初中數學大單元教學中跨學科思維培養的策略研究

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008 -0333（2025）20 -0033-03

《義務教育數學課程標準（2022年版）》對學生綜合能力的培養提出了新的要求，單一學科的知識傳授已不能完全滿足學生的發展需要.在這種背景下，大單元教學模式應運而生，它通過跨學科整合，不僅能夠突破學科邊界，而且能夠激發學生的學習興趣，培養其問題解決能力.為此，在初中數學教學中，如何利用大單元教學模式培養學生的跨學科思維，成了初中數學教師探討的重要課題

1大單元教學的定義及特點

大單元教學模式強調通過較大的教學單元將相關聯的多個學科內容整合到一起，使學生在一個連貫的學習過程中深人理解和掌握跨學科知識.這種教學方式突破了傳統學科間的壁壘，使學生的學習更為系統，能夠有效激發學生的學習興趣，提高學習效果.在結構和流程上，大單元教學通常圍繞一個中心主題或問題展開，通過項目、研究或探索活動，讓學生在實際操作中學習解決問題的方法

2跨學科思維培養的理論基礎

2.1 跨學科思維的概念及內涵

跨學科思維涉及將不同學科的概念、技能和態度整合在一起，以創新和全面的方式解決問題.這種思維方式要求學生不僅在單一學科內深入探索，還要跨越學科邊界，將知識融會貫通[1].在初中階段，培養跨學科思維尤為重要，因為此階段是學生思維發展的關鍵階段，通過跨學科學習，學生可以更好地理解復雜概念，提高解決實際問題的能力

2.2 跨學科思維培養的相關理論

建構主義學習理論認為，學習是學生基于已有知識構建新知識的過程.應用這一理論培養學生的跨學科思維，可以鼓勵學生將不同學科知識主動聯系起來，通過實際操作和探索活動，形成對知識的深刻理解和應用能力.元認知理論強調學生對自己的學習過程和學習方法的意識和控制能力，學生通過跨學科學習活動，可以提升自我監控和調整學習策略的能力，進而優化數學學習效果

3大單元教學中跨學科思維培養的策略

3.1 結合現實生活情境，設計跨學科教學內容

在初中數學教學中，將數學與其他學科和現實生活情境相結合，可以有效培養學生的跨學科思維.首先，教師需要識別并選擇適合融入數學教學的跨學科內容.例如，物理學中的力和運動、化學中的反應速率、地理中的人口增長模型等，都可以與數學課程相結合.接著，教師可以設計與這些主題相關的問題或項目，讓學生在解決問題的過程中應用數學知識.這種教學方式能夠鼓勵學生主動探索和學習，提升他們的批判性思維和創新能力，

以“一次函數”教學為例，教師在設計該單元的教學時，可以圍繞實際生活中的問題展開，如探討電費計算、汽車的速度與行駛時間的關系等.這些問題不僅涉及數學，還與物理學、經濟學等學科知識相關聯，是培養學生跨學科思維能力的有效載體

例如，教師可以讓學生計算電費，要求學生根據電費的計算方式解決問題，引導學生分析家庭月電費的變化，探索電量與費用之間的關系，并預測不同電量對應的總費用；而在汽車行駛問題中，教師可以讓學生探討汽車行駛的距離與時間之間的關系.學生可以通過實際數據計算不同速度下汽車行駛一定時間達到的距離，同時理解速度的概念及其與時間、距離的關系.通過這些案例，學生不僅能夠學會運用一次函數解決問題，還能深入理解函數圖象的意義和如何利用函數模型解決實際問題.這種跨學科的教學方法使學生能夠在多個維度思考問題，從而有效培養他們的跨學科思維能力.

3.2 建立協作學習機制，促進學科知識融合

在現代教育中，協同學習已被證實是一種有效的教學策略，特別是在促進跨學科知識融合和培養跨學科思維方面.通過小組討論和項目學習的方式，學生可以在互動中學習，并借助團隊成員的力量解決復雜的跨學科問題.小組討論可以激發學生的思考，他們在討論中分享各自對問題的理解和解決方案，從而獲得更廣泛的知識視角.項自學習則更側重于實際操作和實踐，學生需要將理論知識應用于實際問題中，通過實踐活動探索知識之間的聯系

在初中數學教學中，教師可以設計跨學科的項目任務，組織學生進行小組合作，每個小組成員負責不同的項目任務，共同完成項目目標.在此過程中，教師的角色主要是引導者和協調者，他們需要為學生提供必要的資源和支持，同時監督學生的學習過程，確保每位學生都能在小組活動中發揮作用并實現成長，從而促進其全面發展[3].

例如，在學習“勾股定理”時，教師可以設計一個跨學科的項目，將數學與物理學結合起來，例如，設計一個可以測量樹木高度的工具.這個任務不僅需要學生理解和應用勾股定理，還需要他們了解基本的物理學原理，比如重力和測距技術.小組成員需要分工合作，一部分學生負責理論計算，包括建立測量樹木高度的數學模型；另一部分學生則負責實際測量和制作工具，如利用繩子和重物制作一個簡易的測高裝置.通過這個項目，學生不僅能夠深人理解勾股定理的應用，還能夠學習到如何應用數學知識解決實際問題.在小組討論環節中，學生可以探討勾股定理在不同情境下的應用，如在建筑學、藝術甚至音樂中找到這一定理的影響.通過這種方式，學生可以看到數學與其他學科的聯系，進一步理解跨學科學習的價值.

