指向核心素养的初中数学跨学科项目实施研究

摘要：随着《义务教育数学课程标准（2022年版）》的发布，明确指出数学教学要以培养学生的核心素养作为重点，使得学生在数学学习过程中能够不断提高数学知识并形成数学核心素养，促进学生数学能力的深入发展。跨学科项目教学能够满足初中数学核心素养的培育需求，促进学生综合素质的提升。因此，文章旨在研究指向核心素养的初中数学跨学科项目实施。

关键词：核心素养；跨学科教学；初中数学；项目式学习

中图分类号：G633.6文献标识码：A文章编号：1673-8918（2024）41-0073-04

《义务教育数学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）中提到了跨学科教学的重要性，要求在数学实践中以各类数学问题为导向，将其他学科知识与数学学科相整合，从而推动学生站在数学视角，解决社会生活、科学技术等多种现实问题，促进数学学科与科学、地理、语文等学科的深度融合。在未来的初中数学教学中，以跨学科项目来促进学生核心素养的提升将成为重点内容，对教师的教育教学能力提出了更高要求。

一、 核心素养的初中数学跨学科项目理论基础

在当前教育领域，“核心素养”已经成为一个热门词汇，代表了对学生综合能力的全面培养。在初中数学教育中，跨学科项目的引入正是为了促进学生核心素养的发展。通过将数学与其他学科相结合，解决现实生活中的问题，不仅加深了学生对数学的认识，还拓宽了他们的视野，增强了解决问题的能力。

（一）现实问题解决导向

跨学科学习强调的是一个以问题为中心、以学生为主体的教学模式。这种教育模式鼓励学生将不同学科的知识与技能，综合应用到解决实际问题的过程中，特别是将数学这一基础工具与其他学科相结合，理解和处理现实问题。通过这样的方式，学生不仅能够深刻理解数学概念，而且能够发展其批判性思维、创造性解决问题的能力以及自主学习的习惯，最终成长为既具备扎实数学功底又能够跨学科整合知识、解决实际问题的综合型人才。

（二）超出单学科视野

跨学科学习模式强调了教育不应局限于单一学科的狭隘框架内，而是应推动学生跨越不同学科界限，综合运用多学科知识。这种教育策略旨在解决那些复杂且往往涉及多个学科的问题或主题，从而促使学生在寻找解决方案的过程中发展出一种综合性、战略性的思维方式。通过这样的学习过程，学生不仅能够更全面地理解问题，而且能够促进其批判性和创造性思维能力的提升，为日后在多元化和不断变化的现实世界中应对各种挑战打下坚实的基础。

（三）整合研究方法与思维模式

跨学科学习要求教师在设计教学项目时，必须采用创新且具有整合性的研究方法和思维方式。这种教育模式强调不同学科间的相互联系和融合，并倡导使用创新的教学策略来引导学生跨越传统学科边界，激发他们的好奇心和研究热情。同时，教师需要为学生提供实践的路径，帮助他们将理论知识与实际经验相结合，通过综合性的思考和实际操作，培养解决复杂问题的能力。这不仅仅是对学生知识体系的拓展，更是对其思维模式和认知能力的深度塑造。

（四）发展学生的核心素养

跨学科项目学习的目标是培养学生的核心素养和综合能力，尤其是提高他们的问题解决能力。为了实现这一目标，教学内容和方法必须能够激发学生的主动性、创造性和批判性思维。这需要教师精心设计课程，将不同学科的知识融合在一起，创设真实且具有挑战性的学习情境，并鼓励学生主动探索和解决问题。通过这种教学方式，学生可以学会如何运用所学知识分析和解决实际问题，从而培养适应未来社会发展的综合素质。

二、 初中数学跨学科项目实施现状

跨学科教学是指跨越原本的单一学科界限，遵循学科之间的内在逻辑规律，在此基础上将本学科与其他学科之间联合起来，在教学实践过程中实现多学科融合教学。跨学科教学作为培养初中学生学科核心素养的重要手段，在培养学生的几何直观、空间观念、创新意识等内容上发挥着有效作用。但当前初中数学跨学科教学中仍然存在较多问题，主要可分为以下几点：

（一）学科间缺乏内在关联

随着社会经济水平的不断提高，我国逐渐步入信息化时代，这势必会增加数学与其他学科之间的关联。学生能够应用数学知识来解决生活中的种种问题成为初中数学教学的重要论点。相关研究结果显示，我国初中数学教材的编写中已经开始注重跨学科理念的应用，在对各版本教材内容的分析发现跨学科的内容、数量以及与其他学科之间的融合都在加深，但存在的问题也相当明显，存在广度、深度不足的问题，呈现出数学学科与其他学科之间缺乏内在关联的问题，导致跨学科教学流于表面。从广度来看，初中数学与物理等学科的融合较多，而且融合内容以典型案例为主，缺乏新颖性；而深度上，跨学科多以背景为呈现方式，没有探究学科之间的内在联系，导致初中数学跨学科项目教学效果并不理想。

