初中数学跨学科融合的教学实践与研究

蔡美玉

【摘要】初中阶段的教学，在中小学教育中起到承上启下的作用，对于学生的学习和发展十分重要。随着教育理念的改革，人们不再单纯地追求学生的学习成绩，更注重学生的知识积累以及综合能力的养成和发展。在这样的背景下，“跨学科融合教学”因为其独特的特点，受到了教育界的广泛关注。本文将围绕初中数学跨学科融合教学展开分析，以期能提高数学教学的整体效率，培养学生的思维能力和学习能力，为他们将来的学习打好基础。

【关键词】初中数学  跨学科融合  教学实践

【中图分类号】G633.6  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2024）04-0007-03

数学作为一门综合性学科，涉及很多概念、原理、技巧和方法。学好数学不仅能够帮学生提高数学成绩，还能为他们将来的物理、生物、体育等学科的学习打下良好的基础。《义务教育数学课程标准（2022年版）》中明确指出，需要教师将跨学科主题学习当作是“综合与实践”环节中的主要教学形式。因此，为了能更有效地发挥跨学科教学的作用，进一步提高初中数学教学效率，以促进学生数学能力与综合素养全面发展。教师除了要讲授基础知识与概念，还要对教学方法进行优化，以推动跨学科融合教学的高效进行。本文将围绕教学目标、教学活动和教学评价这三个点来展开实践与探究。

一、明确跨学科融合的教学目标

跨学科融合教学作为一种有效的教学手段，立足于数学课程的核心知识和关键能力的应用，强调将不同学科的知识和概念进行关联与整合，以培养学生综合运用不同学科知识和技能，来解决现实问题的能力。该教学方式由于其综合性、真实性、融通性、实践性等特点，需要学生具备多学科的知识和能力。但将各个学科之间的内容与知识串联起来，就意味着各学科之间的界限会变得更加模糊，在一定程度上增加了教学的复杂性。因此，在实际教学过程中，很多学生会因为跨学科教学所包含的内容过多，而无法认清真正的学习目标，不仅会给教师的教学带来困难，还会影响学生数学学习的效果，进而限制其综合思维能力和解决复杂问题能力的养成和提升[1]。鉴于此，数学教师在开展跨学科融合教学的时候，可以在引入丰富多样的知识与内容的同时，对教学方法进行优化，帮学生确认学习的目标和方向，以提高他们的学习效率。

例如，在教学与“轴对称”有关的内容时，教师可以基于“古建筑中的旋转对称”将“图案设计”作为本节课的主题，要求学生在学习过程中掌握与轴对称有关的概念和原理，并能够运用美术联想法，利用所学过的平移、旋转、对称等图形的特征来设计图案。除了数学学科知识目标外，教师还可以制定跨学科的技能目标，这些目标既可以是信息获取与处理能力，也可以是问题解决能力、创新思维能力、设计与绘画能力等。学生在参与该主题活动的时候，不仅能加深对数学知识的理解和掌握，还能从中感受到数学与美术和生活之间的关联，培养他们的跨学科学习的能力和意识。在“一元一次不等式”的教学中，教师则可以在课堂中引入“球赛出线”这一体育比赛中的常见情况，以学生喜爱的球赛问题入手，引导学生自主查阅球赛和球赛出线的相关知识，借此培养其信息收集和处理的能力，以及自主学习和思考的能力。同时，可以结合教材中的例子向学生提出：“火炬队与月亮队的积分分别是多少？”“火炬队想要出线，就需要超过月亮队的积分，请列出不等式来计算火炬队至少要在接下来的比赛中胜几场？”等问题，鼓励学生参与到学校组织的球赛活动，使他们通过亲身参与比赛找到解决问题的关键，并在此基础上体验到数学与体育和生活的关联性。

通过以上的方式来开展教学，教师可以将数学与美术、体育等内容整合在一起，为学生提供良好的学习和实践环境，学生能够更加清晰地认识到基于跨学科的数学教学的主要目标，在掌握不同学科领域的基本知识和理论的同时，了解到它们之间的联系和作用，这对于学生后续的跨学科学习以及个人综合素养和综合能力的提升，具有十分良好的促进作用。

