指向核心素養的初中數學跨學科項目實施研究

摘要：隨著《義務教育數學課程標準（2022年版）》的發布，明確指出數學教學要以培養學生的核心素養作為重點，使得學生在數學學習過程中能夠不斷提高數學知識并形成數學核心素養，促進學生數學能力的深入發展。跨學科項目教學能夠滿足初中數學核心素養的培育需求，促進學生綜合素質的提升。因此，文章旨在研究指向核心素養的初中數學跨學科項目實施。

關鍵詞：核心素養；跨學科教學；初中數學；項目式學習

中圖分類號：G633.6文獻標識碼：A文章編號：1673-8918（2024）41-0073-04

《義務教育數學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）中提到了跨學科教學的重要性，要求在數學實踐中以各類數學問題為導向，將其他學科知識與數學學科相整合，從而推動學生站在數學視角，解決社會生活、科學技術等多種現實問題，促進數學學科與科學、地理、語文等學科的深度融合。在未來的初中數學教學中，以跨學科項目來促進學生核心素養的提升將成為重點內容，對教師的教育教學能力提出了更高要求。

一、 核心素養的初中數學跨學科項目理論基礎

在當前教育領域，“核心素養”已經成為一個熱門詞匯，代表了對學生綜合能力的全面培養。在初中數學教育中，跨學科項目的引入正是為了促進學生核心素養的發展。通過將數學與其他學科相結合，解決現實生活中的問題，不僅加深了學生對數學的認識，還拓寬了他們的視野，增強了解決問題的能力。

（一）現實問題解決導向

跨學科學習強調的是一個以問題為中心、以學生為主體的教學模式。這種教育模式鼓勵學生將不同學科的知識與技能，綜合應用到解決實際問題的過程中，特別是將數學這一基礎工具與其他學科相結合，理解和處理現實問題。通過這樣的方式，學生不僅能夠深刻理解數學概念，而且能夠發展其批判性思維、創造性解決問題的能力以及自主學習的習慣，最終成長為既具備扎實數學功底又能夠跨學科整合知識、解決實際問題的綜合型人才。

（二）超出單學科視野

跨學科學習模式強調了教育不應局限于單一學科的狹隘框架內，而是應推動學生跨越不同學科界限，綜合運用多學科知識。這種教育策略旨在解決那些復雜且往往涉及多個學科的問題或主題，從而促使學生在尋找解決方案的過程中發展出一種綜合性、戰略性的思維方式。通過這樣的學習過程，學生不僅能夠更全面地理解問題，而且能夠促進其批判性和創造性思維能力的提升，為日后在多元化和不斷變化的現實世界中應對各種挑戰打下堅實的基礎。

（三）整合研究方法與思維模式

跨學科學習要求教師在設計教學項目時，必須采用創新且具有整合性的研究方法和思維方式。這種教育模式強調不同學科間的相互聯系和融合，并倡導使用創新的教學策略來引導學生跨越傳統學科邊界，激發他們的好奇心和研究熱情。同時，教師需要為學生提供實踐的路徑，幫助他們將理論知識與實際經驗相結合，通過綜合性的思考和實際操作，培養解決復雜問題的能力。這不僅僅是對學生知識體系的拓展，更是對其思維模式和認知能力的深度塑造。

（四）發展學生的核心素養

跨學科項目學習的目標是培養學生的核心素養和綜合能力，尤其是提高他們的問題解決能力。為了實現這一目標，教學內容和方法必須能夠激發學生的主動性、創造性和批判性思維。這需要教師精心設計課程，將不同學科的知識融合在一起，創設真實且具有挑戰性的學習情境，并鼓勵學生主動探索和解決問題。通過這種教學方式，學生可以學會如何運用所學知識分析和解決實際問題，從而培養適應未來社會發展的綜合素質。

二、 初中數學跨學科項目實施現狀

跨學科教學是指跨越原本的單一學科界限，遵循學科之間的內在邏輯規律，在此基礎上將本學科與其他學科之間聯合起來，在教學實踐過程中實現多學科融合教學。跨學科教學作為培養初中學生學科核心素養的重要手段，在培養學生的幾何直觀、空間觀念、創新意識等內容上發揮著有效作用。但當前初中數學跨學科教學中仍然存在較多問題，主要可分為以下幾點：

（一）學科間缺乏內在關聯

隨著社會經濟水平的不斷提高，我國逐漸步入信息化時代，這勢必會增加數學與其他學科之間的關聯。學生能夠應用數學知識來解決生活中的種種問題成為初中數學教學的重要論點。相關研究結果顯示，我國初中數學教材的編寫中已經開始注重跨學科理念的應用，在對各版本教材內容的分析發現跨學科的內容、數量以及與其他學科之間的融合都在加深，但存在的問題也相當明顯，存在廣度、深度不足的問題，呈現出數學學科與其他學科之間缺乏內在關聯的問題，導致跨學科教學流于表面。從廣度來看，初中數學與物理等學科的融合較多，而且融合內容以典型案例為主，缺乏新穎性；而深度上，跨學科多以背景為呈現方式，沒有探究學科之間的內在聯系，導致初中數學跨學科項目教學效果并不理想。

