新课改下初中数学跨学科主题教学探究

【摘要】新课标明确提出了跨学科主题学习这一新颖的教学方法，用于开展综合与实践活动.在新课改的背景下，跨学科主题教学成为一种有效的教学策略，有助于全面提升学生的核心素养，帮助其健全知识框架，灵活使用知识和技能，还能推动学科教育改革，具有不可忽视的价值.数学作为一门基础性课程，教师要把握数学和其他学科知识的契合点，丰富教学内容和方法，才能够进一步发散学生思维，提高学生解决问题的能力.本文就新课改下如何进行初中数学跨学科主题教学展开探讨.

【关键词】跨学科教学；初中数学；课堂教学

新课改明确了素养本位的课程取向，教师在教学中应重视跨学科课程的设计，并以发展学生核心素养为目标，增强学生情感体验，让学生在跨学科学习中真正体会各个知识点的联系及应用价值，在积累活动经验的基础上，迁移和应用知识及技能，进而充分发挥主观能动性，发展高阶思维，形成跨学科的应用意识与能力.

1 跨学科学习的内涵

不同学者对于跨学科学习的内涵诠释不同，德国著名数学家Klein J T持有这样的观点，他认为跨学科学习是学习者富有创造性地将某一主题的多个学科知识相互关联起来，进而实现对相关内容的整合过程.而美国学者Lttuca L R则进一步指出，跨学科学习的核心在于将不同领域的知识进行整合，以形成对某一主题更全面、深入的理解，引导学生从不同的角度分析问题，培养学生比较、联系等解决复杂问题的能力.

可见，不论是哪种观点都强调了不同学科知识的内容和方法，而跨学科学习并不是单一地将不同学科知识融合起来，也不是单一地运用相关方法解答现实问题，而是体现了综合性，构建了新的体系或方法来解决现实问题，也是对多种学科知识的运用和巩固，对新知识的探究，具有独特的目标和性质.目前，随着教育改革发展，STEM教育、STEAM教育等都是跨学科学习的类型之一［1］.

2 新课改下初中数学跨学科主题教学的策略

2.1 创设真实情境，培养学生跨学科学习意识

新课标中提出，教师应创设真实情境，帮助学生从中抽象出数学问题，并综合利用跨学科知识和方法分析推理.在不同的情境中，学生的学习兴趣和思维能力是不同的，教师结合教学内容和重难点，依托多媒体技术为学生提供了解生活的机会，并在生活中抽象出实际问题，不仅能开阔学生视野，还能促使其从不同的角度分析问题、思考和表达.同时，教师可以将其他学科知识融入其中，注重引导，充分挖掘各类问题并指导学生运用多门学科知识解决问题.帮助学生从不同的角度去思考，逐步发展其思维能力，培养学生运用跨学科知识解决问题的意识和技能［3］.

例如 在教学反比例函数时，教师可以将其和物理知识结合起来，为学生创设杠杆撬物体的情境.教师可以利用多媒体展示一个杠杆撬物体的动画或实物演示，让学生了解杠杆的基本原理和应用.然后，教师提出问题：“假设我们有一个固定的支点O，一个不变的阻力和阻力臂，我们如何调整动力（F1）和动力臂（L1）来更省力地撬动物体呢？”教师将全班学生划分为若干小组，每组提供一套杠杆实验器材，包括不同长度的杠杆、砝码等.教师指导学生进行实验操作，记录不同动力臂和动力下的实验结果.学生根据实验数据，绘制出动力和动力臂之间的关系图，并观察图形特点.通过数据分析，学生发现当阻力和阻力臂不变时，动力和动力臂的乘积是一个定值，即动力（F1）×动力臂（L1）=阻力（F2）×阻力臂（L2）或F1F2=L2L1.教师引导学生将实验结果转化为数学模型，即反比例函数关系.教师解释反比例函数的定义和性质，并引导学生理解在这个特定情境中，动力和动力臂是如何构成反比例关系的.学生分享自己的实验过程和发现，讨论动力和动力臂之间的关系以及这种关系在实际生活中的应用.教师可以引导学生思考其他类似杠杆的情境，如滑轮、轮轴等，并探讨它们是否也遵循类似的数学规律.在此基础上，教师还可以进一步拓展这一案例，将反比例函数与其他学科知识相结合.例如，可以引入物理学中的电学知识，解释电阻、电流和电压之间的反比例关系；或者引入化学中的浓度问题，解释溶质质量与溶液体积之间的反比例关系.如此，物理知识在数学知识中呈现，帮助学生借助熟悉的物理知识理解反比例函数，进一步认识各个函数的数量关系，渗透科学精神.

2.2 设计驱动问题，培养跨学科学习能力

初中学生已经具备了一定的思维能力，为了促进学生核心素养发展，进一步提高其逻辑思维、创造思维，教师应积极发挥问题的价值，并结合实际情况，设计多样化的驱动问题，以此激发学生的探索欲，启发学生从多角度分析，掌握跨学科学习的相关策略.通过跨学科问题的设计，促进学生思维的深度蔓延，进而达到预期的教学目标，提高学生质疑能力、推理能力等.

