初中數學教學中培養學生跨學科思維的策略探究

【摘要】在素質教育全面推進的背景下，針對初中數學教學提出了培養學生跨學科思維的目標與任務，旨在提升學生的綜合素養和創新能力，促進學生的全面化與個性化發展.在該目標下，教師需要進一步從教學方法、教學內容、教學評價等方面實施調整、轉換與創新，從而提高教學的有效性.基于此，文章圍繞初中數學教學中學生跨學科思維的培養展開論述，從設計預習任務、創設教學情境、構建多元課堂、創新作業設計、優化教學評價五個方面提出了初中數學教學中培養學生跨學科思維的策略.

【關鍵詞】初中數學；跨學科；思維；培養策略

【基金項目】本文系福建省教育科學“十四五”規劃2023年度課題《新課程視域下跨學科主題教學探究學習》（立項批準號：FJJKZX23-784）的研究成果.

引 言

跨學科思維與初中生數學學習之間存在著緊密的關系.數學作為一門基礎學科，其知識和方法在其他學科中也有著廣泛的應用.通過培養跨學科思維，學生能夠更好地理解數學知識在實際生活中的運用，提高解決問題的能力.對此，教師應積極采取措施培養學生的跨學科思維，引導學生將數學知識與其他學科的知識進行融合，讓學生體會到跨學科思維的實際應用價值，培養學生的合作能力和創新精神，為學生的未來發展打下堅實的基礎.

一、初中數學教學中培養學生跨學科思維的重要性

（一）有助于激發學生的學習興趣

一方面，跨學科思維能夠打破傳統數學教學的局限性，將數學與其他學科相結合，為學生呈現更加豐富多樣的學習內容，使學生能夠感受到數學在不同領域的廣泛應用，從而有助于激發學生對數學的好奇心和探索欲望；另一方面，跨學科思維的培養可以讓學生在學習數學的過程中體驗到知識的連貫性和實用性，從而讓學生深刻體會到數學的價值，增強學習的動力.此外，跨學科教學中，自主化、多樣化的教學方法，能夠轉換傳統單一的教學模式，使學習過程變得更加生動有趣，由此有助于進一步激發學生的學習興趣.

（二）有助于提高學生的問題解決能力

一方面，跨學科促進了知識的融合與遷移，促使學生從多個角度去審視問題，將不同學科的知識進行整合，學會運用其他學科的知識和方法解決問題，幫助學生更全面地理解問題本質，提高綜合運用能力；另一方面，不同學科的思維模式和方法為學生提供了更多的思考路徑，讓學生能夠從整體的角度分析問題，考慮到各個因素之間的相互關系，并學會舉一反三，從而制定出更為全面和可行的解決策略，提高解決類似問題的能力.

（三）有助于培養學生的創新思維

一方面，跨學科思維鼓勵學生整合不同學科的知識，形成新的認知和理解.跨學科學習為學生提供了更廣闊的創新空間，學生可以將數學知識與其他學科的知識相結合，創造出新穎的解決方案和應用場景.另一方面，跨學科教學強調實踐與應用.在實踐過程中，學生需要不斷嘗試新的方法和策略，有助于培養學生的創新精神和實踐能力.

二、初中數學教學中培養學生跨學科思維的策略

（一）設計預習任務，激發跨學科學習思維

課前預習任務的設計，有助于學生提前了解數學知識與其他學科的關聯，并初步認識到數學在其他領域的應用，以此激發學生的跨學科學習思維.

1.提供跨學科學習資料

課前預習環節中，教師可以為學生提供跨學科學習資料，從而拓寬學生的知識面，幫助學生建立不同學科之間的聯系，為跨學科思維的培養奠定基礎.

以“軸對稱、平移與旋轉”教學為例，在課前預習環節中，教師可以提供物理學科中的案例資料，例如展示機械零件的運動、齒輪的旋轉或傳送帶的平移等，從而幫助學生理解數學概念在物理實際中的應用，增強學生對數學與物理學科之間聯系的認識；也可以提供地理學科中的案例，例如地球的自轉和公轉等，從而拓寬學生的知識面；還可以提供歷史文化中的例子，如古代建筑中的對稱布局等，從而讓學生了解數學在歷史文化中的重要地位.

