初中數學教學中學生跨學科學習能力的培養路徑探析

陳瑤瓊

【摘要】《義務教育數學課程標準（2022年版）》明確指出：設立跨學科主題學習活動，加強學科間相互關聯，帶動課程綜合化實施，強化實踐性要求.基于此，文章以初中數學教學為例，對跨學科學習能力培養需要遵循的原則以及教學策略進行了分析，旨在引領學生在多學科融合的知識學習中，建立專業知識融合的體系，幫助學生在問題解決中靈活地運用多學科知識與技能，實現深度學習.

【關鍵詞】初中數學；跨學科；學習能力；培養

“跨學科”概念最早是在1926年被哥倫比亞心理學家伍德沃斯所提出的，在當時引起了教育界研究學者的關注，并成為學術研究的“新寵”.20世紀50年代開始，“跨學科”被運用于科學界、教育界，在經過了眾多的研究、修改之后，逐漸形成了成熟的跨學科課程觀，并且在我國新課程改革不斷推進的背景下，得到了廣泛的運用.各學科教師不斷地優化課程體系，找到本學科與其他學科知識的融合點，實現多學科、多層面的融合，不僅可以幫助學生攻克知識理解的難關，還有助于發展學生的跨學科學習能力.從初中數學教學的視角分析跨學科學習能力的培養，教師需要發揮出教學組織者與引導者的角色功能，在教學實踐中做到合理地設計教學主題，運用互聯網技術、社會科學以及自然人文科學等方面的知識，對數學內容進行加工與設計，讓學生在數學學習中可以主動地發現問題，在探索問題解決的方法中構建數學知識體系、發展數學能力與數學思維，并獲得科學探究能力、創新創造能力、語言表達能力等多方面的鍛煉，引領學生從跨學科學習中發現數學與其他課程整合的現實意義，培養出具備綜合素質的復合型人才.

一、初中數學教學中學生跨學科學習能力培養的原則

（一）針對性原則

在初中數學教學過程中開展跨學科教學活動，發展學生的學習能力，需要教師明確教學目標的指向性，并且能夠從初中生的身心發展規律出發，提高教學指導的針對性，讓跨學科教學更加貼近學生的實際學習情況以及發展需求，能夠充分地調動學生的跨學科學習熱情，精心設計學習任務，讓學生在跨學科任務的驅動下形成強烈的探究欲.同時，在跨學科學習能力的培養中，教師需要關注不同層次學生的學習能力差異，結合學生的興趣愛好、學習水平合理地控制學習任務的難易度，讓跨學科教學活動真正為學生的學習服務.

（二）主體性原則

學生是跨學科學習的主體，想要在真正意義上提高學生的跨學科學習能力，教師需要在課堂教學中發揮出學生的主體性，鼓勵學生在跨學科學習過程的參與中，實現思維的碰撞，在解決問題中總結出新的方法，積累新的經驗，保障學生在跨學科學習中實現知識與技能的生成.同時，在初中數學教學中實施跨學科教學模式，教師需要凸顯出數學學科的主導地位，避免本末倒置，應有意識地引領學生站在數學的視角思考與解決問題，認識到“跨學科”與“凸顯數學學科的主導地位”二者并不沖突.

（三）開放性原則

新課程改革主張打造開放式的教學環境，鼓勵教師建立課內教學與課外教學資源融合的新型課程教學模式，在跨學科學習能力培養的過程中，教師同樣應遵循開放性的原則，能夠適當地開拓學生的學習活動空間，能夠將課外資源引入課堂教學中，起到豐富課程教學資源、開闊學生學習視野的作用.教師還可以帶領學生走出課堂，走進社會生活中，要求其他學科教師、家長、社區等參與到跨學科主題活動中，加強數學、各學科知識與生產、生活之間的聯系，給學生提供更多實踐操作、創作反思的機會，促使學生在開放式的學習環境中，通過動手實踐，獲得獨特的學習體驗，經歷問題發現、分析、解決等過程，深入體驗生活、感悟生活，發展跨學科知識的實踐運用能力，提升創新能力.

