任务驱动下初中数学跨学科教学策略探究

【摘要】随着教育事业的高质量与现代化发展，新的教学理念、方式层出不穷，原本单一的教学方法也呈综合应用之势，其中包括“跨学科+任务驱动”模式.基于此，为提高初中数学教学质量，实现减负提效的育人目标，文章从当前教育背景出发，简单阐述任务驱动与跨学科教学的重要性，然后围绕数学学科，深入研究任务驱动下初中数学跨学科教学策略，包括利用信息化技术设计落实跨学科任务活动、结合项目式模式设计落实学术性探究活动以及借助多维度跨学科作业深化学习反馈等，以期提高初中数学教学质量.

【关键词】初中数学；任务驱动；跨学科教学

引 言

任务驱动尊重学生主体地位，要求教师根据自身对教学目标的认识设置科学的学习任务，让学生带着问题探索、完成任务，实现“边学边教”.《义务教育数学课程标准（2022年版）》提出跨学科教育，并要求教师将“加强课程综合，注重关联”原则贯穿始终.数学作为初中教育体系的重要组成部分，要求培养学生的逻辑思维、问题解决、空间想象等能力，在课程课标改革与素质教育深化推进的背景下，要求教师注重数学知识与方法的程序性，开展跨学科主题学习，注重学科知识的融合落实，以此发展学生的综合素养.

一、教育背景

《义务教育课程方案（2022年版）》新增加了跨学科主题学习（实践）活动，文件中明确提出各科教学过程中，用于跨学科主题学习的课时不少于总课时的10%.为此，《义务教育数学课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》）将跨学科实践作为义务教育数学课程内容的重要组成部分，以加强学科之间紧密联系来弥补单一学科教学的不足.

为减轻义务教育阶段学生的学习压力，同时满足时代发展对人才培养提出的新要求，“双减”政策应运而生，但是，人类社会高速发展，各领域难题日益增多，这些往往牵涉众多基础学科，仅凭单一学科难以解决.跨学科主题教学具有提升学生解决实际问题能力、落实学生核心素养发展目标、推动复合型人才形成的内涵价值，在义务教育阶段，跨学科教学意味着教育者不再将重点放在某个学科知识点或者过于关注学科界限，而是将重心放在需要解决的问题或任务，依托于系统性的知识传授，将主观认知与客观现实有效连接，将理论知识与生命情感体验融为一体，有助于达到“知行合一”的生命境界.为有效提升初中数学跨学科教学效果，促进数学跨学科主题教学活动的有效落实，文章从基于单元主题设计学习活动、多角度设计问题驱动深度思考、引导学生为主体参与跨学科主题教学等方面提出跨学科主题教学的实施策略.

二、任务驱动下初中数学跨学科教学策略

（一）利用信息技术工具，打造生动任务活动

教育信息化2.0时代的到来，意味着数字技术、信息技术在教育工作中的应用不再单一，对于学生而言，数字化学习与创新已成为学习大纲以外的必修课.由于初中生普遍认为数学学科较难，为提高课堂教学效果，激发学生的数学学习创造力，教师可充分利用新一代信息技术，开阔学生视野的同时，提升学生的信息素养与数学素养.

以人教版七年级上册“有理数”的教学为例.该章节中，有理数的乘方运算为重难点知识，而乘方的理论支撑是类比十进制探究二进制技术原理的理论，在转换十进制数字，将其变为二进制编码时，有理数运算的基础保障.因此，在教育信息化2.0背景下，教师可开展初中数学跨信息技术课程的任务驱动教学，以学生日常生活中常见、常用的二维码为例，依托于编码任务深化学生对数学知识的理解，同时丰富学生信息技术学科的知识储备，提高课堂整体教学质量.随着一体机、希沃白板的普及应用，课件往往以PPT的形式展开，学生也对Excel表格、Word文档等较为熟悉，所以，教师可为学生创设信息化课堂情境.针对案例章节，教师可在可提前搜集相关微课，或是自己制作导入视频.视频内容为：生活中的二维码，比如，超市付账时的二维码扫描镜头或视频，微信社交时扫描二维码的镜头等；二维码发展历程等，整合、提炼视频数据，运用快闪形式剪辑呈现.由于本节活动课的目的在于使学生懂得类比十进制探索二进制的技术原理，以及相互转化方法等，所以，在完成情境视频导入后，教师可组织学生开展二维码编程活动.

