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初中数学跨学科项目化教学的实践分析论文

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2025-12-18 09:57:44    来源:    作者:xuling

摘要:文章以人教版数学七年级(上册)“设计学校田径运动会比赛场地”为例,具体阐述了实施初中数学跨学科项目化教学的意义与策略,旨在发挥数学学科的育人价值。

       摘要:跨学科项目化教学能突破传统的单科教学模式局限,融合多学科知识,提升学生解决实际问题的能力。作为一门基础学科,数学在跨学科项目化教学方面有着得天独厚的优势。初中数学教师应构建以数学课程为主,以其他学科为辅的教学模式,探索项目化教学策略,帮助学生在跨学科认知储备的支持下深度内化数学知识,创造性地应用数学知识,提升综合素养。文章以人教版数学七年级(上册)“设计学校田径运动会比赛场地”为例,具体阐述了实施初中数学跨学科项目化教学的意义与策略,旨在发挥数学学科的育人价值。
       关键词:初中数学;跨学科;项目化教学

  随着新课标的推行,跨学科项目化教学成为初中数学新的改革方向。跨学科项目化教学能帮助学生建立数学与其他学科及现实世界的联系,拓展学生的思考维度,强化学生对数学知识的应用能力。在初中数学课堂上,教师应围绕数学课程内容融入与数学课程相关的多学科知识,提炼生活化的项目主题,组织学生以小组合作的方式共同探究解决项目问题的方法,促使学生综合运用跨学科认知体系完成项目探究任务。借助跨学科项目化教学,教师能培养学生的数学学科核心素养与团队合作精神,促进学生个人的全面发展,将数学课堂打造成高质量的育人平台。

  一、初中数学跨学科项目化教学的意义

  (一)增强学生的学习动机

  跨学科项目化教学能以真实情境为驱动,提升学生的数学学习兴趣,增强其内在学习动机。传统的数学教学往往侧重抽象概念、法则的讲解以及机械的习题训练,枯燥乏味,难以使学生理解数学的实际应用价值。而跨学科项目化教学将数学问题融入科学、工程、社会等现实场景中,赋予数学知识明确的应用目标,提升了数学知识的趣味性与实用价值,促使学生从被动接受转向主动探究。

  此外,跨学科项目化教学为学生提供了广阔的探究空间。学生可充分发挥主观能动性,提出相关建议,通过自主实践验证个人猜想,探索数学知识的应用。在与项目组成员的交流互动中,学生能够获得成就感和价值感,产生主动参与问题探究的积极性,进一步增强学习动机。

  (二)构建系统的认知结构

  传统分科教学易导致知识碎片化,不利于学生建立数学与其他学科之间的联系,也不利于学生主动应用数学知识。

  跨学科项目以核心问题为纽带,将数学概念与其他学科的知识模块有机串联,可以帮助学生建立多维关联的认知网络,构建系统性的认知结构,使学生在解决复杂问题时主动调用结构化的认知体系。跨学科项目化教学能让学生在实践探索中认识到各学科知识之间的内在联系,使原本零散的知识系统化,锻炼学生的思维能力,引导学生从多角度思考问题,从而构建更全面、更立体的认知结构[1]。这种教学模式不仅有助于学生掌握所学知识,还能使学生调动系统化的知识结构,有效分析和解决问题。

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  (三)延伸课堂的教学深度

  当前,初中数学教学内容主要局限于教材,学生的探究活动仅停留在表层知识的理解层面,缺乏对数学知识的深度分析、批判性评价与创造性应用,数学课堂的教学深度不足。跨学科项目化教学将数学课堂延伸至更广阔的领域,为学生提供了深入探究数学本质的机会,能帮助学生在项目任务的驱动下融合不同学科内容深刻分析数学问题,创造性地利用多学科知识解决数学问题,进而提升分析、评价和创造性思维,增加对数学课程的探究广度和深度。

  二、初中数学跨学科项目化教学的具体策略

  (一)分析课程与学情,确定项目目标

  跨学科项目化教学是一项内容复杂、涉及面广泛的教学活动。教师需要先制订明确的项目教学目标,为教学活动指明方向[2]。一方面,教师应具体分析数学课程内容,抓住核心知识点,明确多学科知识融合的重要纽带,突出跨学科项目化教学的重点;另一方面,教师应通过调查问卷、访谈、观察等方式全面了解学生的知识储备、学习能力、兴趣爱好、学习习惯等实际情况,挖掘学生的成长需求,进而确定项目教学目标与跨学科知识的融合模式。