二、初中數學教學中學生跨學科學習能力培養的有效路徑

（一）樹立跨學科的教學觀念

在科學技術水平快速發展的時代，各個領域的發展也逐漸地趨向于綜合化，教育事業的進步需要緊跟時代發展的步伐，并做出相應的改變.學生僅僅憑借單個學科的知識與技能的學習，是難以解決現實中遇到的復雜、多變的問題的.蘇霍姆林斯基在“全面發展教育理論”中指出要培養全面、和諧、有個性的人，實現這一目標需要初中數學教師革新教學觀念，能夠積極地轉變陳舊的教育觀，探索并了解學科融合的教學內涵，了解跨學科教學與常規教學模式之間的區別，并不斷地豐富各學科專業知識，能夠在關注數學學科發展情況的同時，了解其他學科的變化，形成學科融合的教學觀念，積極地探索跨學科知識融合的路徑，保障跨學科教學活動的順利實施，為初中生的跨學科學習能力發展奠定基礎.

在對初中數學教師的跨學科教學狀況的調查中發現，部分教師對于跨學科教學的了解程度不足，甚至缺乏對跨學科教學的重視程度，部分跨學科教學活動的組織停留在形式主義層面上.究其原因在于教師受到應試教育思想的影響，他們認為提高學生的考試分數才是最重要的，而沒有為學生的長遠發展考慮.還有部分教師認為對學生進行跨學科學習能力的培養是沒有必要的，不僅會增加學生的學習負擔，還容易導致學生無法集中精力學習數學學科知識.教師的錯誤教學思想是影響教學質量提升的關鍵原因，這些問題迫切地需要解決.為了幫助初中數學教師了解培養跨學科學習能力的價值，樹立跨學科教學觀念，學校可以邀請名師到校開展講座，舉辦跨學科教學交流會，讓教師從中了解學科融合教學的益處，認識到學生形成跨學科學習能力對于今后學習以及發展所產生的深遠影響，還可以鼓勵教師自行查閱資料，學習相關的教學經驗與方法，以先進的教學觀念引導跨學科教學行為的發生.

（二）梳理數學與其他學科知識的交融點

在以往的初中數學教學中，部分教師采取生搬硬套的方式，導致其他學科知識突兀地出現在數學課堂中，學生無法將數學學習與其他學科知識聯系在一起，這是影響學生跨學科學習能力發展的一個至關重要的原因.有效地發展初中生的跨學科學習能力，需要教師在教學活動的組織中從數學學科的特點出發，結合不同的數學知識內容，找到與之相關聯的、契合的學科內容，發現其中存在的普遍規律，由此保障數學課堂教學中的跨學科活動順利開展，引領學生發現數學與其他學科知識存在的關系.

“數與代數”“圖形與幾何”是初中數學教學中的兩大領域，筆者從這兩個領域出發，分析數學教材中的各個模塊知識與其他學科內容之間的交融點.在“數與代數”領域中，包含了“數與式”“方程與不等式”“函數”等內容，筆者在對“數與式”的研究中發現有“有理數”“實數”與地理課程中的“極地地區（溫度）”、語文課程中的龜兔賽跑存在密切關系，“代數式”與生物課程中的細胞分裂、體育課程中的投球存在密切關系，“方程與方程組”與化學課程中的“鐵的冶煉”“溶液的濃度”有關.在對“方程與不等式”的研究中筆者發現，“不等式與不等式組”與物理課程中的“串聯與并聯”、地理課程中的“氣候”、化學課程中的“pH”等密切相關.初中階段學生接觸到的“函數”主要有一次函數、反比例函數、二次函數，其中一次函數與物理課程中的“功的計算”有關，反比例函數與物理課程中的“測量平均速度”“歐姆定律”“重力”有關，二次函數與物理課程中的“焦耳定律”有關.在“圖形與幾何”的領域中主要涉及“圖形的性質”“圖形的變化”“圖形與坐標”等知識，以“圖形的變化”為例，其中“圖形的對稱軸”知識與美術課程中的“剪紙藝術”、化學課程中的“同分異構體”有關，“圖形的相似”與美術課程中的“黃金分割線”、物理課程中的“小孔成像”有關，“圖形的投影”與語文課程中的詩詞《題西林壁》、物理課程中的“光的折射”有關，“坐標、圖形位置運動”與體育課程的球類運動、地理課程的“位置與范圍”有關.

（三）組織學科融合的數學學習活動

想要切實地提高初中生的跨學科學習能力，教師需要組織豐富多樣的學習活動，以互動為載體，帶領學生在數學學習中感知數學與其他學科之間存在的聯系，并且在各種學習活動的參與中積累經驗，樹立跨學科學習意識，掌握跨學科學習的方法.具體可以從以下幾個方面入手：

第一，數學與物理知識結合.數學是一門了解空間與數量關系的科學，物理則是一門以實驗觀察為基礎的自然科學.部分教師認為二者關系不大，實際卻不然，數學是物理規律推理中不可或缺的工具，物理學科中的許多知識點與數學有關.以“函數”部分的教學為例，教師可以借助物理學的勻速運動位置變化問題，組織實驗探究活動，讓學生在實驗中掌握正比例變化與函數知識的關系，通過物理實驗活動，將數學抽象知識以更為直觀的方式展現在學生的眼前，幫助學生用數學思維分析、解決問題，形成科學探究思維.

