从数据看环保 以整合提素养
——《科学记数法》教学设计
字数：2461
2025-09-14
版名：教育理论
□韩文睿
本节课以“垃圾分类”为真实情境载体，以科学记数法为核心数学工具，通过“数据收集—分析表达—问题解决—价值反思”的教学主线，构建数学与环保教育的跨学科融合课堂。教学中注重从生活数据中提炼数学问题，在实践应用中升华社会价值，培养学生的社会责任感和环境保护意识，增强学生的合作学习意识和能力。
【教学过程】
环节一：情境导入
垃圾围城·数学破局
活动1：展示我校开展的“垃圾分类知多少”专题调查数据结果。
学生随机参与“垃圾分类知多少”专题调查活动，并根据实验结果思考：
（ 1）本次问卷调查中一共抽查了200名学生，“比较了解”垃圾分类知识的有多少人？
（ 2）我校有学生3200人，请根据调查结果估计我校学生中“比较了解”垃圾分类知识的约为多少人？
活动2：（1）学生播报多媒体中出现的相关信息和数据。
据统计，全国生活垃圾年产量多达400000000吨左右。
全国每年使用塑料快餐盒达4 000 000000个，每年使用方便面碗500000000-700000000个，每年使用一次性筷子1000000000双。
（ 2）思考：为什么要进行垃圾分类？
中国是一个垃圾生产大国，早在2004年就超越美国成为世界第一垃圾制造大国。中国平均每人每天产生1.1千克垃圾，每年以8%的速度增长。同学们所说的这些仅占生活垃圾的8%—15%。
2010年纪录片《垃圾围城》震惊世界。片中美丽的北京被周围大大小小的垃圾场包围，它们组成了北京的“七环”。与此同时，1.74亿个太空碎片也令人触目惊心。
（ 3）上面这些数都很大，书写、信息提取都比较麻烦，也容易出错，你有更简单的表示它们的方法吗？
环节二：科学记数法概念构建
数字魔法·垃圾数据大瘦身
探究1：学生通过填表思考10n的指数、运算结果中0的个数与运算结果的位数之间的关系。
探究2：学生借助以10为底的幂来为垃圾数据“瘦身”。
环节三：科学记数法知识普及环保特工队·正逆用科学记数法
例1：用科学记数法表示数有哪些方法？
（ 1）400 000=4×105（ 2）25 000=2.5×104（ 3）5 034=5.034×103
（ 4）-12 300 000 =-1.23×107
思考：等号左边整数的位数与右边10的指数有什么关系？
例2：同桌两人交流、完成下列用科学记数法表示的数的原数。
（ 1）3.4×104（ 2）－6×105
环节四：综合应用与拓展
校园零垃圾·数学攻坚战
活动：（1）请一名同学分享自己家一天使用塑料袋的详细统计情况。
（ 2）请七年级（3）班随机一个学习小组6名同学展示一周塑料袋使用的统计情况。
（ 3）谁家使用的塑料袋最多？谁家使用的塑料袋最少？
（ 4）先估计平均每家一周塑料袋的只数，再进行计算。
（ 5）据了解，我们所在的城市西安约有1300万常住人口。按人均每人每天使用3个塑料袋计算，每个塑料袋会污染600平方厘米的土地，计算一周全城丢弃的塑料袋将污染多少平方米的土地。（用科学记数法表示）
（ 6）将下列画横线的数用科学记数法表示。
通过网络得到以下数据：我国快速消费品零售全行业每年消耗的塑料袋数量约为500亿只；在全球范围内，一年至少有5000亿只塑料袋被人们拎回家，一分钟内就要用掉100万只，即每人每年要用大约150只塑料袋。
（ 7）播放塑料等白色污染危害环境的视频。
据联合国环境规划署最新消息：全球每年生产的塑料超过4亿吨，其中三分之一仅使用一次，每天相当于有2000辆满载塑料的垃圾车向江河湖海倾倒塑料……照此速度发展，蓝色地球最终将变成“塑料星球”……
根据以上信息，你想到了什么？
环节五：科学记数法应用实践
环保数据解码·拯救地球计划
教师发放任务卡，示例：
数据源：某城市日均生活垃圾量29100000千克。
解码任务：用科学记数法表示，并计算全年总量。
环保意义：若每人每天减少100克垃圾，全市1300万人可减少多少吨？（用科学记数法表示）
学生分组完成“解码”任务，用不同颜色标注a和n，派代表分享计算过程和环保建议。
环节六：作业布置环保数学宣言·用数据守护地球
任务1：我是创作者。发挥创造力，结合科学记数法的学习，制作思维导图或者数学小报，找寻更多关于科学记数法在实际生活中的应用场景。介绍如何正确地进行垃圾分类及其对环境保护的重要性。