（二）教師專業素養有待提高

教師的教育教學能力直接關系到實際教學效果，跨學科項目教學理念雖然已經得到了大部分教師的認可，但受到教師專業能力的限制，導致跨學科內容融合較淺。當前我國初中數學教師多是單學科培養而言，數學教育教學能力優秀，但由于缺乏跨學科學習的條件和能力，即使在入職后也專注于本學科能力的提升，對行業內最新信息的了解較少，使得跨學科教學難度增大。我國數學教育目標向“四基”與核心素養的培育轉變，這需要數學教師在教學過程中，對學生素養和綜合能力的培育給予足夠重視，強化自身的內在職業驅動力。教師不僅要掌握本學科的專業知識，還要對其他學科內容進行學習，提升跨學科教學思維與能力，不斷提高自身的專業素養。

（三）教學重心偏移

隨著跨學科理念的深入發展，一些諸如STEAM、數學建模的自帶多學科背景的教學理念受到了普遍關注，教師在教學中致力于跨學科教學內容的整合，以推動跨學科教學實踐。但受到我國傳統教師培養形式的限制，教師不具備多學科教育教學能力，因而在跨學科教學的實際應用中存在重心偏移的問題，即教師會將重心放在本學科教學內容上，而忽略了對其他學科知識的教授。一些教師也試圖探究新的教學模式來解決這個問題，會通過多學科教師協同授課的形式來滿足不同學科的教學需要，但這也導致教學所需要的資源過多，無法廣泛推廣使用。現階段，跨學科教學的問題在于沒有形成穩定的跨學科教研團隊，導致教研目標存在誤差，在教研中難以體現跨學科教學特征，因此必須重視跨學科教學的教研工作。

三、 指向核心素養的初中數學跨學科項目實施

現代教育極其重視核心素養的培養。對初中數學來說，跨學科項目的引入不僅豐富了教學手段，更為學生提供了更廣闊的學習視野和實踐平臺。以下內容將探討初中數學跨學科項目式教學的要求與具體實施方式。

（一）初中數學跨學科項目式教學的要求

在核心素養引導下推動跨學科項目教學實施，首先需要精確把握跨學科教學中的數學要素。在蘇科版初中《數學》教材的編寫中，會根據教學內容需求設計情景與問題教學板塊，引導學生在問題解決的過程中來掌握數學知識與能力。這個過程中會涉及工程學中的流程框圖的應用，使得學習任務和步驟更加明晰。但跨學科教學并不僅僅是多學科知識的結合，需要教師在設計跨學科問題情境時，深入挖掘不同學科之間的數學要素，掌握數學本質問題，從而總結能夠進行項目式教學的數學問題，在項目實施過程中推進跨學科進程。

其次，初中數學跨學科項目教學還需要積極應用各種信息化技術來提升教學效率，如可視化動態軟件。常見的幾何畫板、GeoGebra等動態教學軟件，在初中數學教學實踐中得到廣泛應用。動態軟件能夠彌補傳統教學中數學知識過于抽象的問題，使其以具象化的形式展現出來，提升課堂教學的趣味性，激發學生學習興趣。教師在初中數學的跨學科教學中，可以利用動態化軟件來為學生創設真實的跨學科情境，使得學生能夠在實踐操作的過程中提升多學科思維，并掌握數據分析、曲線擬合、模型構建等數學信息能力，促進師生信息素養的提升。除此之外，跨學科教學中還要致力于提升學生的創新思維與實踐能力，通過與多媒體信息技術的結合推動初中數學教學形式、教學內容的創新，讓學生在實踐中應用數學能力來解決問題。

（二）初中數學跨學科項目具體實施

在新課標要求下，初中數學教學要以培養學生的核心素養作為主要目的，以PBL項目式教學法為教學形式，依照教學準備、教學環節等方面內容展開，推動初中數學跨學科項目教學實踐。

1. 教學準備

教學準備是實施跨學科項目式教學的前提。教師在開展教學中，需要根據教學內容選擇合適的跨學科內容，將其作為教學活動展開的具體內容，使其豐富原有的數學學科內容，結合新課標、教材和學生的實際學情調整教學方案，完善課前教學準備工作。合格的跨學科內容需要滿足三個具體特征：一是跨學科學習內容中包含明顯的數學特征，如符號表征、圖像表征等。而這些表征需要能夠對內容進行細化，選擇出典型表現形式，如果選擇的是方程對象，那么需要包含方程解析式等。二是跨學科內容要盡量與學生的生活實際相結合，創設真實的教學情境，使學生能夠迅速帶入教學情境中。三是跨學科內容要符合學生的實際學情和心理認知水平，依照學生的最近發展區構建多學科教學方案，以認知沖突激發學生學習興趣，培養求知心態，自覺通過學習活動提升自我。