  以“设计学校田径运动会比赛场地”为例,该项目要求学生综合运用多学科知识绘制一份田径运动会比赛场地的示意图。教师通过分析课程内容发现,该项目以几何图形、比例尺、数据统计等数学知识点为核心内容,涉及绘制线段和角、计算各种几何图形的周长与面积等知识点。通过学情调查,教师发现七年级学生虽已基本掌握几何图形的基础知识,具备初步的数据处理能力,但缺乏实际问题的数学建模经验,且运用几何图形解决社会生活问题的能力不足。基于以上分析,教师将项目教学目标确定为:通过计算跑道、跳远沙坑等区域的尺寸,理解几何图形的实际应用,培养空间观念;统计各项目参赛人数,分析场地需求,优化空间分配,培养数据观念;建立比例尺模型,将实地测量数据转化为图纸设计,培养模型观念;了解田径比赛规则,确保场地设计符合标准,培养体育道德;设计美观、清晰的场地标识与布局,强化审美创造。

  (二)创设真实性情境,引出项目问题

  真实的课堂情境是数学课程与社会生活的重要衔接点,它能将抽象的数学知识具象化,为学生营造沉浸式的学习氛围。在跨学科项目化教学中,教师应紧扣项目主题,从贴近学生生活的角度出发,创设真实的课堂情境,以生活实际为切入点引出项目问题,引发学生深入思考,激发学生对项目问题的探究兴趣,引导学生积极投身跨学科项目的探究学习,推动学生实现从理论学习到实践应用的跨越[3]。

  以“设计学校田径运动会比赛场地”为例,教师可以先播放往届校运会的精彩视频,展示运动员在跑道上飞驰、在投掷区奋力投掷的场景,让学生沉浸于紧张热烈的体育竞技氛围中。接着,教师展示校园的俯瞰图,提出一系列阶梯式问题引导学生自主思考:“我们学校的操场能同时容纳多少个项目的比赛?如何合理安排100米、400米、跳远等项目的场地?如何在有限空间内兼顾比赛顺利和观众安全?”教师以该问题链启发学生的思维,组织学生初步开展项目思考。最后,教师为学生提供国家田径场地建设标准文件、往届运动会场地冲突案例、专业田径场设计图纸范例等素材,将学生带入真实的项目情境中,引出跨学科项目问题“作为校园规划师,如何运用所学知识在现有空地上设计出符合国家标准、满足比赛需求且美观实用的田径场地?”,正式开启跨学科项目化教学。真实的项目情境能引发学生的深度思考,促使学生综合运用数学、体育与健康和美术知识解决项目问题,帮助学生明确跨学科学习的方向。

  (三)构建跨学科体系,设计项目方案

  在引出项目问题后,教师应指导学生以数学学科知识为核心整合跨学科知识点,建立不同学科知识间的内在联系,构建系统的跨学科知识体系。教师要引导各项目组以分工协作的方式展开实地调查,查阅相关书刊资料,从多个角度分析项目问题,梳理跨学科学习过程中可能涉及的知识点,综合运用系统化的跨学科知识制订切实可行的项目实施方案,推进跨学科项目的实施。

  仍以“设计学校田径运动会比赛场地”为例,教师可以指导各项目组实地观察现有的体育运动场地,并向体育与健康教师咨询田径比赛的相关信息,搜集并整合与田径运动会有关的资料,使学生明确项目实施中涉及的跨学科知识体系,其中包括体育与健康学科知识,即具体了解各个田径项目的比赛规则,确定场域的具体划分方式及场地划分的具体依据;数学学科知识,即运用数学中的几何图形知识确定各场域的长度、形状和面积,用比例尺明确示意图的缩放比例,用一元一次方程确定各赛道起跑点的位置差;美术学科知识,即运用素描和色彩搭配来设计场地布局,标注功能区,达到美观与实用的目的。

