初中数学教学中培养学生跨学科思维的策略探究

【摘要】在素质教育全面推进的背景下，针对初中数学教学提出了培养学生跨学科思维的目标与任务，旨在提升学生的综合素养和创新能力，促进学生的全面化与个性化发展.在该目标下，教师需要进一步从教学方法、教学内容、教学评价等方面实施调整、转换与创新，从而提高教学的有效性.基于此，文章围绕初中数学教学中学生跨学科思维的培养展开论述，从设计预习任务、创设教学情境、构建多元课堂、创新作业设计、优化教学评价五个方面提出了初中数学教学中培养学生跨学科思维的策略.

【关键词】初中数学；跨学科；思维；培养策略

【基金项目】本文系福建省教育科学“十四五”规划2023年度课题《新课程视域下跨学科主题教学探究学习》（立项批准号：FJJKZX23-784）的研究成果.

引 言

跨学科思维与初中生数学学习之间存在着紧密的关系.数学作为一门基础学科，其知识和方法在其他学科中也有着广泛的应用.通过培养跨学科思维，学生能够更好地理解数学知识在实际生活中的运用，提高解决问题的能力.对此，教师应积极采取措施培养学生的跨学科思维，引导学生将数学知识与其他学科的知识进行融合，让学生体会到跨学科思维的实际应用价值，培养学生的合作能力和创新精神，为学生的未来发展打下坚实的基础.

一、初中数学教学中培养学生跨学科思维的重要性

（一）有助于激发学生的学习兴趣

一方面，跨学科思维能够打破传统数学教学的局限性，将数学与其他学科相结合，为学生呈现更加丰富多样的学习内容，使学生能够感受到数学在不同领域的广泛应用，从而有助于激发学生对数学的好奇心和探索欲望；另一方面，跨学科思维的培养可以让学生在学习数学的过程中体验到知识的连贯性和实用性，从而让学生深刻体会到数学的价值，增强学习的动力.此外，跨学科教学中，自主化、多样化的教学方法，能够转换传统单一的教学模式，使学习过程变得更加生动有趣，由此有助于进一步激发学生的学习兴趣.

（二）有助于提高学生的问题解决能力

一方面，跨学科促进了知识的融合与迁移，促使学生从多个角度去审视问题，将不同学科的知识进行整合，学会运用其他学科的知识和方法解决问题，帮助学生更全面地理解问题本质，提高综合运用能力；另一方面，不同学科的思维模式和方法为学生提供了更多的思考路径，让学生能够从整体的角度分析问题，考虑到各个因素之间的相互关系，并学会举一反三，从而制定出更为全面和可行的解决策略，提高解决类似问题的能力.

（三）有助于培养学生的创新思维

一方面，跨学科思维鼓励学生整合不同学科的知识，形成新的认知和理解.跨学科学习为学生提供了更广阔的创新空间，学生可以将数学知识与其他学科的知识相结合，创造出新颖的解决方案和应用场景.另一方面，跨学科教学强调实践与应用.在实践过程中，学生需要不断尝试新的方法和策略，有助于培养学生的创新精神和实践能力.

二、初中数学教学中培养学生跨学科思维的策略

（一）设计预习任务，激发跨学科学习思维

课前预习任务的设计，有助于学生提前了解数学知识与其他学科的关联，并初步认识到数学在其他领域的应用，以此激发学生的跨学科学习思维.

1.提供跨学科学习资料

课前预习环节中，教师可以为学生提供跨学科学习资料，从而拓宽学生的知识面，帮助学生建立不同学科之间的联系，为跨学科思维的培养奠定基础.

以“轴对称、平移与旋转”教学为例，在课前预习环节中，教师可以提供物理学科中的案例资料，例如展示机械零件的运动、齿轮的旋转或传送带的平移等，从而帮助学生理解数学概念在物理实际中的应用，增强学生对数学与物理学科之间联系的认识；也可以提供地理学科中的案例，例如地球的自转和公转等，从而拓宽学生的知识面；还可以提供历史文化中的例子，如古代建筑中的对称布局等，从而让学生了解数学在历史文化中的重要地位.