导入后，教师应对二维码进行简单介绍，尤其是其结构与编码流程，丰富学生认知，然后明确传达本节课的任务，组织学生以小组为单位探索、完成任务.任务为：将“ILoveSanFan！”存储于二维码，一同编译字符，使其转化为二进制码，操作计算机完成后续环节.在此过程中，教师可提供ASCCII码对照表，帮助学生获得字符，锻炼学生严谨、认真的学习能力，并使他们体会到编码的目的是作为唯一标识建立数据之间的内在联系，使其符合计算机识别、管理逻辑，以此提高数据处理效率.字符查找完毕后，引导学生探索计数原理，以及十进制和二进制的不同表达.在此过程中，学生难免被困在类比迁移环节，所以，教师可增设相互转换环节，加强学生对二进制计数原理的理解，由浅至深的使学生探究十进制数字的转化.在课堂教学过程中，教师可通过问题串和实际操作，强化学生的现场体验感，比如插入应用activeX控件，进入放映模式，对数据进行录入、保存，然后使用Excel对齐数位，从而使学生得以顺利通过进制转化这一学习难点.之后，学生将得到二进制数字填满的表格，为培养学生的推理、总结能力，教师可通过问题导向的方法，带领学生回顾之前的任务环节，提高学生合情推理能力，加深学生对运算估计的应用感悟，强化学生数感，提升学生数学学习成就感.带领学生回顾、梳理前几个环节后，教师可引导学生将编码录入到文本文档（input.txt）当中，保存程序.然后打开应用程序，输入“code”命令，按下回车由计算机生产二维码.在该跨学科任务的需求下，学生将获得生动的信息技术管理与数字化学习体验，不仅加深了学生对数学知识的理解与应用，还有效增强了学生的信息意识.而且，在学生深度参与下，真正实现了在“做中学”的教学目的，学生也认识到数学学科与其他学科之间的内在联系，深刻认识到数学对社会各领域发展进步的重要作用，有效促进学生数学核心素养的形成与发展.

在条件允许的情况下，若是课堂教学效果良好，且学生兴趣较大，教师还可以布置跨学科课后延伸任务，比如日本的QR码和汉信码之间的区别及应用，鼓励学生查阅资料，对比二者应用的广泛程度，从而使学生认识到科技发展对国家发展的重要性，强化学生的社会责任感.

（二）组织设计任务项目，开展学术性跨学科教学

项目式学习作为现阶段学习方式转型的重要载体之一，在任务驱动下，可借助该载体开展数学跨地理学科教学活动，增强学习活动的学习含量，培养学生自主学习意识与能力.在人教版初中数学教材中，数学知识大多较为抽象，需要学生掌握知识定理与准则，但是在学习初期，部分学生往往认为学习难度较大，对数学学习存有抗拒心理，在该情况下，难以顺利地掌握数学知识的本质，导致他们数学学习成果与自身能力提升有限.因此，在任务驱动下，初中数学的跨学科教学可利用具有学术性探究性的项目式学习方法开展，以人教版初中数学七年级下册教材中的“平面直角坐标系”为例.