3.3 引導學生開展探究性學習，激發跨學科思維

在初中數學教學中，探究性學習是一種以學生為中心的教學方法，教師通過實驗、數據分析和解決實際問題等活動，能夠促使學生主動學習，加強不同學科之間的聯系.在這種教學模式下，學生能夠提出問題，并通過實際操作驗證他們的假設，這不僅能增強他們的學習動機，而且有助于深化他們對學科內容的理解.在跨學科思維的培養中，探究性學習發揮著關鍵作用，它強調知識的應用而非單純的記憶，鼓勵學生探索知識之間的內在聯系.

以“方程與不等式”教學為例，教師可以設計一個跨學科的探究項目，將數學與社會科學相結合.例如，教師可以引導學生探討經濟學中的預算問題，學生需要利用方程和不等式解決如何在有限的預算下最大化購買力的問題.學生首先需要收集數據，如不同商品的價格、消費者偏好等信息.隨后，用方程和不等式表達這些數據，例如，設 x 和 y 分別代表購買的兩種商品的數量， ax+by?c 表示預算限制，其中a 和 b 是商品的單價， c 是預算總額.學生需要通過解這些方程和不等式，找出滿足預算且能最大化某種效用的函數的最優解.在這個過程中，學生需要運用數學知識解決實際問題，還需要進行經濟分析，考慮如何分配資源才能達到最優結果[4].這種活動不僅能夠增強學生對方程和不等式的理解，而且能夠激發他們對經濟學的興趣

此外，教師還可以引導學生通過小組討論分享他們的解決方案和思考過程，探討不同解決方案的可能影響和實際應用.通過這種方式，學生不僅能夠學習到數學和經濟學的知識，而且能夠培養批判性思維和團隊協作能力.這種探究性學習項目使學生能夠在實際應用中理解和運用數學知識，理解跨學科思維的重要性和價值，進而更深入地理解知識之間的聯系，培養解決復雜問題的能力，

3.4利用信息技術輔助跨學科思維的形成

在當今數字化時代，信息技術融入教學已成為推動教育革新的關鍵力量.在初中數學教學中，引入幾何畫板、超級畫板等數學軟件和在線資源不僅可以幫助學生直觀地理解復雜的數學概念和公式，還能通過模擬實驗和可視化數據，加深學生對學科知識間聯系的認識.信息技術工具在教學中的具體應用包括但不限于動態軟件、編程環境、在線協作平臺等，這些工具能夠幫助學生在一個互動且提供即時反饋的學習環境中進行實驗、解決問題和深入分析.通過這種方式，學生能夠更深刻地理解數學理論與其他學科知識（如物理、化學、經濟學等）的實際應用，促進創造性思維和問題解決能力的發展

以“二次函數”教學為例，教師可以利用信息技術工具，如圖形計算器或數學軟件，幫助學生探索和理解二次函數的圖象特征及其應用.例如，教師可以設置一個項目，讓學生使用這些軟件模擬拋物線的運動軌跡，這不僅與數學課程內容相關，還結合了物理學中的運動學知識.學生首先需要了解二次函數的一般形式 y=ax²+bx+c（a，b，c 是常數且 a≠0 ），并且了解 a，b，c 如何影響函數圖象的開口方向、寬度和位置.接下來，學生可以通過軟件模擬不同參數下的拋物線，觀察和記錄它們的變化.此外，在教學過程中，教師可以引入一個實際問題，如設計一個安全的滑梯曲線，學生需要確定合適的二次函數模型，以確保滑梯既刺激又安全[5].通過這個項目，學生不僅能夠在數學軟件中直觀地看到 ^a，b，c 對函數圖象的直接影響，還能通過實驗數據優化他們的數學模型.例如，學生可以通過改變二次函數的系數，觀察滑梯的弧度如何影響使用的安全性和舒適性，并用物理的力學原理分析其合理性.在此探究過程中，學生利用信息技術深入學習數學和物理知識，同時也必須考慮到實際應用中的工程學和安全標準，這樣的跨學科學習能夠有效培養學生的分析能力和創新思維，提升其數學核心素養.

4結束語

新課程改革背景下，初中數學大單元教學模式不僅打破了傳統學科的界限，還激發了學生的學習熱情和思維能力.通過實際案例與理論的結合，此模式能有效促進跨學科知識的整合和應用，為學生提供一個全面、深入學習的平臺.此外，協作和探究性學習實踐能夠幫助學生在解決實際問題的過程中運用和拓展數學知識，進一步加深其對學科之間相互聯系的理解.這種教學策略能有效提升學生的綜合能力，為他們將來的學術和職業生涯奠定堅實的基礎

參考文獻：

[1］羅貴賓.核心素養視域下初中數學大單元教學策略研究[J].教師，2024（25）：36-38.

[2］敖巍.項目化學習視角下初中數學大單元教學的設計實踐[J].智力，2024（18）：139-142.

[3］陳佳.大單元視角下初中數學中考備考策略[J].廣西教育，2024（16）：85-88.

[4］胡益勝.核心素養視角下初中數學大單元整體教學[J].家長，2024（15）：79-81.

[5]吳嵐.基于核心素養的初中數學大單元教學設計與實踐[J].天津教育，2023（33）：10-12.