任务2：我是践行者。调查自己家所在小区一周内产生的塑料垃圾情况，估算一个月甚至一年的塑料垃圾总量，并用科学记数法填写调查报告。
点评
韩老师的教学设计以“垃圾分类”为真实情境，将数学知识与环保教育深度融合，体现了较强的跨学科整合意识与育人导向。
素养导向，价值引领。教学设计紧紧围绕数学核心素养，突出“用数学眼光观察现实世界、用数学语言表达现实世界、用数学思维思考现实世界”的目标定位。通过真实数据感知、科学记数法构建与实际应用，不仅提升了学生的数感与符号意识，更在情感态度层面增强其环保意识与社会责任感，实现学科育人功能的有效落地。
情境真实，激发兴趣。以“垃圾围城”和“塑料污染”等现实问题为切入点，通过身边数据、国家报告乃至全球视野的多层次情境，引发学生认知冲突，激发其探究简洁表示大数方法的内在需求。情境贯穿全程，使数学学习不再是抽象符号的操作，而是有温度、有意义的现实问题解决过程。
探究递进，建构概念。教学设计注重学生的自主探究与知识建构。从填表归纳10的幂的规律，到初步尝试用科学记数法表示垃圾数据，再到正逆用法的辨析与综合应用，层层递进，帮助学生逐步掌握科学记数法的本质与方法，体现“做中学”的理念。
任务驱动，合作学习。通过个人、小组、全班乃至全市、全球等多维数据的统计、估算与表达任务，推动学生在合作中完成数据收集、处理与表达，既锻炼数学应用能力，又培养团队协作与社会参与意识。任务设计具有层次性与开放性，兼顾基础巩固与能力拓展。
融合技术，强化体验。教学中融入调查数据、视频等多种资源，增强学习的直观性与感染力。尤其在“环保数据解码”环节，通过任务卡形式推动学生动手计算与表达，强化科学记数法的实际应用能力。
反思实践，知行合一。课后作业设计突出创造性与实践性，鼓励学生制作思维导图、开展社区调查，并将数据用科学记数法进行表达，真正实现学以致用，推动数学学习向社会责任与环保行动延伸。
这是一节具有较强示范意义的跨学科实践课例。建议后续可进一步探索数字化工具在数据可视化与科学记数法验证中的应用，提升学生的信息技术素养与数据分析能力。
（点评教师：陕西省莲湖教师进修学校中学数学教研员 吴丽）
本节课以“垃圾分类”为真实情境载体，以科学记数法为核心数学工具，通过“数据收集—分析表达—问题解决—价值反思”的教学主线，构建数学与环保教育的跨学科融合课堂。教学中注重从生活数据中提炼数学问题，在实践应用中升华社会价值，培养学生的社会责任感和环境保护意识，增强学生的合作学习意识和能力。
【教学过程】
环节一：情境导入
垃圾围城·数学破局
活动1：展示我校开展的“垃圾分类知多少”专题调查数据结果。
学生随机参与“垃圾分类知多少”专题调查活动，并根据实验结果思考：
（ 1）本次问卷调查中一共抽查了200名学生，“比较了解”垃圾分类知识的有多少人？
（ 2）我校有学生3200人，请根据调查结果估计我校学生中“比较了解”垃圾分类知识的约为多少人？
活动2：（1）学生播报多媒体中出现的相关信息和数据。
据统计，全国生活垃圾年产量多达400000000吨左右。
全国每年使用塑料快餐盒达4 000 000000个，每年使用方便面碗500000000-700000000个，每年使用一次性筷子1000000000双。
（ 2）思考：为什么要进行垃圾分类？
中国是一个垃圾生产大国，早在2004年就超越美国成为世界第一垃圾制造大国。中国平均每人每天产生1.1千克垃圾，每年以8%的速度增长。同学们所说的这些仅占生活垃圾的8%—15%。
2010年纪录片《垃圾围城》震惊世界。片中美丽的北京被周围大大小小的垃圾场包围，它们组成了北京的“七环”。与此同时，1.74亿个太空碎片也令人触目惊心。
（ 3）上面这些数都很大，书写、信息提取都比较麻烦，也容易出错，你有更简单的表示它们的方法吗？
环节二：科学记数法概念构建
数字魔法·垃圾数据大瘦身
探究1：学生通过填表思考10n的指数、运算结果中0的个数与运算结果的位数之间的关系。
探究2：学生借助以10为底的幂来为垃圾数据“瘦身”。
环节三：科学记数法知识普及环保特工队·正逆用科学记数法
例1：用科学记数法表示数有哪些方法？
（ 1）400 000=4×105（ 2）25 000=2.5×104（ 3）5 034=5.034×103