2. 教學環節

首先，教學環節中的重點內容在于創設情境，通過具體的、真實的教學情境將學生帶入教學活動中。教師要根據跨學科教學需要加強自身的知識儲備，在設計教學內容時自覺將跨學科內容融入其中，設計相應的教學實踐項目，以情景模擬推動教學活動的開展。情景創設中需要滿足兩個條件：一是教學情境設計要求體現出新課標中對初中數學教學的要求，包含數學情境、科學情境或者現實情境其中一項，從而與數學、科學或者學生現實相結合，體現出情境設計的實用性；二是情境對學生而言要具備可操作性，通過在情境實踐中設計對應的話題與問題，能夠有效激發學生的學習興趣，并促進學生在解決問題的過程中提升自我成就感，促進學生學習內驅力的提升。以蘇科版初中《數學》七年級上冊中“走進圖形世界”的教學為例，教師可課前向學生布置預習作業，指導學生發現生活場景中的各類圖形，并選擇一種帶入課堂中。教學中，通過分享帶來的圖形能夠迅速將學生帶入生活場景，以熟悉的生活物體引起學生注意，在分享過程中加深學生對數學圖形的理解；同時還能夠培養學生觀察世界、認識世界的能力，促進學生數學核心素養的培養。

其次，要注重對初中數學跨學科項目教學實施中的要素分析，包括項目形式、項目研究問題以及解決問題中需要應用到的數學知識與能力等，都是組成跨學科項目實施的重點要素。教師事先通過創設情境能夠將學生帶入到教學中，引導學生對教學情境中的問題進行挖掘和思考，以小組討論的形式展開，最終發掘出課堂主線問題。教師在項目設計中融入跨學科問題，會隨著情境而逐漸挖掘出來，通過總結項目中存在的跨學科問題，能夠引導學生發掘其中的數學要素，使得跨學科內容與數學內容之間達成深度融合。通過要素分析能夠指導學生發現其中的關鍵問題，并以多種教學形式來對問題進行細化，以此制訂活動方案。

探索發現作為跨學科項目教學中的重點環節，以PBL項目式教學法為主要形式，在實踐中促進學生跨學科學習能力和創新能力的提升。教師要積極利用現有的信息技術教學資源展開教學活動，以數學實驗、數學建模等形式，促進數學與物理、化學、信息技術等學科知識進行融合，發展線上與線下相結合的教學形式，積極利用幾何畫板等可視化動態軟件來提升教學效果。例如，在蘇科版初中《數學》八年級下冊“中心對稱圖形”的教學活動中，教師圍繞“了解中心對稱”為目的設計跨學科實踐項目，將語文、物理及信息技術學科內容融入其中，通過對中心對稱圖形的概念進行講解，利用可視化動態軟件對中心對稱圖形進行移動，隨著圖形的旋轉與原有圖形重合。在這個過程中，學生能夠對抽象的中心對稱概念進行具象化理解。圖形的移動、旋轉會用到物理常識。教師可以在掌握中心對稱圖形概念后，引入平行四邊形、正方形、矩形等多種圖形概念，讓學生以小組討論的形式分辨其中的中心對稱圖形。教師甚至可以通過剪紙的形式讓學生裁剪出對應的圖形，以折疊的形式分辨是否是中心對稱圖形。這種跨學科項目式實踐能夠讓學生參與到項目實施過程中，提升自我動手能力，在探索發現中促進數學知識與其他學科內容的融合，推動數學核心素養的養成。

3. 總結反饋

在跨學科項目教學實施中，學會總結反饋是提升項目教學質量的有效措施。教師要根據項目實施流程、預期目的等對項目教學方案進行調整，在其中反映出學生的需求、教學環境和課堂問題。根據項目式教學成果對課堂教學質量進行反思，更新教學理念和教學手段，使得原本的知識本位向學生本位轉變，確認學生在教學中的主體地位，發揮出項目式教學的功能。而從學生層面來看，學生能夠在實際參與項目的過程中了解存在的不足，通過教學反饋對教師提出建議。教師能夠吸納學生意見對教學活動進行完善，優化項目實施過程，根據教學中的問題再次進行實踐。教學評價中以過程性評價和總結性評價相結合的形式，既要分析學生在項目操作過程中的表現，還要了解學生的學習成果，對學生的教學效果進行綜合評價。

四、 結論

隨著教育改革的推進，加強學科核心素養培育成為教學重點內容，通過核心素養能夠促進學生對學科內涵的把握，掌握學習方法，促進綜合素養的提升。而在核心素養指導下，跨學科教學受到廣泛關注，通過跨學科教學能夠將本學科知識與其他學科知識相結合，推動核心素養培養效率的提升。文章通過分析當前初中數學跨學科項目教學實施中存在的問題，分析了初中數學跨學科項目式教學的要求及具體實施流程，以促進數學教師對跨學科項目教學的重視，不斷提高自身專業素養，優化教學手段和內容，在跨學科項目教學中融入真實情景，以此激發學生對初中數學的學習興趣，促進核心素養提升。

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