（二）教师专业素养有待提高

教师的教育教学能力直接关系到实际教学效果，跨学科项目教学理念虽然已经得到了大部分教师的认可，但受到教师专业能力的限制，导致跨学科内容融合较浅。当前我国初中数学教师多是单学科培养而言，数学教育教学能力优秀，但由于缺乏跨学科学习的条件和能力，即使在入职后也专注于本学科能力的提升，对行业内最新信息的了解较少，使得跨学科教学难度增大。我国数学教育目标向“四基”与核心素养的培育转变，这需要数学教师在教学过程中，对学生素养和综合能力的培育给予足够重视，强化自身的内在职业驱动力。教师不仅要掌握本学科的专业知识，还要对其他学科内容进行学习，提升跨学科教学思维与能力，不断提高自身的专业素养。

（三）教学重心偏移

随着跨学科理念的深入发展，一些诸如STEAM、数学建模的自带多学科背景的教学理念受到了普遍关注，教师在教学中致力于跨学科教学内容的整合，以推动跨学科教学实践。但受到我国传统教师培养形式的限制，教师不具备多学科教育教学能力，因而在跨学科教学的实际应用中存在重心偏移的问题，即教师会将重心放在本学科教学内容上，而忽略了对其他学科知识的教授。一些教师也试图探究新的教学模式来解决这个问题，会通过多学科教师协同授课的形式来满足不同学科的教学需要，但这也导致教学所需要的资源过多，无法广泛推广使用。现阶段，跨学科教学的问题在于没有形成稳定的跨学科教研团队，导致教研目标存在误差，在教研中难以体现跨学科教学特征，因此必须重视跨学科教学的教研工作。

三、 指向核心素养的初中数学跨学科项目实施

现代教育极其重视核心素养的培养。对初中数学来说，跨学科项目的引入不仅丰富了教学手段，更为学生提供了更广阔的学习视野和实践平台。以下内容将探讨初中数学跨学科项目式教学的要求与具体实施方式。

（一）初中数学跨学科项目式教学的要求

在核心素养引导下推动跨学科项目教学实施，首先需要精确把握跨学科教学中的数学要素。在苏科版初中《数学》教材的编写中，会根据教学内容需求设计情景与问题教学板块，引导学生在问题解决的过程中来掌握数学知识与能力。这个过程中会涉及工程学中的流程框图的应用，使得学习任务和步骤更加明晰。但跨学科教学并不仅仅是多学科知识的结合，需要教师在设计跨学科问题情境时，深入挖掘不同学科之间的数学要素，掌握数学本质问题，从而总结能够进行项目式教学的数学问题，在项目实施过程中推进跨学科进程。

其次，初中数学跨学科项目教学还需要积极应用各种信息化技术来提升教学效率，如可视化动态软件。常见的几何画板、GeoGebra等动态教学软件，在初中数学教学实践中得到广泛应用。动态软件能够弥补传统教学中数学知识过于抽象的问题，使其以具象化的形式展现出来，提升课堂教学的趣味性，激发学生学习兴趣。教师在初中数学的跨学科教学中，可以利用动态化软件来为学生创设真实的跨学科情境，使得学生能够在实践操作的过程中提升多学科思维，并掌握数据分析、曲线拟合、模型构建等数学信息能力，促进师生信息素养的提升。除此之外，跨学科教学中还要致力于提升学生的创新思维与实践能力，通过与多媒体信息技术的结合推动初中数学教学形式、教学内容的创新，让学生在实践中应用数学能力来解决问题。

（二）初中数学跨学科项目具体实施

在新课标要求下，初中数学教学要以培养学生的核心素养作为主要目的，以PBL项目式教学法为教学形式，依照教学准备、教学环节等方面内容展开，推动初中数学跨学科项目教学实践。

1. 教学准备

教学准备是实施跨学科项目式教学的前提。教师在开展教学中，需要根据教学内容选择合适的跨学科内容，将其作为教学活动展开的具体内容，使其丰富原有的数学学科内容，结合新课标、教材和学生的实际学情调整教学方案，完善课前教学准备工作。合格的跨学科内容需要满足三个具体特征：一是跨学科学习内容中包含明显的数学特征，如符号表征、图像表征等。而这些表征需要能够对内容进行细化，选择出典型表现形式，如果选择的是方程对象，那么需要包含方程解析式等。二是跨学科内容要尽量与学生的生活实际相结合，创设真实的教学情境，使学生能够迅速带入教学情境中。三是跨学科内容要符合学生的实际学情和心理认知水平，依照学生的最近发展区构建多学科教学方案，以认知冲突激发学生学习兴趣，培养求知心态，自觉通过学习活动提升自我。

