張磊

初中數(shù)學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要學(xué)科之一，它涉及數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、社會科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識與技能。初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科整合可以促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)知識的理解，提高他們的創(chuàng)新思維能力和實(shí)際應(yīng)用能力，從而提升他們的科學(xué)素養(yǎng)，使他們更好地理解和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識，更好地適應(yīng)未來的發(fā)展需求。因此，教師應(yīng)重視初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科整合，利用豐富的教學(xué)資源和多樣的活動(dòng)，提高學(xué)生的知識水平和能力，從而增強(qiáng)教學(xué)效果。同時(shí)，學(xué)生也應(yīng)該積極主動(dòng)地參與跨學(xué)科整合的學(xué)習(xí)中，從中獲得更多的知識和經(jīng)驗(yàn)，提高自己的學(xué)習(xí)能力。

一、初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科整合的意義

跨學(xué)科整合對于教育改革和推進(jìn)素質(zhì)教育具有重要意義，它不僅能夠培養(yǎng)人們崇尚科研、了解科研、進(jìn)一步發(fā)展科研的意識，而且還能夠?yàn)榻?jīng)濟(jì)社會的蓬勃發(fā)展提供支撐。數(shù)學(xué)本身是一種重要的工具，它不僅可以幫助學(xué)生認(rèn)識客觀、真實(shí)的世界，而且還可以推動(dòng)物理、化學(xué)、天文等學(xué)科的蓬勃發(fā)展，為解決實(shí)際問題提供有力的支持?？鐚W(xué)科整合的運(yùn)用是當(dāng)今社會蓬勃發(fā)展的必然趨勢，數(shù)學(xué)教師可以結(jié)合其他學(xué)科，設(shè)計(jì)出具有吸引力的教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生的眼界和思路，從而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（一）增強(qiáng)各學(xué)科之間聯(lián)系

跨學(xué)科整合以數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的交叉點(diǎn)為載體，將各學(xué)科的知識相融合，增強(qiáng)各學(xué)科之間的聯(lián)系，促進(jìn)教師之間的合作，各學(xué)科教師可以共同探索跨學(xué)科整合的有效路徑。對于學(xué)生而言，每個(gè)學(xué)科都不是獨(dú)立存在的，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，可以融合各個(gè)學(xué)科的知識點(diǎn)，打造趣味課堂，能有效提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力，幫助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際生活中的問題，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

（二）提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生知識體系的構(gòu)建具有一定的局限性，這對學(xué)生創(chuàng)新性思維能力的發(fā)展有一定的限制?？鐚W(xué)科整合通過跨學(xué)科的方式將學(xué)科之間的知識點(diǎn)進(jìn)行整合，能夠提高數(shù)學(xué)知識的趣味性，讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣。教師將數(shù)學(xué)知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，學(xué)生能夠感受到數(shù)學(xué)與生活的密切聯(lián)系，提高對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

跨學(xué)科整合這一教學(xué)方式可以促進(jìn)各學(xué)科教師之間的協(xié)作，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。同時(shí)，不同學(xué)科教師之間的頭腦風(fēng)暴可以幫助教師突破教學(xué)瓶頸，從而增強(qiáng)教學(xué)效果。通過跨學(xué)科整合，教師可以為學(xué)生提供不同的解題思路，發(fā)展學(xué)生的發(fā)散思維并設(shè)計(jì)出多角度的解決方案，從而提高他們的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維。

二、數(shù)學(xué)跨學(xué)科整合的建議

（一）適當(dāng)控制整合難度

部分學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，跨學(xué)科整合教學(xué)可能會增加他們的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。在進(jìn)行初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科整合時(shí)，教師需要注意整合的難度和程度，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解跨學(xué)科整合教學(xué)的重要性。同時(shí)，教師也要充分考慮學(xué)生認(rèn)知水平的差異，適當(dāng)控制整合難度，讓學(xué)生逐步掌握數(shù)學(xué)知識。

（二）提升教師的專業(yè)素養(yǎng)

部分教師缺乏跨學(xué)科授課的經(jīng)驗(yàn)，還有部分教師教育觀念落后，認(rèn)為跨學(xué)科授課無法有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。筆者認(rèn)為，學(xué)校可以通過成立跨學(xué)科備考組、開展跨學(xué)科課堂教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)、組織教師參加跨學(xué)科教學(xué)專家講座等方式，加強(qiáng)各科教師之間的交流與合作，讓他們更好地了解和掌握跨學(xué)科整合方面的知識，提升自身的專業(yè)素養(yǎng)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)教學(xué)效果。

三、數(shù)學(xué)跨學(xué)科整合以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的課堂教學(xué)案例