2.设计跨学科学习问题

课前预习环节中，跨学科学习问题的设计，可以引发学生的好奇心，激发学生的学习兴趣，逐渐形成运用多学科知识解决问题的能力，从而促进学生跨学科思维的发展.

例如在“轴对称、平移与旋转”的课前预习环节中，教师可以结合艺术学科设计数学相关问题.比如，教师可以展示一些具有轴对称、平移或旋转特征的艺术作品，如绘画、建筑等，让学生观察并分析其中的数学特征，以此激发学生的艺术兴趣，让学生认识到数学原理在艺术中的应用；也可以结合计算机学科设计问题，如通过编程实现图形的轴对称、平移或旋转等，以此培养学生的计算机技能，同时加深对数学概念的理解.

（二）创设教学情境，导入跨学科学习主题

教学情境的创设，可以带动学生投入跨学科学习中，让学生在特定的情境下，更加直观地感受到不同学科知识之间的联系，从而加深对跨学科知识的理解.

1.案例引入主题

有趣的案例不仅可以吸引学生的注意力，活跃学生的学习思维，还可以使抽象的数学知识更加直观、具体，从而便于学生理解.

以“一元一次方程”教学为例，教师可以结合历史案例导入学习主题.例如，结合中国古代《九章算术》中有关方程问题的案例，引入一元一次方程的学习，同时让学生感受数学的悠久历史和文化价值，增强学生的文化素养；也可以结合科学案例导入学习主题，例如“一个物体的行驶速度为v，行驶时间为t，行驶的路程为s，则s=vt”，从而引导学生思考如何用一元一次方程来解决实际问题，让学生了解数学在其他学科中的应用，开阔学生的视野，培养学生的跨学科思维.

2.场景导入主题

教师还可以创设出特定的情景，以此引发学生的情感共鸣，使学生更好地融入跨学科学习的氛围中，进而培养学生在实际情境中运用跨学科知识的能力.

例如，在“一元一次方程”教学中，教师可以创设一个在超市购买商品的场景，学生需要通过计算商品价格和折扣来解决问题.该场景的创设源于学生最熟悉的日常生活，可以更加直观地让学生将数学与实际生活联系起来，提高学生解决实际问题的能力；也可以创设科学实验场景，比如在进行化学实验时，学生可以通过一元一次方程来计算所需材料的数量，这种方法能够让学生体会到数学在科学实验中的重要性，亦有利于培养学生的科学素养和跨学科思维.

（三）构建多元课堂，培养学生跨学科学习能力

构建多元课堂能够丰富学生的数学跨学科学习体验，让学生能够在跨学科的学习中运用多种能力，如分析、综合、创新等，从而全面提升学生的跨学科学习能力与数学核心素养.

1.构建合作式课堂

合作式课堂的构建，可以促使学生在合作中相互交流和共享不同的知识与经验，不断增强学生的跨学科思维能力，夯实学生的数学基础，并提高学生的自主与合作能力.

以“多边形”教学为例，教师可以提出探究性课题，如“如何计算多边形的内角和”，然后以此问题引导学生以小组合作的方式展开探究.在合作学习的过程中，学生分工明确，各司其职.比如有的学生负责查阅相关资料，了解多边形的定义和性质；有的学生通过动手操作，制作不同形状的多边形模型，直观感受多边形的特点；还有的学生尝试运用数学公式和方法，对多边形的内角和进行计算等.如此，不仅提高了学生自主构建的能力，还能够让学生充分发挥各自的优势，相互交流、相互启发，从而不断强化思维与学习力.

2.构建实践式课堂

实践式课堂的构建，能够让学生通过实际操作，将所学知识应用于解决实际问题中，从而提高学生的运用能力.

例如，在“多边形”教学过程中，教师首先可以让学生通过观察、分析不同的多边形图形，探讨多边形的定义和特征；然后可以融入艺术学科，引导学生用多边形设计图案或绘画作品，并展示分享；接着可以增加难度，让学生通过制作多边形模型，了解多边形的性质和空间结构；最后学生展示制作的成品，并亲自讲解成品的原理.如此，既促进了学生对多边形的认知，增强了学生的空间思维能力，同时又提高了学生的动手能力与表达能力.