  结合以上跨学科知识体系,教师可以指导各项目组共同制订项目实施方案。例如,某项目组的方案制订如下:第一,分组测量学校空地尺寸,查阅田径规则手册,了解田径运动会相关运动项目场地设计的要求,绘制简易示意图,并辅以适当的数据和文字说明;第二,设计径赛项目跑道,确定100米、200米、400米、800米、1500米以及4×100米接力赛的起跑线和终点线,明确各比赛赛道的起点;第三,设计田赛项目场地,明确跳高、跳远、铅球等项目场地的具体要求,确定各场地的形状、面积等,绘制同比例的示意图;第四,综合考虑田径比赛的场地要求,在保障比赛安全的前提下确保各项比赛互不干扰,统筹确定各场地的位置。

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  (四)增强过程性指导,优化项目实施

  当前,初中生习惯了单科学习模式,在跨学科式的分工协作探究学习方面缺乏经验,因此跨学科项目化教学的实施离不开教师的指导。教师需对学生的项目探究过程进行监督与评价,全面了解各项目组的项目计划制订及实施情况,发现学生在项目探究中存在的问题,给予个性化的指导[4]。在项目操作过程中,教师应关注学生个体之间的差异,优化调整指导方法,启发学生灵活运用多学科知识分析问题。

  以“设计学校田径运动会比赛场地”为例,某项目组在设计中长跑的跑道布局时出现了计算偏差。跑道由两个直道和两个半圆形弯道组成,然而,项目组在计算不同跑道弯道半径时忽略了半径差,导致算出的各跑道长度误差较大。在发现该问题后,教师带领学生探寻产生误差的根源。教师先引导学生回顾圆周长的计算公式,并借助圆规和绳子现场模拟跑道弯道部分,让学生看到不同跑道弯道半径的差异,认识到各跑道的直道部分长度相等,差异仅体现在弯道部分。接着,教师引导学生进行实地测量,确定相邻跑道的半径差,再用公式计算出每个跑道的周长。在教师的引导下,该小组合理设计了起跑点位置,避免了因跑道长度不同造成的比赛不公平问题,使项目得以顺利推进。

  (五)创意性展示成果,修正完善项目

  在跨学科项目化教学中,教师要为学生提供创意展示项目成果的平台,组织各项目组以分工协作的方式将创意融入项目成果展示,呈现项目问题分析、项目方案制订、项目具体实施以及所得项目成果,实现跨学科项目式探究过程的共享。在成果展示环节,教师可采用“小组互评+教师点评”的模式,聚焦项目的逻辑性、科学合理性及实践可行性,提出改进建议,引导学生对展示组的成果进行交流评价,提出建设性意见,并从不同角度审视自身的项目成果,进一步修正完善项目[5]。

  以“设计学校田径运动会比赛场地”为例,在项目结束后,教师为各小组提供了自由展示项目成果的机会,各小组利用PPT、三维动态软件、真实模型等方式创意性地展示了田径运动会比赛场地的示意图,介绍了项目的设计思路、计算过程、所运用的跨学科知识、项目实施中遇到的问题及解决对策等。教师则带领其他小组对展示组进行提问和评价,指出展示组项目成果中的问题并给出相关改进建议。例如,A组指出B组在设计跳高场地时未充分考虑观众的观看视角;B组认真记录,并表示后续会优化;C组在评价D组跑道设计时提出弯道倾斜度不符合运动员跑步习惯、影响比赛体验的问题;D组通过查阅资料以及和体育与健康教师沟通后对跑道倾斜度进行了调整,实现了对跨学科项目成果的修正与完善。

  三、结束语

  综上,教师应遵循新课标的改革建议,构建数学课程与其他学科的联系,提炼具有综合性、实用性的项目主题,为学生创造自主学习与合作探究的条件,拓展学生思考问题的角度,引导学生利用现有跨学科知识体系解决实际问题,强化学生对数学课程的应用与创新,促进学生综合素质的全面发展。

参考文献

  [1]余连红.初中数学的跨学科项目式教学方法研究[J].数理天地(初中版),2024(24):66-68.

  [2]王宇嘉.初中数学跨学科项目式教学案例的实践研究[J].数理天地(初中版),2024(21):18-19.

  [3]毛亚玲,高璇.基于项目式学习的初中数学跨学科综合实践教学思考:以“带量营养午餐的设计”为例[J].中学数学杂志,2024(10):21-25.

  [4]李俊康,张娜,张玉环.初中数学跨学科项目式教学案例开发:以“黄金分割”教学设计为例[J].中学数学杂志,2024(8):25-30.

  [5]丁冬蕾.初中数学跨学科项目式学习的设计与研究[D].上海:上海师范大学,2024.