在案例章节中，其教学目的在于使学生了解平面直角坐标系，学会用经纬度表示地理位置，并能够简单应用坐标方法.为强化学生的数学知识应用意识，教师可创设真实的任务情境，组织学生开展项目式学习，探寻整合知识应用真实情境和现行学科高效知识教学的新模式.在开展案例章节的跨地理学科教学时，教师可优先选择学生较为熟悉的生活场景或空间，比如，学校周围的公园等，要求学生运用所学知识绘制“校园数据地图”，以此开展跨学科项目任务探究性学习活动.在实际教学过程中，首先，教师利用真实情境组织项目式活动.对于跨学科任务化教学而言，其关键在于创设包裹某一节课主要知识点，同时又与现实世界高度相似的情境，所以教师可将数学跨学科教学设计调整的重心放在真实性情境的创设上.由于该章节重视学生对平面指标坐标系相关知识的应用，所以，在项目任务设计过程中，教师应重视教材学科确定知识的“正确”理解与运用，追求教学设计的精致化和高效，系统性学习和完整掌握“打包好的知识”，将其作为最高教学目标.其次，做到“做中学、学中做”.基于初中数学学科育人需求，加强任务项目的实践性，在明确的教学目标下设计跨学科探究的学习支架.一是“任务———问题支架”，即：细化项目任务学习，得到项目子任务，为培养学生的核心素养，教师最好以核心概念问题为锚点和出发点，按问题的统摄性程度和卷入学习的深度从高到低，沿着学科基本问题—引导性问题—内容问题，依托于层层深入的问题串，让学生在真实的任务学习场中完成学习探究.二是“资源———工具支架”.为使学生在项目任务探索完成过程中保持客观性，教师可提供学科工具或资源，比如有趣的另类地图、地图制作手册、测量杂志等，将地理学科的知识、工具顺利融入数学任务的探索过程.三是“反思———整理支架”.在任务项目优化迭代过程中，为避免学生盲目开展学习活动，引导他们养成经常反思的好习惯，教师要在学生任务项目成果展示与评价环节给予肯定与建议，在条件允许的情况下，设计落实学习单，包括操作时间、内容，操作结果观察，操作预期目标与观察结果的对比与讨论，问题、反思与调整，以将历时数日甚至数周、散布在课堂内外的探究活动贯穿起来.

（三）借助多维度跨学科作业，整合知识内容

在任务驱动思维模式下开展初中数学跨学科教学时，教师需要改善以往的作业设计流程，秉持精细化理念细化作业环节，从而强化数学作业反馈，切实掌握学生学习情况，锻炼学生运用多元的思维逻辑解决问题.

在当前教育背景下，为提高作业育人质量，减轻学生的课业压力，教师应制订科学的育人方案，其中，在作业环节，要遵循学生本位、能力本位原则，从多个角度培养、锻炼学生的数学能力，帮助学生积累跨学科任务学习经验，实现数学学科为主、其他学科为辅的综合素养的协同提升.在设计布置多维度数学作业时，可直接将作业以任务的形式发布，围绕其他学科涉及的数学问题布置作业.例如，开展初中数学跨化学学科的任务式作业设计与布置时，为有效锻炼学生的数学思维，可结合化学实验，利用其生动性与实践性，提高学生的计算能力.例如“盐水提炼”，教师需要清晰传达化学实验的前提条件及任务情境，“小明在量杯中导入100g的水，然后放入20g的盐，最终的盐水浓度为20%”，请问，“若重新勾兑相同浓度的200g的盐水，需要用多少克盐和多少克水？”教师可通过组织学生开展实操作业，或是利用虚拟现实设施构建数据模型，促进学生的判断与推理，从而明确认识到问题条件之间的内部联系，拓展学生化学知识的同时，培养学生的思维逻辑能力.针对上述问题，教师可引导学生设置数值范围，然后结合题干信息计算，以此得到问题答案.

需要注意的是，任务式跨学科数学作业不仅要立足学科角度，还要立足现实角度，保证作业的启发性.

以人教版初中数学八年级下册“勾股定理”为例.在人教版教材中，明确要求学生形成观察图形、探索图形间关系的能力，具备较强的空间观念.但在教学之初，教师可提前搜索史实资料，布置数学跨历史作业，加强学生理解，激发学生兴趣.具体而言，教师可引入数学史，结合数学历史故事背景，生动化处理抽象的数学概念.比如，教师可引入《周髀算经》《几何原木》《九章算术》等史料节选，激发学生兴趣，然后布置剪拼法作业，结合数形结合，使数学问题趣味化.

另外，在任务式跨学科作业设计过程中，教师可联系直角三角形相关知识，布置基于勾股定理解决实际问题的简单作业，以及灵活选择数学模型解决现实问题的较高难度作业.比如，要求学生根据所学知识和现有资料，尝试验证定理，布置实践类数学作业.比如，附近的桥梁、校内的大树等高度进行测量，让学生在任务驱动下探索、解决现实生活问题，强化学生对勾股定理的理解，使他们自然地将数学知识应用于其他学科领域.

结 语

综上所述，在任务驱动下，初中数学教师开展跨学科教学时，可灵活结合多种教学方法，包括小组学习、项目式探究、情境教学等，深化信息技术赋能应用等，实现跨多个学科教学，以培养学生综合素养.

【参考文献】

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