二、设计丰富多样的跨学科实践活动

与传统的教学理念不同，跨学科融合教学的宗旨是借助项目学习来引导学生展开学习与探究，帮助他们学习并掌握数学概念和知识，使他们能够在学习过程中学会使用数学的思维和眼光来看待和解决实际的问题[2]。因此，教师在开展教学活动之前，除了要结合教学内容与学生的特点，选择合适的主题或问题来作为跨学科融合教学的核心，还需要引导学生围绕活动主题来设计相对完整可行的活动方案，激发学生的学习与探究欲望，为他们提供综合运用知识和技能的机会，并在此基础上完成数学与其他学科之间的融合。项目学习可以分为课内和课外两部分，课内部分指的是学生在教师的引导下整理、分析数据，充分运用数学与其他学科的内容来发现隐藏在数据中的规律，在调动学生积极性和主动性的同时，引导他们运用数学思想和方法来解决实际中的问题。

（一）探究“体育运动与心率”的关系，促进数学与体育和生物的融合

教师可以在学生学习一次函数的概念、性质与图像之后，开展以“体育运动与心率”为主题的数学跨学科实践活动，综合运用数学、体育和生物学的知识，引导学生将现实中的问题转化为数学问题，帮助学生巩固所学知识与技能，培养学生的跨学科学习意识和能力，并在此基础上为他们后续的生物、体育学习打好基础。

第一步：在活动开始前，教师可以将学生进行分组，鼓励学生在团队中相互合作、分工协作，并制定团队合作规则和项目计划，包括项目的时间表、资源需求和任务分配等。这有助于组织和管理项目的进展，在促进学生之间的合作与交流，开拓思维的同时，提高项目学习的效率。

第二步：在课堂中引导学生结合实际情况，围绕体育活动与心率，从不同的角度来提出，如“运动时间、类型与心率的关系”“有氧运动和无氧运动中，运动时间与心率之间的关系”“运动时间、性别与心率的关系”等问题，借此帮他们明确项目的具体内容和要求，激发学生的兴趣和参与度。

第三步：组织和开展实践活动，要求学生用计时器、智能手表等工具来测量每个选手完成短跑的时间、年龄、性别等相关信息，并将其记录在表格中，以便于后续的分析和探索。然后，让学生根据自己所制定的计划来完成项目任务，并在此基础上使用Excel、函数图像、思维导图等工具，将收集到的数据与其他变量进行关联和分析，从中找到“体育运动与心率之间的关系”，在验证自己想法的同时，可以深刻体会到数学与体育、生物之间的关系，养成良好的数据分析和问题解决的能力，以及跨学科思维和综合素养。要注意的是，项目活动的设计要结合学生的实际，以避免难度过高或过低而影响最终的实践效果。

第四步：要求学生在实践过程中完成项目报告，将自己与同伴收集和整理后的数据，以及在实践活动中的收获和心得整合在一起。在活动接近尾声时，可以鼓励学生运用数学角度来对自己的成果进行分析，指出年龄、性别、运动类型等因素对心率的影响，借此来引导学生对整个项目过程进行反思，帮助他们总结经验教训，以提高他们的学习效果。通过这样的方式来开展跨学科数学教学，学生不仅能理解体育运动与心率的关系、掌握一次函数的概念、性质与图像的有关内容，以及实践中所提出问题背后所包含的数学原理、生物与体育知识，还能深刻认识到数学在体育、生物等领域中的实际应用，养成跨学科学习意识和能力，为将来的学习与发展奠定基础[3]。

通过以上步骤，学生可以在实践中获得数学与其他学科的知识和技能，在提高自身解决问题的能力、创造力和合作精神的同时，还可以通过与他人合作，养成良好的合作意识和社交能力，这对于他们的学习和成长来说具有十分重要的意义。

（二）探究“小灯泡的发光概率”，培养学生的科学实验和数据分析能力

为了能充分发挥跨学科融合教学的作用，教师需要结合学生已有经验和兴趣，通过开设丰富多样的项目主题，来打破学科界限，鼓励学生跨领域、跨学科学习，为他们将来的自主活动和学习留出余地[4]。《随机事件的概率》这节课中，主要讲述了“什么是随机事件的概率、频率和概率的关系、生活中的概率”等内容，不仅包括了数学中有关概率的知识，还涉及了统计学、计算机、物理学等内容。由于这部分内容比较抽象和复杂，使得很多学生在学习过程中会感到困惑，不仅难以深入理解课堂中所学的知识，还可能影响他们的学习积极性，进而阻碍学生学习能力和综合素养的养成。鉴于此，在教学“随机事件的概率”的时候，教师可以引入一些生活中的例子，并开设一些实践活动，借此拉近学生与课堂之间的距离，以确保他们能够全面理解和应用所学知识。

