基于深度教學的小學數學跨學科教學設計研究

隨著《義務教育數學課程標準（2022年版）》的頒布與實施，數學核心素養的培養成為教學的核心目標。傳統分科教學難以滿足學生解決復雜現實問題的需求。深度教學強調知識的結構化，通過整合知識結構、創設真實問題情境，為跨學科學習提供系統性框架，發揮學科間的協同育人作用。在教學實踐中，文章探討了基于深度教學的小學數學跨學科五步教學法，以培養學生核心素養，促進學生全面發展。

一、基于深度教學的跨學科學習的理論基礎與價值

跨學科教學強調以真實問題為紐帶，打破學科壁壘，融合數學與其他學科的知識與方法，構建整體性學習框架。

（一）跨學科學習的理論基礎

1.建構主義理論。基于深度學習的跨學科學習，通過創設生動有趣的生活情境，以真實問題為紐帶，對知識進行重新構建，幫助學生利用已有的學科綜合知識，理解問題、解決問題。

2.螺旋式課程理論。布魯納提出知識應螺旋式深化，強調知識的結構化和學習的漸進性，主張通過反復接觸核心概念，在不同認知階段逐步深化學生對知識的理解。

3.社會文化理論。維果茨基強調社會互動對學習的促進作用，學習并非孤立發生的，而是一個通過與他人交流協作及文化工具運用逐步內化的過程。

（二）跨學科學習的價值

1.重塑知識結構化。通過問題鏈設計，引導學生構建知識網絡，理解內在邏輯。在“測量不規則物體的體積”的主題學習中，設計了以下的問題鏈：（1）基礎問題，“如何測量不規則物體的體積？”（2）綜合問題，“如何減少排水法實驗的誤差？”（3）拓展問題，“在實踐中，你知道人們在什么時候會利用排水法測量體積？”學生通過小組合作，既掌握了用排水法測量不規則物體體積的方法，也了解了生活中人們如何利用排水法解決實際問題。

2.提升綜合素養。通過跨學科任務，在數學學習中滲透科學探究、藝術審美、語言表達等素養。“年歷中的數學與傳統文化”是三年級開展的跨學科主題學習之一。學生在跨學科主題學習中，探究年歷規律，設計個性化日歷，并標注自己知道的歷史事件、二十四節氣等。學生在教師的引導下，融合了多學科的知識，如數學（日期計算）、歷史（歷法演變）、信息科技(數字工具應用)、科學（二十四節氣與天氣的關系）、美術（我的年歷我設計)。在實踐學習中，學生通過分組收集歷法資料，對比公歷與農歷的規律，了解傳統節日的來歷，計算重要節日的間隔天數，并結合二十四節氣古詩詞設計年歷。經過系列項目化的學習，學生的數感、文化理解與信息科技應用能力都得到顯著提升，增強了學生對傳統文化的自豪感。

3.激發學習興趣。在跨學科學習中，通過情境化教學、問題鏈解決，增強數學學習的趣味性與實用性，激發學生求知欲，從而深度思考與探索知識。“運動中的心率變化”是在學習折線統計圖時，開展的數學與體育運動結合的主題學習。通過小組合作研究的形式，讓學生分組進行30秒、1分鐘、2分鐘跳繩，以及50米、100米、200米跑步。利用運動手環記錄小組成員的心率數據，繪制折線統計圖，分析運動強度與心率關系。體育與數學的學科協同，加之運動手環的數智賦能，使體育運動與數學的數據分析巧妙結合，既激發了學生的學習興趣，又讓學生在分析數據的同時增加了運

動知識。

4.培養創新思維。創新思維與創新能力的提升需依托探究性任務。在跨學科問題鏈解決中，學生需綜合運用多學科思維，突破單一學科知識的局限。如在六年級學習“圓的面積”時，開展了《設計自動噴淋系統》的項目化學習，讓學生為學校的足球場設計一個自動噴淋系統。學生需要通過小組合作，測量足球場的長、寬，并計算它的占地面積。然后，確定如何設置水龍頭的位置，以確保噴淋系統在工作時能夠覆蓋整個足球場。此時，學生需要思考如何解決自動噴淋水龍頭以射程為半徑噴淋時圓與圓之間的空隙問題。由此衍生出各種各樣的解決方案，培養了學生的創新思維。

