初中數學跨學科融合的教學實踐與研究

蔡美玉

【摘要】初中階段的教學，在中小學教育中起到承上啟下的作用，對于學生的學習和發展十分重要。隨著教育理念的改革，人們不再單純地追求學生的學習成績，更注重學生的知識積累以及綜合能力的養成和發展。在這樣的背景下，“跨學科融合教學”因為其獨特的特點，受到了教育界的廣泛關注。本文將圍繞初中數學跨學科融合教學展開分析，以期能提高數學教學的整體效率，培養學生的思維能力和學習能力，為他們將來的學習打好基礎。

【關鍵詞】初中數學 ?跨學科融合 ?教學實踐

【中圖分類號】G633.6 ?【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）04-0007-03

數學作為一門綜合性學科，涉及很多概念、原理、技巧和方法。學好數學不僅能夠幫學生提高數學成績，還能為他們將來的物理、生物、體育等學科的學習打下良好的基礎?！读x務教育數學課程標準（2022年版）》中明確指出，需要教師將跨學科主題學習當作是“綜合與實踐”環節中的主要教學形式。因此，為了能更有效地發揮跨學科教學的作用，進一步提高初中數學教學效率，以促進學生數學能力與綜合素養全面發展。教師除了要講授基礎知識與概念，還要對教學方法進行優化，以推動跨學科融合教學的高效進行。本文將圍繞教學目標、教學活動和教學評價這三個點來展開實踐與探究。

一、明確跨學科融合的教學目標

跨學科融合教學作為一種有效的教學手段，立足于數學課程的核心知識和關鍵能力的應用，強調將不同學科的知識和概念進行關聯與整合，以培養學生綜合運用不同學科知識和技能，來解決現實問題的能力。該教學方式由于其綜合性、真實性、融通性、實踐性等特點，需要學生具備多學科的知識和能力。但將各個學科之間的內容與知識串聯起來，就意味著各學科之間的界限會變得更加模糊，在一定程度上增加了教學的復雜性。因此，在實際教學過程中，很多學生會因為跨學科教學所包含的內容過多，而無法認清真正的學習目標，不僅會給教師的教學帶來困難，還會影響學生數學學習的效果，進而限制其綜合思維能力和解決復雜問題能力的養成和提升[1]。鑒于此，數學教師在開展跨學科融合教學的時候，可以在引入豐富多樣的知識與內容的同時，對教學方法進行優化，幫學生確認學習的目標和方向，以提高他們的學習效率。

例如，在教學與“軸對稱”有關的內容時，教師可以基于“古建筑中的旋轉對稱”將“圖案設計”作為本節課的主題，要求學生在學習過程中掌握與軸對稱有關的概念和原理，并能夠運用美術聯想法，利用所學過的平移、旋轉、對稱等圖形的特征來設計圖案。除了數學學科知識目標外，教師還可以制定跨學科的技能目標，這些目標既可以是信息獲取與處理能力，也可以是問題解決能力、創新思維能力、設計與繪畫能力等。學生在參與該主題活動的時候，不僅能加深對數學知識的理解和掌握，還能從中感受到數學與美術和生活之間的關聯，培養他們的跨學科學習的能力和意識。在“一元一次不等式”的教學中，教師則可以在課堂中引入“球賽出線”這一體育比賽中的常見情況，以學生喜愛的球賽問題入手，引導學生自主查閱球賽和球賽出線的相關知識，借此培養其信息收集和處理的能力，以及自主學習和思考的能力。同時，可以結合教材中的例子向學生提出：“火炬隊與月亮隊的積分分別是多少？”“火炬隊想要出線，就需要超過月亮隊的積分，請列出不等式來計算火炬隊至少要在接下來的比賽中勝幾場？”等問題，鼓勵學生參與到學校組織的球賽活動，使他們通過親身參與比賽找到解決問題的關鍵，并在此基礎上體驗到數學與體育和生活的關聯性。

通過以上的方式來開展教學，教師可以將數學與美術、體育等內容整合在一起，為學生提供良好的學習和實踐環境，學生能夠更加清晰地認識到基于跨學科的數學教學的主要目標，在掌握不同學科領域的基本知識和理論的同時，了解到它們之間的聯系和作用，這對于學生后續的跨學科學習以及個人綜合素養和綜合能力的提升，具有十分良好的促進作用。

