融合新课标理念的初中数学跨学科项目化学习路径

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冯志刚

山东省泰安第十五中学,山东泰安,271034

摘要

本文探讨了在新课标理念指导下,初中数学跨学科项目化学习的实施路径。研究分析了跨学科项目化学习在数学教育中的重要性,并提出了三个关键路径:基于核心素养的跨学科主题设计、真实情境中的数学问题解决、多学科协同的教学策略。通过理论分析和实践案例,论证了这些路径在提升学生数学应用能力、创新思维和综合素养方面的有效性。研究为初中数学教师实施跨学科项目化教学提供了可操作的框架和方法,对深化数学教育改革具有实践指导意义。


关键词

新课标;初中数学;跨学科;项目化学习;核心素养

正文


引言

随着教育改革的深入推进,2022年版义务教育数学课程标准强调培养学生的核心素养,倡导跨学科学习和项目化教学。传统的数学教学模式往往局限于单一学科知识传授,难以满足学生综合能力发展的需求。跨学科项目化学习作为一种创新的教学方式,能够有效整合多学科知识,让学生在解决真实问题的过程中发展数学思维和应用能力。

一、基于核心素养的跨学科主题设计  

在新课标背景下,初中数学跨学科项目化学习的核心在于以数学核心素养为引领,设计能够融合多学科知识的综合性主题[1]。数学核心素养包括数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析六个方面,这些素养的培养不能仅依靠传统的数学课堂讲授,而需要在真实、复杂的问题情境中逐步形成。因此,跨学科主题的设计应当立足于数学学科本质,同时与其他学科的关键概念和能力建立有机联系,使学生在解决问题的过程中自然而然地运用数学思维,并理解数学与其他学科的交叉价值。  

主题的选择应当具备现实意义,能够激发学生的探究兴趣。例如,“城市交通流量优化”这一主题不仅涉及数学中的数据分析、函数建模和概率统计,还可以与地理学科的城市规划、物理学的运动学知识,以及社会学科的人口分布研究相结合。学生在分析交通数据、建立预测模型、提出优化方案的过程中,既能深化对数学概念的理解,又能认识到数学在现实世界中的广泛应用。此外,主题的设计还应考虑学生的认知水平和生活经验,确保问题的复杂程度既能挑战学生的思维,又不至于超出其能力范围,从而保持学习的可持续性和有效性。  

 

跨学科主题的设计还需要注重开放性和探究性,避免预设单一答案或固定路径。例如,在“校园垃圾分类效率提升”项目中,学生可以通过数学统计方法分析垃圾产生规律,利用科学知识研究不同垃圾的处理方式,并结合经济学原理评估成本效益,最终提出个性化的解决方案。这种开放式的主题设计能够鼓励学生从不同角度思考问题,培养其创新思维和批判性分析能力。同时,教师在设计主题时,应充分考虑学科融合的深度和广度,避免简单的知识拼凑,而是真正实现数学与其他学科在思维方式和问题解决方法上的有机整合[2]  

二、真实情境中的数学问题解决

跨学科项目化学习的核心价值在于让学生将数学知识应用于真实世界的问题解决中。当数学从抽象的符号系统转变为解决现实问题的有力工具时,学生才能真正理解数学的意义和价值。在真实情境中,数学问题往往呈现出复杂性、开放性和跨学科性的特点,这与传统数学课堂中结构良好的练习题形成鲜明对比。例如,在校园植物园规划项目中,学生不仅需要计算不同植物的种植面积和间距,还需要考虑植物的生长周期、光照需求等科学因素,以及美观布局的艺术考量。这种综合性的问题解决过程,能够帮助学生建立起数学与其他学科、数学与现实世界的有机联系。

真实情境中的数学问题解决通常遵循发现问题-分析问题-建立模型-求解验证-优化方案的完整过程[3]。以社区快递站点选址优化项目为例,学生首先需要通过实地调研收集社区居民分布、快递收发量等真实数据;然后运用统计学方法分析数据特征,建立数学模型来评估不同选址方案的合理性;在求解过程中可能需要尝试不同的算法或策略;最后还要考虑实际限制条件对理论方案的调整。这一完整的问题解决链条,远比解几道应用题更能培养学生的数学建模能力和系统思维。