（四）创新作业设计，强化学生跨学科应用能力

1.设计生活化作业

生活化作业的设计，可以帮助学生更好地理解数学知识的本质和意义，提高解决实际问题的能力.

以“相交线与平行线”的跨学科生活化作业设计为例，教师可以设计与建筑设计相关的作业，要求学生观察身边的建筑物，找出其中运用到相交线与平行线概念的地方.学生通过实地观察、拍照记录等方式，收集相关信息.该作业的设计，能够将数学知识与实际生活中的建筑设计相结合，有助于学生更深入地理解相交线与平行线的概念.还可以设计与地理学科相关的作业，如要求学生观察与分析十字路口、T形路口等不同相交线路口对交通流量的影响等，从而通过实际应用，培养学生的观察力，提高学生运用综合知识技能解决问题的能力.

2.设计个性化作业

个性化作业的设计，要考虑到每一个学生的兴趣、能力和需求，使作业更具针对性.同时，个性化作业能够为学生的个性发展提供空间，使得学生有机会展示自身优势，有利于发挥学生的创造天性与创新精神.

例如，在“相交线与平行线”作业设计中，教师可以建立其与信息技术学科的融合.对于数学基础较弱的学生，可以要求其使用信息技术软件绘制不同类型的相交线与平行线，并标注相关性质和特点，以此帮助学生巩固基础知识，提高对概念的理解；对于中等水平的学生，可以让其利用信息技术制作动态演示文稿，展示相交线与平行线在实际生活中的应用案例，如道路设计、建筑结构等，以此培养学生的知识应用能力和信息处理能力；对于数学能力较强的学生，则可以引导其使用编程软件编写程序，模拟不同角度下相交线与平行线的变化情况，并分析其规律，以此激发学生的创新思维和探究精神.

（五）优化教学评价，提升跨学科教学成效

优化教学评价是引导教学改革，确保“教学评”一致性的必要环节.基于教学评价的优化，教师可以有方向、有目标地调整教学策略，从而推动教学方法的创新和改进，强化教学成效.

一方面，教师可以优化评价标准，从而更加全面地评价学生的学习成果.例如，当学生完成了一个与数学和物理相关的实验项目时，教师便可以评价学生在实践中的操作技能、问题解决能力和跨学科思维等；或者当学生以小组形式完成一个跨学科的课题研究后，便可以评价小组的合作效果、知识整合能力和创新思维等.另一方面，教师可以优化评价方式.例如，可以让学生、家长等多方参与到评价中，从而以不同角度评价学生的跨学科表现，增强评价的客观性；可以在教学过程中实时观察学生的表现，及时给予反馈和评价，从而及时调整学习策略，提高学生的学习效果等.

三、初中数学教学中培养学生跨学科思维的建议

（一）注重学科融合的适度性

在培养学生跨学科思维的过程中，教师需要对学科融合程度进行精准的把控，避免学生对数学核心概念的理解产生混淆.对此，教师需深入探究数学学科与其他学科之间的关联与差异，明确学科融合的边界与限度，避免过度融合对学生的学习造成负面影响.同时，教师还应根据学生的实际情况和学习能力，合理安排跨学科教学内容和活动，确保学生在掌握数学核心概念的基础上，逐步培养其跨学科思维能力.此外，在融合的基础上，教师可以进一步丰富数学教学的内容和形式，从而激发学生的学习兴趣和积极性，提高教学效果.

（二）注重教学资源的选择与整合

选择合适的教学资源并进行有效整合，是培养学生跨学科思维的关键环节.对此，需要教师精心挑选与数学教学内容相关的其他学科资源.例如，在讲解几何图形时，可以引入物理学中的力学原理，帮助学生更好地理解图形的特性和应用等.

结 语

综上所述，初中数学教学中培养学生跨学科思维具有重要意义.跨学科思维不仅有助于学生更好地理解和掌握数学知识，提高解决实际问题的能力，还有助于培养学生的创新精神和综合素养，为学生未来的学习和生活奠定基础.随着教育改革的不断深入，教师仍需不断探索和创新教学方法，为学生提供更优质的教育，培养具有跨学科思维和创新能力的优秀人才.

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