二、設計豐富多樣的跨學科實踐活動

與傳統的教學理念不同，跨學科融合教學的宗旨是借助項目學習來引導學生展開學習與探究，幫助他們學習并掌握數學概念和知識，使他們能夠在學習過程中學會使用數學的思維和眼光來看待和解決實際的問題[2]。因此，教師在開展教學活動之前，除了要結合教學內容與學生的特點，選擇合適的主題或問題來作為跨學科融合教學的核心，還需要引導學生圍繞活動主題來設計相對完整可行的活動方案，激發學生的學習與探究欲望，為他們提供綜合運用知識和技能的機會，并在此基礎上完成數學與其他學科之間的融合。項目學習可以分為課內和課外兩部分，課內部分指的是學生在教師的引導下整理、分析數據，充分運用數學與其他學科的內容來發現隱藏在數據中的規律，在調動學生積極性和主動性的同時，引導他們運用數學思想和方法來解決實際中的問題。

（一）探究“體育運動與心率”的關系，促進數學與體育和生物的融合

教師可以在學生學習一次函數的概念、性質與圖像之后，開展以“體育運動與心率”為主題的數學跨學科實踐活動，綜合運用數學、體育和生物學的知識，引導學生將現實中的問題轉化為數學問題，幫助學生鞏固所學知識與技能，培養學生的跨學科學習意識和能力，并在此基礎上為他們后續的生物、體育學習打好基礎。

第一步：在活動開始前，教師可以將學生進行分組，鼓勵學生在團隊中相互合作、分工協作，并制定團隊合作規則和項目計劃，包括項目的時間表、資源需求和任務分配等。這有助于組織和管理項目的進展，在促進學生之間的合作與交流，開拓思維的同時，提高項目學習的效率。

第二步：在課堂中引導學生結合實際情況，圍繞體育活動與心率，從不同的角度來提出，如“運動時間、類型與心率的關系”“有氧運動和無氧運動中，運動時間與心率之間的關系”“運動時間、性別與心率的關系”等問題，借此幫他們明確項目的具體內容和要求，激發學生的興趣和參與度。

第三步：組織和開展實踐活動，要求學生用計時器、智能手表等工具來測量每個選手完成短跑的時間、年齡、性別等相關信息，并將其記錄在表格中，以便于后續的分析和探索。然后，讓學生根據自己所制定的計劃來完成項目任務，并在此基礎上使用Excel、函數圖像、思維導圖等工具，將收集到的數據與其他變量進行關聯和分析，從中找到“體育運動與心率之間的關系”，在驗證自己想法的同時，可以深刻體會到數學與體育、生物之間的關系，養成良好的數據分析和問題解決的能力，以及跨學科思維和綜合素養。要注意的是，項目活動的設計要結合學生的實際，以避免難度過高或過低而影響最終的實踐效果。

第四步：要求學生在實踐過程中完成項目報告，將自己與同伴收集和整理后的數據，以及在實踐活動中的收獲和心得整合在一起。在活動接近尾聲時，可以鼓勵學生運用數學角度來對自己的成果進行分析，指出年齡、性別、運動類型等因素對心率的影響，借此來引導學生對整個項目過程進行反思，幫助他們總結經驗教訓，以提高他們的學習效果。通過這樣的方式來開展跨學科數學教學，學生不僅能理解體育運動與心率的關系、掌握一次函數的概念、性質與圖像的有關內容，以及實踐中所提出問題背后所包含的數學原理、生物與體育知識，還能深刻認識到數學在體育、生物等領域中的實際應用，養成跨學科學習意識和能力，為將來的學習與發展奠定基礎[3]。

通過以上步驟，學生可以在實踐中獲得數學與其他學科的知識和技能，在提高自身解決問題的能力、創造力和合作精神的同時，還可以通過與他人合作，養成良好的合作意識和社交能力，這對于他們的學習和成長來說具有十分重要的意義。

（二）探究“小燈泡的發光概率”，培養學生的科學實驗和數據分析能力

為了能充分發揮跨學科融合教學的作用，教師需要結合學生已有經驗和興趣，通過開設豐富多樣的項目主題，來打破學科界限，鼓勵學生跨領域、跨學科學習，為他們將來的自主活動和學習留出余地[4]?！峨S機事件的概率》這節課中，主要講述了“什么是隨機事件的概率、頻率和概率的關系、生活中的概率”等內容，不僅包括了數學中有關概率的知識，還涉及了統計學、計算機、物理學等內容。由于這部分內容比較抽象和復雜，使得很多學生在學習過程中會感到困惑，不僅難以深入理解課堂中所學的知識，還可能影響他們的學習積極性，進而阻礙學生學習能力和綜合素養的養成。鑒于此，在教學“隨機事件的概率”的時候，教師可以引入一些生活中的例子，并開設一些實踐活動，借此拉近學生與課堂之間的距離，以確保他們能夠全面理解和應用所學知識。

