間為紐帶，不同情況，不同層次，涵蓋了時(shí)區(qū)和區(qū)時(shí)的多種推算題型，通過問題解決，實(shí)現(xiàn)了對“時(shí)區(qū)”知識深度拓展。

本節(jié)課以科學(xué)課知識為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)為手段，以推理為核心，在真實(shí)而有挑戰(zhàn)的問題情境中實(shí)現(xiàn)了探究性深度學(xué)習(xí)，學(xué)生像科學(xué)家一樣做實(shí)驗(yàn)，像數(shù)學(xué)家一樣做推理。在有限的40分鐘課堂教學(xué)中，學(xué)生“玩中學(xué)，學(xué)中樂”，教學(xué)過程豐富且有趣味，“不留痕跡地”“完美地”落實(shí)了科學(xué)的探究實(shí)踐核心素養(yǎng)與數(shù)學(xué)的推理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)?！皶r(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)”知識難度雖大，但是借助直觀的實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生順利地建構(gòu)新知，實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階?？茖W(xué)與數(shù)學(xué)的跨學(xué)科融合教學(xué)，既幫助學(xué)生深刻理解“時(shí)區(qū)與區(qū)時(shí)”知識，又提升了科學(xué)與數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，還激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)興趣與數(shù)學(xué)愛好，促使學(xué)生輕松愛上學(xué)習(xí)、愛上探索。

（責(zé)任編輯：楊強(qiáng)）