二、基于深度教學的跨學科學習的設計原則

1.真實性。在開展跨學科學習時，要以真實的生活問題為切入點，以提高學生學習的興趣。如“年歷中的數學與傳統文化”主題學習，是基于學生最熟悉的時間而展開的，并融合了歷史、科學、語文、信息科技、美術、數學等學科知識。

2.層次性。在實施跨學科學習時，要注重知識的遞進。問題鏈的設計要特別注重層次性，要從基礎認知到綜合應用，以滿足不同層次學生的學習需要。以“長方體的體積”學習為例，從計算公式的推導，到為學校勞動基地設計環保蓄水池，知識在層層遞進中得到升華，學生的認知高度也不再局限于簡單數據。

3.科學探究。在數學知識的應用方面，通過各學科的融合與貫通，重構相關聯的知識，以應用知識解決生活中的實際問題。如在“排水法測量石頭的體積”學習中，融合了數學公式與物理方法，讓學生聯系到“曹沖稱象”歷史典故。

4.數智賦能。在個別項目的學習中，為了減輕學生學習難度，提高學習效率，有必要借助數智工具實現數據可視化。如在“運動中的心率變化”項目學習中，為了讓數據更準確，借助運動手環的功能，以科技賦能。

三、基于深度教學的跨學科學習的實踐模式

在開展基于深度教學的跨學科學習實踐中，我們通過探究式任務驅動實施跨學科學習，以“主題一情境一問一探究一應用”五步教學法開展教學，取得了良好的實踐效果。

1.主題設計。以數學核心素養為導向，從生活場景或學科交融點切入，結合學生實際，通過創設生活情境，以真實問題為依托，根據知識的縱橫聯系，確定跨學科學習主題。

2.生活情境。開展跨學科學習，需要聯系學生的生活經驗。通過創設真實的生活情境，提高學生學習的興趣。通過生活化教學，學生可以更直觀地理解數學的實用性，從而激發學習動機，提高解決問題的能力，讓數學從“抽象符號”變為“生活工具”。

3．真實問題。真實問題教學的核心是讓學生通過解決與現實生活緊密相關的問題來學習數學。真實問題需要學生從生活發現、從身邊挖掘，通過觀察生活、設計任務、大膽實踐、聯系學科，并強調真實性、探究性和應用性，培養學生數學思維，并增強社會責任感。

4.實踐探究。在跨學科學習實踐中，將核心問題拆解為子任務，讓學生通過小組合作探究學習與深化知識理解，讓抽象知識可視化，從而解決實際問題。

5.推廣應用。研究成果的推廣應用是連接理論與實踐的關鍵環節。通過跨學科學習，學生在真實問題的情境學習中，經歷“做數學、玩數學、用數學”，有效提高了動手能力、邏輯思維和問題解決能力。師生共同提煉學習成果，并把學習研究成果推廣到各學科學習，促進學生各學科核心素養的發展。

四、結論

深度教學與跨學科設計的融合，通過構建結構化知識網絡與創設真實問題情境，有效促進了學生核心素養的發展。未來，我們將進一步探索數智技術（如虛擬現實、AI數據分析）在跨學科教學中的應用，不斷完善與補充“主題一情境一問題一探究一應用”一體化教學模式，讓學科融合、深度探究、互助學習成為學生日常學習的主要方式。

參考文獻：

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[2]郭華等著.跨學科主題學習：是什么？怎么做？[M].北京：教育科學出版社，2023.

[3]魏燕燕.問題鏈教學法在小學數學教學中的應用研究[N].淮南日報，2024-09-29(A03).