（ 4）-12 300 000 =-1.23×107
思考：等号左边整数的位数与右边10的指数有什么关系？
例2：同桌两人交流、完成下列用科学记数法表示的数的原数。
（ 1）3.4×104（ 2）－6×105
环节四：综合应用与拓展
校园零垃圾·数学攻坚战
活动：（1）请一名同学分享自己家一天使用塑料袋的详细统计情况。
（ 2）请七年级（3）班随机一个学习小组6名同学展示一周塑料袋使用的统计情况。
（ 3）谁家使用的塑料袋最多？谁家使用的塑料袋最少？
（ 4）先估计平均每家一周塑料袋的只数，再进行计算。
（ 5）据了解，我们所在的城市西安约有1300万常住人口。按人均每人每天使用3个塑料袋计算，每个塑料袋会污染600平方厘米的土地，计算一周全城丢弃的塑料袋将污染多少平方米的土地。（用科学记数法表示）
（ 6）将下列画横线的数用科学记数法表示。
通过网络得到以下数据：我国快速消费品零售全行业每年消耗的塑料袋数量约为500亿只；在全球范围内，一年至少有5000亿只塑料袋被人们拎回家，一分钟内就要用掉100万只，即每人每年要用大约150只塑料袋。
（ 7）播放塑料等白色污染危害环境的视频。
据联合国环境规划署最新消息：全球每年生产的塑料超过4亿吨，其中三分之一仅使用一次，每天相当于有2000辆满载塑料的垃圾车向江河湖海倾倒塑料……照此速度发展，蓝色地球最终将变成“塑料星球”……
根据以上信息，你想到了什么？
环节五：科学记数法应用实践
环保数据解码·拯救地球计划
教师发放任务卡，示例：
数据源：某城市日均生活垃圾量29100000千克。
解码任务：用科学记数法表示，并计算全年总量。
环保意义：若每人每天减少100克垃圾，全市1300万人可减少多少吨？（用科学记数法表示）
学生分组完成“解码”任务，用不同颜色标注a和n，派代表分享计算过程和环保建议。
环节六：作业布置环保数学宣言·用数据守护地球
任务1：我是创作者。发挥创造力，结合科学记数法的学习，制作思维导图或者数学小报，找寻更多关于科学记数法在实际生活中的应用场景。介绍如何正确地进行垃圾分类及其对环境保护的重要性。
任务2：我是践行者。调查自己家所在小区一周内产生的塑料垃圾情况，估算一个月甚至一年的塑料垃圾总量，并用科学记数法填写调查报告。
点评
韩老师的教学设计以“垃圾分类”为真实情境，将数学知识与环保教育深度融合，体现了较强的跨学科整合意识与育人导向。
素养导向，价值引领。教学设计紧紧围绕数学核心素养，突出“用数学眼光观察现实世界、用数学语言表达现实世界、用数学思维思考现实世界”的目标定位。通过真实数据感知、科学记数法构建与实际应用，不仅提升了学生的数感与符号意识，更在情感态度层面增强其环保意识与社会责任感，实现学科育人功能的有效落地。
情境真实，激发兴趣。以“垃圾围城”和“塑料污染”等现实问题为切入点，通过身边数据、国家报告乃至全球视野的多层次情境，引发学生认知冲突，激发其探究简洁表示大数方法的内在需求。情境贯穿全程，使数学学习不再是抽象符号的操作，而是有温度、有意义的现实问题解决过程。
探究递进，建构概念。教学设计注重学生的自主探究与知识建构。从填表归纳10的幂的规律，到初步尝试用科学记数法表示垃圾数据，再到正逆用法的辨析与综合应用，层层递进，帮助学生逐步掌握科学记数法的本质与方法，体现“做中学”的理念。
任务驱动，合作学习。通过个人、小组、全班乃至全市、全球等多维数据的统计、估算与表达任务，推动学生在合作中完成数据收集、处理与表达，既锻炼数学应用能力，又培养团队协作与社会参与意识。任务设计具有层次性与开放性，兼顾基础巩固与能力拓展。
融合技术，强化体验。教学中融入调查数据、视频等多种资源，增强学习的直观性与感染力。尤其在“环保数据解码”环节，通过任务卡形式推动学生动手计算与表达，强化科学记数法的实际应用能力。
反思实践，知行合一。课后作业设计突出创造性与实践性，鼓励学生制作思维导图、开展社区调查，并将数据用科学记数法进行表达，真正实现学以致用，推动数学学习向社会责任与环保行动延伸。
这是一节具有较强示范意义的跨学科实践课例。建议后续可进一步探索数字化工具在数据可视化与科学记数法验证中的应用，提升学生的信息技术素养与数据分析能力。
（点评教师：陕西省莲湖教师进修学校中学数学教研员 吴丽）