2. 教学环节

首先，教学环节中的重点内容在于创设情境，通过具体的、真实的教学情境将学生带入教学活动中。教师要根据跨学科教学需要加强自身的知识储备，在设计教学内容时自觉将跨学科内容融入其中，设计相应的教学实践项目，以情景模拟推动教学活动的开展。情景创设中需要满足两个条件：一是教学情境设计要求体现出新课标中对初中数学教学的要求，包含数学情境、科学情境或者现实情境其中一项，从而与数学、科学或者学生现实相结合，体现出情境设计的实用性；二是情境对学生而言要具备可操作性，通过在情境实践中设计对应的话题与问题，能够有效激发学生的学习兴趣，并促进学生在解决问题的过程中提升自我成就感，促进学生学习内驱力的提升。以苏科版初中《数学》七年级上册中“走进图形世界”的教学为例，教师可课前向学生布置预习作业，指导学生发现生活场景中的各类图形，并选择一种带入课堂中。教学中，通过分享带来的图形能够迅速将学生带入生活场景，以熟悉的生活物体引起学生注意，在分享过程中加深学生对数学图形的理解；同时还能够培养学生观察世界、认识世界的能力，促进学生数学核心素养的培养。

其次，要注重对初中数学跨学科项目教学实施中的要素分析，包括项目形式、项目研究问题以及解决问题中需要应用到的数学知识与能力等，都是组成跨学科项目实施的重点要素。教师事先通过创设情境能够将学生带入到教学中，引导学生对教学情境中的问题进行挖掘和思考，以小组讨论的形式展开，最终发掘出课堂主线问题。教师在项目设计中融入跨学科问题，会随着情境而逐渐挖掘出来，通过总结项目中存在的跨学科问题，能够引导学生发掘其中的数学要素，使得跨学科内容与数学内容之间达成深度融合。通过要素分析能够指导学生发现其中的关键问题，并以多种教学形式来对问题进行细化，以此制订活动方案。

探索发现作为跨学科项目教学中的重点环节，以PBL项目式教学法为主要形式，在实践中促进学生跨学科学习能力和创新能力的提升。教师要积极利用现有的信息技术教学资源展开教学活动，以数学实验、数学建模等形式，促进数学与物理、化学、信息技术等学科知识进行融合，发展线上与线下相结合的教学形式，积极利用几何画板等可视化动态软件来提升教学效果。例如，在苏科版初中《数学》八年级下册“中心对称图形”的教学活动中，教师围绕“了解中心对称”为目的设计跨学科实践项目，将语文、物理及信息技术学科内容融入其中，通过对中心对称图形的概念进行讲解，利用可视化动态软件对中心对称图形进行移动，随着图形的旋转与原有图形重合。在这个过程中，学生能够对抽象的中心对称概念进行具象化理解。图形的移动、旋转会用到物理常识。教师可以在掌握中心对称图形概念后，引入平行四边形、正方形、矩形等多种图形概念，让学生以小组讨论的形式分辨其中的中心对称图形。教师甚至可以通过剪纸的形式让学生裁剪出对应的图形，以折叠的形式分辨是否是中心对称图形。这种跨学科项目式实践能够让学生参与到项目实施过程中，提升自我动手能力，在探索发现中促进数学知识与其他学科内容的融合，推动数学核心素养的养成。

3. 总结反馈

在跨学科项目教学实施中，学会总结反馈是提升项目教学质量的有效措施。教师要根据项目实施流程、预期目的等对项目教学方案进行调整，在其中反映出学生的需求、教学环境和课堂问题。根据项目式教学成果对课堂教学质量进行反思，更新教学理念和教学手段，使得原本的知识本位向学生本位转变，确认学生在教学中的主体地位，发挥出项目式教学的功能。而从学生层面来看，学生能够在实际参与项目的过程中了解存在的不足，通过教学反馈对教师提出建议。教师能够吸纳学生意见对教学活动进行完善，优化项目实施过程，根据教学中的问题再次进行实践。教学评价中以过程性评价和总结性评价相结合的形式，既要分析学生在项目操作过程中的表现，还要了解学生的学习成果，对学生的教学效果进行综合评价。

四、 结论

随着教育改革的推进，加强学科核心素养培育成为教学重点内容，通过核心素养能够促进学生对学科内涵的把握，掌握学习方法，促进综合素养的提升。而在核心素养指导下，跨学科教学受到广泛关注，通过跨学科教学能够将本学科知识与其他学科知识相结合，推动核心素养培养效率的提升。文章通过分析当前初中数学跨学科项目教学实施中存在的问题，分析了初中数学跨学科项目式教学的要求及具体实施流程，以促进数学教师对跨学科项目教学的重视，不断提高自身专业素养，优化教学手段和内容，在跨学科项目教学中融入真实情景，以此激发学生对初中数学的学习兴趣，促进核心素养提升。

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