教師可以在教學過程中，設計以“探究小燈泡的發光概率”為主題的項目式活動，為學生提供學習和探索的機會，使他們能夠在參與實驗的過程中，深化對“概率”有關知識的理解與掌握，并加深對其他學科知識的理解，以培養學生的跨學科意識和學習能力?？紤]到這部分知識比較抽象，且隨機事件的概率往往難以確切得到，教師可以鼓勵學生進行多次重復的試驗，用隨機事件發生的頻率作為它的概率的估計值，最終得出“小燈泡發光的概率”[5]。

第一步：教師講解基礎概念和原理之后，在課堂中引入“小燈泡發光”這一物理和生活現象，通過介紹小燈泡的基本原理和發光機制，讓學生了解相關的物理知識和概念，了解數學與物理學之間的聯系，并在此基礎上確認本次實踐活動的主題和目標。

第二步：在課堂中導入“電流和電路”的習題，要求學生運用樹狀圖或者列表法來計算“隨機關閉S1、S2和S3其中的兩個開關后，小燈泡的發光概率”。在此過程中，可以鼓勵學生根據所掌握的內容和知識進行大膽猜測和提問，借此來引發學生的思考，激發他們的學習和探究欲望。

第三步：借助教具來完成實驗測試小燈泡的發光概率，并將反復測試收集到的數據記錄下來，運用樹狀圖或者列表法進行分析，最終得到以上問題的答案。因為該問題一共有6種結果，其中燈泡發光的組合一共有4種，故P（小燈泡發光）=4/6=2/3。

第四步：鼓勵學生回顧整個實驗過程，總結自己的收獲和感想，并運用實驗報告、海報或口頭演示的方式，向他人分享自己的成果，借此來促進學生之間的交流和互動，培養學生的科學實驗和數據分析能力，以推動跨學科融合教學的高效開展。

三、完善教學評價機制

教學評價是跨學科融合教學中的重要環節，不僅能夠幫學生認清自己的優點與不足，促進其個性化發展，還能為教師提供改進教學的依據，并促進學生跨學科思維和應用能力的培養。然而，傳統的教學評價方式比較單一，難以全面展現學生的真實水平，進而導致跨學科在數學教學中的應用效果不夠明顯。為此，教師在開展教學評價的時候，可以圍繞跨學科主題學習中的教學目標，以學生為核心來完善評價機制，在全面了解學生的綜合能力發展情況的同時，為他們提供有針對性的反饋和指導，促進學生跨學科學習效果的進一步提升[6]。例如，在基于跨學科融合教學的項目式活動中，教師除了評價學生的實踐結果，還可以針對學生對真實情境中問題的理解、數學語言表達準確性、實施方案的可行性、學生的學習態度等多個方面進行評估。教師還可借助多元化教學評價，鼓勵學生與他人分享自身學習成果，并對他人的作品進行評價，借此來加強學生之間的互動與交流，在豐富學生學習體驗、開拓學生視野的同時，加強學生對自己和他人的認知，以促進學生們的共同進步與成長。除此之外，教師可以借助多媒體信息平臺來完善評價機制，為學生提供更為及時的評價和反饋，以推動跨學科融合教學的高效開展。

總之，跨學科融合教學作為一種有效的教學手段，對于學生的跨學科學習能力的養成具有十分良好的促進意義。為了能進一步提高基于跨學科融合教學的效率，教師可以從教學目標、教學活動的設計、教學評價這三個方面入手，對教學內容和方案進行優化，以激發學生的學習動力，加強他們對數學和其他學科知識的認知，養成良好的跨學科意識和學習能力，為將來的學習打好基礎。

參考文獻：

[1]李敏.跨學科融合教學在初中數學教育中的應用研究[J].教育科學研究，2019（6）：56-60.

[2]王惠.基于初中跨學科數學綜合實踐活動課程開發與實踐的構想[J].課程教育研究，2020（37）：27-28.

[3]鄧海霞.初中數學教學與其他學科相互融合[J].中文科技期刊數據庫（全文版）教育科學，2021（1）：2.

[4]崔淑婷.初中數學教學中如何增強學生跨學科學習能力[J].理科愛好者（教育教學），2021（5）：40-41.

[5]王紅權.項目學習：初中數學跨學科綜合實踐的主要方式[J].中國數學教育，2022（17）：10-14.

[6]王浩.初中數學跨學科綜合實踐活動的理論探索[J].中學數學月刊，2023（8）：19-21+36.