第二，數學與地理知識結合.在地理學科的時差、地球位置、降雨量、溫度以及水位變化的計算中，都需要運用數學知識，教師可以借此布置習題，鍛煉學生的計算能力.比如“在北緯38°的開闊地有一棟高為H的建筑物，某開發商想要在H樓的北側新建一棟樓，若是想要保障新樓不會被H建筑物遮擋陽光，且保障新建筑底層全年的所有時刻都可以接受足夠的陽光照射，那么兩棟樓的間距應不小于多少？”這道題的解答不僅需要運用數學計算，還需要學生聯系地理學知識，經過分析可知太陽在南回歸線附近的樓的影子最長，可以將地球表面視為平面，運用建筑學與幾何學的知識計算：∠RSQ=90°-38°-23.5°，在Rt△RQS中QS的長度=Hcot（90°-38°-23.5°）=Htan61.5°，所以兩樓之間的距離不小于Htan61.5°.

第三，數學與美術知識結合.數學具有圖形之美，這與美術學科相似，在數學教學中教師給學生展示美術畫作，帶領學生從數學的視角分析與鑒賞美術作品，發現美術畫作中存在的對稱性等.比如在軸對稱圖形的一課教學中，教師就可以給學生展示具備對稱特點的圖畫，讓學生從中找出對稱軸，判斷圖形是否對稱.又如，在數學教學中教師利用多媒體設備展示了“斷臂維納斯”的美術作品，讓學生從中猜測維納斯的身高是多少，并根據黃金比例完成計算，由此幫助學生掌握黃金分割比例的內容，學會運用黃金分割比例知識解決數學問題.

除此之外，數學還可以與歷史、語文、化學、音樂等學科融合，教師需要結合不同學科的特點，根據數學教學的實際需求，設計具有針對性的數學學習活動，促使學生從中鍛煉跨學科學習能力，提升數學學習水平.

（四）實施多樣化評價，完善跨學科教學體系

在初中數學教學中培養學生跨學科學習能力，需要教師構建一個連續的教學體系，將教學評價作為重要環節貫穿于數學課程的跨學科教學過程中，并且逐步完善跨學科教學模式，最大限度地發揮出評價的教學功能，促進學生的跨學科學習能力提升，保障學生在跨學科的數學學習中獲得良性發展.這就要求教師能夠在跨學科的評價中，對學生的知識、情感、態度、技能等進行多方面、多元化的評價，鼓勵學生參與到評價環節中，讓教學評價更加科學、合理.

首先，采取師生互評的方式.在初中數學跨學科教學中，教師應具備一雙慧眼，可以時刻關注到學生的學習成長與變化，能夠在不同的教學環節中發現學生的閃光點，并給予及時評價.教師對學生的評價應堅持以鼓勵為主，批評為輔，通過使用激勵性的語言或表情，讓學生感受到教師的關注，獲得心理與情感上的滿足.而學生對教師的評價則可以從形象氣質、情感態度、專業水平等角度進行.教師可以設計評價單，幫助學生明確評價教師教學行為的內容與方向，比如“我對本節課的內容感興趣嗎？”“老師講課時使用的語言是否具備吸引力？”“你認為老師在知識講解過程中使用的語言是否難懂？”“老師上課的態度積極嗎？”以師生互評促進教師與學生的共同成長.

其次，采取學生自評與生生互評的方式，要求學生在自我評價中反思自己在跨學科學習中的學習積極性、學習方法、學習策略、學習行為是否有待改善，引導學生形成自省的習慣.生生互評可以讓學生看到自己與他人之間的差距，并且促使學生主動地學習他人的優點，彌補自身的不足，促進學生跨學科學習能力邁上新的臺階.

結 語

總之，跨學科教學模式在初中數學教學中的運用，可以打破學科之間的壁壘，符合新課程改革的要求，有助于學生綜合學習能力的發展.因此初中數學教師應積極地探索數學與其他學科融合的有效途徑，優化教學活動的設計，引領學生在學科融合的課堂中提高學習能力，形成數學核心素養.

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