例如 教师可以首先通过一则小故事或生活中的实例来激发学生的兴趣.例如，讲述一个小朋友在喝糖水时不断加糖，发现糖水变得越来越甜的过程，然后提出问题：“为什么加糖后糖水会更甜呢？这背后隐藏着什么数学原理呢？”要求学生用数学知识解释这一现象.学生结合自己的理解，从数学的角度进行分析，将生活问题转换为抽象的数学问题，并用数学语言解释其中的数量关系，进一步感知数学的魅力.教师可以指导学生设计一个简单的实验，准备不同浓度的糖水样本，并邀请学生品尝，记录各自的感受.学生根据品尝结果，记录不同浓度下糖水的甜度感受，并尝试用数学语言描述这种感受.如可以设定一个甜度评分系统，用数字表示不同浓度下的甜度.基于实验数据，学生建立数学模型，将糖水的甜度认为是糖水中糖a和糖水b的质量比ab，且b＞a＞0，在糖水中加糖m，变为a+mb+m，且a+mb+m＞ab.那么，如何证明a+mb+m＞ab呢？学生运用数学方法进行推理分析：因为ab-a+mb+m=ma－bbb+m，a＜b，显然a-b＜0，所以ma－bbb+m＜0，则a+mb+m＞ab，证实了糖水继续加糖之后，糖和糖水的质量之比变大了，现象就是糖水变甜了.学生用数学语言解释生活中的现象，对于糖水加糖就更甜这一情况，可以用：b＞a＞0，当m＞0时，ab＜a+mb+m.同时，学生可以直观推理出ab＜a+mb+m.如此，学生透过现象看本质，应用跨学科知识将感性的问题变得抽象，再变得具体，在问题的驱动下，学生积极思考，应用推理等能力解决问题，也更好地理解现实生活中的数学模型.

2.3 丰富学习方式，掌握跨学科学习方法

跨学科主题学习的特点就是多样化，在这样的背景下，学生的学习方法和思维是不受局限的，不管是哪种学习方式，教师都应予以学生充足的时间和空间，引导其自主探究.在教学中，教师应有意识地丰富教学方法，如小组合作、情境创设、角色扮演等，并通过综合性的问题，引导学生观察分析、猜测联想、推理论证、交流反思，只有充分激发学生的学习兴趣，才能逐步发展其探究精神，并在学习的过程中形成独立思考能力、团队协作能力等［4］.

例如 教师可以创设教学主题“体育运动与心率——探究函数关系与实际应用”，教师首先通过一段视频展示不同体育运动中人们的心率变化情况，以此激发学生的好奇心和探究欲望，教师提出问题：“体育运动与心率之间有着怎样的关系？我们能否用数学来描述这种关系？”而后，教师将学生按照兴趣和能力分组，每组选定一种体育运动（如跑步、跳绳、游泳等）作为研究对象.教师为每个小组分配数据收集工具（如心率监测器、计时器等），并讲解数据收集的方法和注意事项.学生在教师的指导下进行运动实验，记录不同运动强度下的心率数据.实验过程中，学生需要注意控制变量，确保数据的准确性和可靠性.学生将收集到的数据进行整理、分类和统计，绘制出心率随运动强度变化的散点图.在此基础上，学生观察散点图的趋势，尝试用函数模型来描述心率与运动强度之间的关系.教师引导学生思考可能的函数类型（如线性函数、二次函数等），并帮助他们理解如何选择合适的函数模型.学生利用新的实验数据来验证所建立的函数Y1rkxqMp2jL+YwaO4H5M8g==模型是否准确，如果模型与实际数据存在较大偏差，其需要重新审视模型的选择和建立过程，进行必要的调整和优化.最后，学生将他们的研究成果以报告、PPT或海报的形式进行展示，分享他们在探究过程中的发现、体会和收获.其他小组可以提问或发表意见，形成互动交流的氛围.

2.4 注重以评促学，强化跨学科学习动力

“教学评”一体化背景下，教师不仅要关注课堂教学内容，还要关注教学评价，通过健全的评价体系，针对学生的个性化特点，通过科学的评价结果帮助学生客观地认识自己，了解自己的优势和不足，并辅助学生制订学习计划，发展自身学习水平.教师应以核心素养为目标，将评价贯穿学习全过程，包含了过程性评价和结果性评价.同时，评价的维度适当拓展，涵盖了学生的学习态度、价值观念、思维能力等.采取纸笔测试、实践探索等相结合的评价方式，培养学生的跨学科学习能力，进而让学生主动探究更多的数学问题，达到知识迁移、举一反三的目的［5］.

例如 如图1所示，无人机从地面CD的中点A处竖直上升30m到达B处，测得甲楼顶部E的俯角为45°，乙楼顶部F的俯角为30°.已知A楼高度CE为15m，则乙楼高度DF是多少米？

在这道题中，渗透了当前科学技术的发展应用.将实际生活中的场景进行提炼和转化，以数学问题的形式展现出来，是数学应用的一个重要环节.在解答这类问题时，教师首先会指导学生将实际遇到的问题抽象化，转化为数学问题，然后再根据问题的特点选择适当的方法进行解答（如图2）.学生可以综合运用直角三角函数等知识解答这道题，求得乙楼的高度是（30－53）m.

3 结语

新课改背景下，跨学科主题教学是必然发展趋势.教师应正确解读相关政策和教学大纲，并结合具体的教学内容，整合课内外资源，灵活将其他学科知识融入其中，以发展学生核心素养为导向，突出课堂教学的综合性，进而促进学生思维深度发展，帮助其掌握更多的知识和学习策略.

参考文献：

［1］董晓怡.小议初中数学的跨学科项目式教学［J］.河南教育（基教版），2024（02）：83.

［2］林祥荣.基于跨学科综合视角下的初中数学核心素养的培养与评估［J］.数理化解题研究，2024（02）：17-19.

［3］程晓亮，左瀚文，林殿吉.初中数学跨学科主题学习的设计与实施［J］.教学与管理，2024（04）：39-42.

［4］黄伟群.基于核心素养的初中数学跨学科主题学习［J］.数理天地（初中版），2023（23）：75-77.

［5］陈婷.例谈初中数学跨学科教学策略［J］.理科爱好者，2023（05）：83-85.