跨学科主题学习实践与探索—以“数说碳排放”为例
跨学科主题学习《数说碳排放》
——第一单元 用数据讲故事 第二课 碳足迹
上海市交通大学附属小学 章惠
一、单元内容分析
本单元“数说碳排放”是《义务教育信息科技课程标准（2022版）课标》面向第二学段（3~4年级）“数据与编码”模块中的第一部分——“用数据讲故事”，对应内容要求（1）、（6）、（7）：，
1.单元内容要求
（1）通过体验和认识典型的信息科技应用场景，感受身边无所不在的数据，可以使用数字、字母或文字编码表示信息；
（6）在对简单问题的分析过程中，使用数字化工具组织并呈现收集的数据，借助可视化方式表示数据之间的关系以支撑自己的观点；
（7）在学习与生活中，能用数据记录并描述规律性发生的事件，简单地表达自己的想法或预测结果。
与本部分内容对应的核心概念是数据，包括围绕单元认识数据、收集数据、分析数据、呈现数据等知识与技能。
本单元的学习需要学生对人类与地球之间的关系、温室气体的概念等自然知识有一定的了解，而这些知识，在我校举办的校园科技节系列活动中已有所涉及。单元通过创设“日常生活中，我可以为低碳减排做哪些努力？”的情境问题，开展学习实践，综合运用信息科技、数学、自然、语文等学科的知识与思想方法，达成对问题的解决。在教学过程中，引导学生认识到数据不等于数学中的“数值”，学会观察、记录、收集数据，并体验数据组织、计算、呈现、表达的过程，学会用数据支撑自己的观点。本单元总体设计如下：
2.单元育人价值
（1）通过观察、记录生活中相关的数据，感受到身边无处不在的数据，认识数据在信息社会中的重要作用，并能判断数据的合理性和数据来源的可靠性，提升信息意识。
（2）能依据问题解决的需要，使用数字化工具组织并呈现收集的数据，借助可视化方式呈现数据之间的关系，清晰地表达观点。培养计算思维和数字化学习与创新能力。
（3）通过采集每日家庭人员的资源消耗量，能在真实情境中理解数的意义，会在同一度量方法下进行不同单位的换算，理解统一度量单位的必要性，形成用定量的方法认识和解决问题的习惯。
（4）在了解碳排放、计算每日的碳排放量的过程中，知道人类的生活和生产可能对环境造成破坏，意识到节约能源和保护环境的重要性，自觉倡导并逐步践行绿色的生活方式，形成保护环境、保护地球的社会责任意识。
（5）能借助不同类型的数据表达自己的见闻和感受，有理有据、负责任地表达自己的观点，提升在具体语言情境中有效交流表达的能力。
二、本课课时目标
1.观察家中的水、电、燃气表等设备，并记录相关数据，体验数据采集的过程（信息意识、计算思维）。
2.依据碳排放量的计算需要，能对同一数值的不同的单位进行转换，能使用数字化工具组织、整理数据（计算思维、数字化学习与创新）。
3.能使用在线协作平台分析数据，小组讨论并得出结论，简单表达观点（数字化学习与创新）。
三、教学实施过程
学习活动 | 学生活动 | 教师组织 | 活动意图 |
认识生活中的行为与碳排放背后的联系 | 1. 带着问题“食物是如何产生碳排放的？”观看微课《一顿饭的碳排放》。 2. 预览碳足迹计算器上的内容，了解本节课需要采集的数据，和完成的任务内容。 | 1. 播放微课，引导学生探究生活中碳排放背后的秘密。 2. 出示碳足迹计算器，让学生初步了解本节课的活动任务。 | 认识生活中这些行为到底是如何产生碳排放的。了解计算碳排放需要收集哪些数据，认识到采集数据需要有科学依据。 |
参与数据的收集和采集活动，体验数据的收集过程 | 1. 课前使用不同的方法，填写《生活数据收集单》，感受身边无处不在的数据，体验数据的收集过程。 2. 课堂分享“住”、“行”数据的来源和采集的方法。 3. 认识导航软件、家中的水表、电表、天然气表，了解更多准确获得数据的方法。 | 课前下发《生活数据收集单》，请学生回家收集一天的人均用水量、用电量、天然气用量及上学的方式和距离。 | 感受身边无处不在的数据，学会筛选选择合适恰当的数据进行阅读、采集、计算。 |
筛选整理采集到的数据，计算碳排放量 | 1. 观察碳足迹计算器上对输入数据的要求，筛选和处理采集到数据。 2. 分组展开活动。将整理好的数据输入到不同类型的计算器中，获得一天该类型的碳排放量总值，并填写任务单。 3. 小组讨论，比较组内谁的数据最大、谁的数据最小，为什么。 | 引导学生观察计算器，认识不同单位的换算方式，填写碳足局计算器并计算数据。 展示“食”类型中碗盘的大小，辅助学生收集数据。 展示不同小组的结果，并展开分析讨论。 | 计算、处理数据获得不同类型一天的碳排放量。 |
分析数据 得出观点 | 1. 通过在线协作平台填写碳排放量获得班级平均值，并将其填入碳足迹计算器，进行对比分析。 2. 观察1单位下的碳排放数据表，对比平均值和自己的碳排放数据表，得出自己的观点。 | 收集全班的碳排放量的数据值并计算得出班级平均值进行分享。 展示高于班级平均值和低于班级平均值的两位同学的碳排放数据表，分析从数据中得到了什么信息。 | 分析碳排放数据，辩证看待实现低碳生活的方法。 |
课堂小结 回顾碳足迹计算的全过程 | 1. 总结数据处理的过程，并判断数据的来源和可靠性。 2. 根据课堂学习情况填写学习评价单。 | 带领学生快速感受一段数据的采集、计算、分析的过程。
| 回顾数据收集、整理、计算、分析的过程。 |
四、跨学科说明
在单元活动中，学生根据解决问题的需要，综合运用数学、自然、语文等学科的知识技能和思维方法，有意识地寻求恰当方式检索、选择所需信息，通过组织数据、数据分析、可视化呈现等方式开展探究活动，表达自己的故事和观点。
1.以自然学科的温室气体和碳排放为知识铺垫，通过信息收集、数据分析了解到数据的多样形式，意识到碳排放对地球产生的危害，树立起信息社会责任和环保意识。
2. 运用量感、运算能力等数学思维采集生活中的真实数据，使用可视化方式呈现数据、分析数据，辩证地看待自己的生活方式产生的碳足迹，寻找合理地低碳减排的生活方式。