教师可以在教学过程中，设计以“探究小灯泡的发光概率”为主题的项目式活动，为学生提供学习和探索的机会，使他们能够在参与实验的过程中，深化对“概率”有关知识的理解与掌握，并加深对其他学科知识的理解，以培养学生的跨学科意识和学习能力。考虑到这部分知识比较抽象，且随机事件的概率往往难以确切得到，教师可以鼓励学生进行多次重复的试验，用随机事件发生的频率作为它的概率的估计值，最终得出“小灯泡发光的概率”[5]。

第一步：教师讲解基础概念和原理之后，在课堂中引入“小灯泡发光”这一物理和生活现象，通过介绍小灯泡的基本原理和发光机制，让学生了解相关的物理知识和概念，了解数学与物理学之间的联系，并在此基础上确认本次实践活动的主题和目标。

第二步：在课堂中导入“电流和电路”的习题，要求学生运用树状图或者列表法来计算“随机关闭S1、S2和S3其中的两个开关后，小灯泡的发光概率”。在此过程中，可以鼓励学生根据所掌握的内容和知识进行大胆猜测和提问，借此来引发学生的思考，激发他们的学习和探究欲望。

第三步：借助教具来完成实验测试小灯泡的发光概率，并将反复测试收集到的数据记录下来，运用树状图或者列表法进行分析，最终得到以上问题的答案。因为该问题一共有6种结果，其中灯泡发光的组合一共有4种，故P（小灯泡发光）=4/6=2/3。

第四步：鼓励学生回顾整个实验过程，总结自己的收获和感想，并运用实验报告、海报或口头演示的方式，向他人分享自己的成果，借此来促进学生之间的交流和互动，培养学生的科学实验和数据分析能力，以推动跨学科融合教学的高效开展。

三、完善教学评价机制

教学评价是跨学科融合教学中的重要环节，不仅能够帮学生认清自己的优点与不足，促进其个性化发展，还能为教师提供改进教学的依据，并促进学生跨学科思维和应用能力的培养。然而，传统的教学评价方式比较单一，难以全面展现学生的真实水平，进而导致跨学科在数学教学中的应用效果不够明显。为此，教师在开展教学评价的时候，可以围绕跨学科主题学习中的教学目标，以学生为核心来完善评价机制，在全面了解学生的综合能力发展情况的同时，为他们提供有针对性的反馈和指导，促进学生跨学科学习效果的进一步提升[6]。例如，在基于跨学科融合教学的项目式活动中，教师除了评价学生的实践结果，还可以针对学生对真实情境中问题的理解、数学语言表达准确性、实施方案的可行性、学生的学习态度等多个方面进行评估。教师还可借助多元化教学评价，鼓励学生与他人分享自身学习成果，并对他人的作品进行评价，借此来加强学生之间的互动与交流，在丰富学生学习体验、开拓学生视野的同时，加强学生对自己和他人的认知，以促进学生们的共同进步与成长。除此之外，教师可以借助多媒体信息平台来完善评价机制，为学生提供更为及时的评价和反馈，以推动跨学科融合教学的高效开展。

总之，跨学科融合教学作为一种有效的教学手段，对于学生的跨学科学习能力的养成具有十分良好的促进意义。为了能进一步提高基于跨学科融合教学的效率，教师可以从教学目标、教学活动的设计、教学评价这三个方面入手，对教学内容和方案进行优化，以激发学生的学习动力，加强他们对数学和其他学科知识的认知，养成良好的跨学科意识和学习能力，为将来的学习打好基础。

参考文献：

[1]李敏.跨学科融合教学在初中数学教育中的应用研究[J].教育科学研究，2019（6）：56-60.

[2]王惠.基于初中跨学科数学综合实践活动课程开发与实践的构想[J].课程教育研究，2020（37）：27-28.

[3]邓海霞.初中数学教学与其他学科相互融合[J].中文科技期刊数据库（全文版）教育科学，2021（1）：2.

[4]崔淑婷.初中数学教学中如何增强学生跨学科学习能力[J].理科爱好者（教育教学），2021（5）：40-41.

[5]王红权.项目学习：初中数学跨学科综合实践的主要方式[J].中国数学教育，2022（17）：10-14.

[6]王浩.初中数学跨学科综合实践活动的理论探索[J].中学数学月刊，2023（8）：19-21+36.