2.設計跨學科學習問題

課前預習環節中，跨學科學習問題的設計，可以引發學生的好奇心，激發學生的學習興趣，逐漸形成運用多學科知識解決問題的能力，從而促進學生跨學科思維的發展.

例如在“軸對稱、平移與旋轉”的課前預習環節中，教師可以結合藝術學科設計數學相關問題.比如，教師可以展示一些具有軸對稱、平移或旋轉特征的藝術作品，如繪畫、建筑等，讓學生觀察并分析其中的數學特征，以此激發學生的藝術興趣，讓學生認識到數學原理在藝術中的應用；也可以結合計算機學科設計問題，如通過編程實現圖形的軸對稱、平移或旋轉等，以此培養學生的計算機技能，同時加深對數學概念的理解.

（二）創設教學情境，導入跨學科學習主題

教學情境的創設，可以帶動學生投入跨學科學習中，讓學生在特定的情境下，更加直觀地感受到不同學科知識之間的聯系，從而加深對跨學科知識的理解.

1.案例引入主題

有趣的案例不僅可以吸引學生的注意力，活躍學生的學習思維，還可以使抽象的數學知識更加直觀、具體，從而便于學生理解.

以“一元一次方程”教學為例，教師可以結合歷史案例導入學習主題.例如，結合中國古代《九章算術》中有關方程問題的案例，引入一元一次方程的學習，同時讓學生感受數學的悠久歷史和文化價值，增強學生的文化素養；也可以結合科學案例導入學習主題，例如“一個物體的行駛速度為v，行駛時間為t，行駛的路程為s，則s=vt”，從而引導學生思考如何用一元一次方程來解決實際問題，讓學生了解數學在其他學科中的應用，開闊學生的視野，培養學生的跨學科思維.

2.場景導入主題

教師還可以創設出特定的情景，以此引發學生的情感共鳴，使學生更好地融入跨學科學習的氛圍中，進而培養學生在實際情境中運用跨學科知識的能力.

例如，在“一元一次方程”教學中，教師可以創設一個在超市購買商品的場景，學生需要通過計算商品價格和折扣來解決問題.該場景的創設源于學生最熟悉的日常生活，可以更加直觀地讓學生將數學與實際生活聯系起來，提高學生解決實際問題的能力；也可以創設科學實驗場景，比如在進行化學實驗時，學生可以通過一元一次方程來計算所需材料的數量，這種方法能夠讓學生體會到數學在科學實驗中的重要性，亦有利于培養學生的科學素養和跨學科思維.

（三）構建多元課堂，培養學生跨學科學習能力

構建多元課堂能夠豐富學生的數學跨學科學習體驗，讓學生能夠在跨學科的學習中運用多種能力，如分析、綜合、創新等，從而全面提升學生的跨學科學習能力與數學核心素養.

1.構建合作式課堂

合作式課堂的構建，可以促使學生在合作中相互交流和共享不同的知識與經驗，不斷增強學生的跨學科思維能力，夯實學生的數學基礎，并提高學生的自主與合作能力.

以“多邊形”教學為例，教師可以提出探究性課題，如“如何計算多邊形的內角和”，然后以此問題引導學生以小組合作的方式展開探究.在合作學習的過程中，學生分工明確，各司其職.比如有的學生負責查閱相關資料，了解多邊形的定義和性質；有的學生通過動手操作，制作不同形狀的多邊形模型，直觀感受多邊形的特點；還有的學生嘗試運用數學公式和方法，對多邊形的內角和進行計算等.如此，不僅提高了學生自主構建的能力，還能夠讓學生充分發揮各自的優勢，相互交流、相互啟發，從而不斷強化思維與學習力.

2.構建實踐式課堂

實踐式課堂的構建，能夠讓學生通過實際操作，將所學知識應用于解決實際問題中，從而提高學生的運用能力.

例如，在“多邊形”教學過程中，教師首先可以讓學生通過觀察、分析不同的多邊形圖形，探討多邊形的定義和特征；然后可以融入藝術學科，引導學生用多邊形設計圖案或繪畫作品，并展示分享；接著可以增加難度，讓學生通過制作多邊形模型，了解多邊形的性質和空間結構；最后學生展示制作的成品，并親自講解成品的原理.如此，既促進了學生對多邊形的認知，增強了學生的空間思維能力，同時又提高了學生的動手能力與表達能力.