值得注意的是,真实情境中的数学问题往往没有标准答案,这为培养学生的创新思维提供了广阔空间。在校园午餐营养搭配项目中,学生需要同时考虑营养均衡、成本控制、学生喜好等多重因素,不同小组可能会给出各具特色的解决方案。这种开放性的问题解决体验,能够帮助学生理解数学应用的灵活性,培养其批判性思维和创造性解决问题的能力。教师在此过程中的角色不再是知识的传授者,而是问题情境的设计者和思维方法的引导者。

三、多学科协同的教学策略

实现真正意义上的跨学科项目化学习,需要构建系统化的多学科协同教学机制,这要求教师突破传统单一学科教学的思维定式,建立开放、协作的专业共同体。在初中数学跨学科项目实践中,数学教师需要主动与科学、技术、艺术等学科教师形成教学联盟,通过集体备课明确各学科在项目中的知识支点与能力培养目标。例如在校园气象站建设项目中,数学教师负责指导学生处理气象数据、建立预测模型,物理教师讲解温度、气压等测量原理,地理教师分析气候特征,信息技术教师则协助数据可视化呈现。这种多学科教师的协同指导,能够帮助学生建立完整的知识网络,理解不同学科在解决同一问题时的独特视角和方法论。

多学科协同教学的核心在于寻找学科间的连接点而非简单拼凑点。以传统建筑中的数学智慧项目为例,数学中的几何变换与建筑结构的稳定性分析形成自然连接,比例关系与美学原则相互印证,测量计算与工程实践紧密结合。教师团队需要精心设计这些连接点,使学生在探究过程中自然而然地体会数学与艺术、工程等学科的有机融合,而非机械地完成各学科分配的任务。这种深度的学科协同,能够培养学生综合运用多学科知识解决复杂问题的能力,这正是未来社会所需的核心素养[4]

教学策略的实施需要灵活运用多样化的组织形式。除了常规的课堂时间,可以安排跨学科的专题研讨课、实地考察活动、专家讲座等。例如在城市自行车道规划项目中,可以邀请城市规划部门的专业人士参与指导,组织学生实地测量交通流量,在数学课上分析数据,在社会科学课上讨论公共政策的影响。这种打破时空限制的教学组织形式,能够为学生创造更丰富的学习体验。同时,信息技术工具在多学科协同教学中扮演着重要角色,如使用GIS系统整合地理空间数据与数学建模,通过编程实现数据可视化等,这些技术手段能够有效支持跨学科的知识整合与呈现。

多学科协同教学对教师的专业发展提出了新的要求。教师需要具备跨学科的知识视野和协作教学的能力,这需要通过持续的校本研修、课例研讨等方式来培养。学校管理层应当建立相应的激励机制和协作平台,鼓励教师开展跨学科教学实践。值得注意的是,多学科协同不是要削弱数学学科的主体地位,而是要通过与其他学科的对话与融合,更深刻地展现数学的思维价值和应用价值。当学生能够自如地在不同学科语境中运用数学工具和方法时,数学核心素养的培养才真正落到了实处。这种教学策略的转变,不仅改变了学生的学习方式,也在重塑教师的专业身份和学校的课程文化。

四、结束语

融合新课标理念的初中数学跨学科项目化学习是培养学生核心素养的有效途径。通过基于核心素养的主题设计、真实情境的问题解决、多学科协同的教学策略,学生能够在综合性的学习体验中发展数学思维和应用能力。然而,跨学科项目化学习的实施也面临诸多挑战,如教师跨学科素养不足、课程时间安排困难、教学资源缺乏等。未来研究需要进一步探索跨学科项目化学习与常规教学的有机结合,开发更多优质的教学案例和资源,为教师提供专业发展支持。只有持续深化教学改革,才能真正实现新课标提出的育人目标,培养出具有创新精神和实践能力的未来人才。

参考文献

[1]黄玮.初中“数学阅读”教学策略研究[J].兰州职业技术学院学报,2024,40(03):82-84.

[2]陈勇杰.初中历史跨学科整合教学路径[J].亚太教育,2024,(11):160-163.

[3]李国栋.基于大概念的初中数学章前导学课教学策略[J].华夏教师,2024,(14):111-113.

[4]刘超.以初中数学学科为主体的跨学科主题学习的设计与实施[J].中国教育学刊,2024,(04):107.

 


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