（四）創新作業設計，強化學生跨學科應用能力

1.設計生活化作業

生活化作業的設計，可以幫助學生更好地理解數學知識的本質和意義，提高解決實際問題的能力.

以“相交線與平行線”的跨學科生活化作業設計為例，教師可以設計與建筑設計相關的作業，要求學生觀察身邊的建筑物，找出其中運用到相交線與平行線概念的地方.學生通過實地觀察、拍照記錄等方式，收集相關信息.該作業的設計，能夠將數學知識與實際生活中的建筑設計相結合，有助于學生更深入地理解相交線與平行線的概念.還可以設計與地理學科相關的作業，如要求學生觀察與分析十字路口、T形路口等不同相交線路口對交通流量的影響等，從而通過實際應用，培養學生的觀察力，提高學生運用綜合知識技能解決問題的能力.

2.設計個性化作業

個性化作業的設計，要考慮到每一個學生的興趣、能力和需求，使作業更具針對性.同時，個性化作業能夠為學生的個性發展提供空間，使得學生有機會展示自身優勢，有利于發揮學生的創造天性與創新精神.

例如，在“相交線與平行線”作業設計中，教師可以建立其與信息技術學科的融合.對于數學基礎較弱的學生，可以要求其使用信息技術軟件繪制不同類型的相交線與平行線，并標注相關性質和特點，以此幫助學生鞏固基礎知識，提高對概念的理解；對于中等水平的學生，可以讓其利用信息技術制作動態演示文稿，展示相交線與平行線在實際生活中的應用案例，如道路設計、建筑結構等，以此培養學生的知識應用能力和信息處理能力；對于數學能力較強的學生，則可以引導其使用編程軟件編寫程序，模擬不同角度下相交線與平行線的變化情況，并分析其規律，以此激發學生的創新思維和探究精神.

（五）優化教學評價，提升跨學科教學成效

優化教學評價是引導教學改革，確保“教學評”一致性的必要環節.基于教學評價的優化，教師可以有方向、有目標地調整教學策略，從而推動教學方法的創新和改進，強化教學成效.

一方面，教師可以優化評價標準，從而更加全面地評價學生的學習成果.例如，當學生完成了一個與數學和物理相關的實驗項目時，教師便可以評價學生在實踐中的操作技能、問題解決能力和跨學科思維等；或者當學生以小組形式完成一個跨學科的課題研究后，便可以評價小組的合作效果、知識整合能力和創新思維等.另一方面，教師可以優化評價方式.例如，可以讓學生、家長等多方參與到評價中，從而以不同角度評價學生的跨學科表現，增強評價的客觀性；可以在教學過程中實時觀察學生的表現，及時給予反饋和評價，從而及時調整學習策略，提高學生的學習效果等.

三、初中數學教學中培養學生跨學科思維的建議

（一）注重學科融合的適度性

在培養學生跨學科思維的過程中，教師需要對學科融合程度進行精準的把控，避免學生對數學核心概念的理解產生混淆.對此，教師需深入探究數學學科與其他學科之間的關聯與差異，明確學科融合的邊界與限度，避免過度融合對學生的學習造成負面影響.同時，教師還應根據學生的實際情況和學習能力，合理安排跨學科教學內容和活動，確保學生在掌握數學核心概念的基礎上，逐步培養其跨學科思維能力.此外，在融合的基礎上，教師可以進一步豐富數學教學的內容和形式，從而激發學生的學習興趣和積極性，提高教學效果.

（二）注重教學資源的選擇與整合

選擇合適的教學資源并進行有效整合，是培養學生跨學科思維的關鍵環節.對此，需要教師精心挑選與數學教學內容相關的其他學科資源.例如，在講解幾何圖形時，可以引入物理學中的力學原理，幫助學生更好地理解圖形的特性和應用等.

結 語

綜上所述，初中數學教學中培養學生跨學科思維具有重要意義.跨學科思維不僅有助于學生更好地理解和掌握數學知識，提高解決實際問題的能力，還有助于培養學生的創新精神和綜合素養，為學生未來的學習和生活奠定基礎.隨著教育改革的不斷深入，教師仍需不斷探索和創新教學方法，為學生提供更優質的教育，培養具有跨學科思維和創新能力的優秀人才.

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