（一）教學(xué)內(nèi)容

以初中數(shù)學(xué)“正比例函數(shù)和反比例函數(shù)”中第一節(jié)知識點(diǎn)的教學(xué)為例，這一課的教學(xué)目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生深入探討函數(shù)及其相關(guān)的定義，并通過實(shí)例分析和討論，幫助學(xué)生更好地理解函數(shù)的性質(zhì)和特征，從而提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。函數(shù)是數(shù)學(xué)中非常重要的基本概念之一，它揭示了真實(shí)生活中數(shù)量關(guān)系之間互相依存和變化的實(shí)質(zhì)。筆者以“天宮一號”載人航天工程為背景，在這節(jié)課中，首先利用視頻導(dǎo)入給學(xué)生介紹了變數(shù)和常量的概念；其次，筆者結(jié)合例題，讓學(xué)生了解變數(shù)相互之間的聯(lián)系，概括出函數(shù)的核心概念“變數(shù)相互之間的關(guān)聯(lián)”；最后，筆者通過布置作業(yè)和知識回顧環(huán)節(jié)幫助學(xué)生鞏固函數(shù)的概念，加深學(xué)生對所學(xué)知識的印象，并讓他們明白科學(xué)與數(shù)學(xué)之間的關(guān)系。

（二）教學(xué)目標(biāo)

這一節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是讓學(xué)生理解變量、常量、自變量、函數(shù)和函數(shù)解析式的概念，教學(xué)難點(diǎn)是使學(xué)生理解變量之間的相互依賴關(guān)系。這一節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下：一是經(jīng)過對“天宮一號”的數(shù)量分析，引導(dǎo)學(xué)生更好地了解數(shù)量的意義，并知道常用的數(shù)量；二是根據(jù)實(shí)例，使學(xué)生能區(qū)分變數(shù)和常量這兩個(gè)概念，并能夠以運(yùn)動(dòng)和變化的觀點(diǎn)看待相關(guān)數(shù)量關(guān)系；三是引導(dǎo)學(xué)生理解函數(shù)、自變量、函數(shù)解析式的概念，了解函數(shù)不同的表示方法。

（三）教學(xué)過程

1.課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)。筆者帶領(lǐng)學(xué)生觀看了四季交替、花朵綻放、天宮一號發(fā)射的相關(guān)視頻。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，筆者以科學(xué)實(shí)例和生活情景為載體，創(chuàng)設(shè)了科學(xué)情境，以引出數(shù)量的概念，讓學(xué)生體會“數(shù)”與“量”的關(guān)系，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)的興趣，從而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.學(xué)習(xí)探索環(huán)節(jié)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，筆者創(chuàng)設(shè)了如下問題情境：地球上的赤道是一個(gè)大圓，半徑r0≈6.378×106米，設(shè)想天宮一號環(huán)繞赤道飛行一周，其軌道是與赤道在同一個(gè)平面且同圓心的圓E，如果圓E的周長為a米，那么圓E的半徑r是多少米。結(jié)合上述問題情境，筆者給學(xué)生設(shè)計(jì)了以下問題：在這個(gè)變化過程中，體現(xiàn)了哪些數(shù)量；哪些量是保持不變的，哪些量是可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整的；變量r和變量a有怎樣的聯(lián)系；在這個(gè)變化的過程中，當(dāng)變量a取一個(gè)確定的值時(shí)，變量r的值是否可以確定；變量a是否可以取任意值，其原因是什么。

在“天宮一號”載人航天工程的背景下，筆者以問題串的形式引導(dǎo)學(xué)生深入探討了變量與常量之間的關(guān)系，讓學(xué)生更加清楚變量之間的依賴關(guān)系，了解自變量的取值范圍，從而培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的重要技能。在教學(xué)過程中，筆者通過創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生試圖掌握函數(shù)的概念，加深對函數(shù)知識點(diǎn)的理解，促使他們學(xué)會用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界、運(yùn)用數(shù)學(xué)思維探索世界。

3.作業(yè)布置環(huán)節(jié)。筆者給學(xué)生布置了以下練習(xí)題：某地某日的氣溫變化情況如圖所示（見圖1），請根據(jù)圖1，得出這天的最高氣溫和最低氣溫；如果在圖像上取一個(gè)點(diǎn)，請問這個(gè)點(diǎn)代表什么意思。這個(gè)環(huán)節(jié)旨在跨學(xué)科整合的引領(lǐng)下，通過攝氏度、華氏度之間的轉(zhuǎn)換和氣溫的變化關(guān)系，促使學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識來分析、解決問題，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識點(diǎn)。

4.知識回顧環(huán)節(jié)。在知識回顧環(huán)節(jié)，筆者詢問學(xué)生：“在這節(jié)課中，你們學(xué)到了什么？關(guān)于這節(jié)課你們還想知道什么？”有學(xué)生回答道：“在這節(jié)課中，我掌握了函數(shù)的概念，了解了關(guān)于‘天宮一號載人航天工程的相關(guān)科學(xué)知識，還有攝氏度與華氏度的轉(zhuǎn)換公式，還學(xué)會了讀取圖像信息的方法。我還想知道更多的與航天有關(guān)的資料，爭取以后成為一個(gè)對社會有用的人?！蓖ㄟ^知識回顧環(huán)節(jié)，學(xué)生表達(dá)了自己的想法。在該環(huán)節(jié)中，教師不僅要幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識點(diǎn)，加深他們的記憶，還要讓他們明白，科學(xué)與數(shù)學(xué)是相互促進(jìn)的，數(shù)學(xué)是科學(xué)研究的基礎(chǔ)和主要工具，要想深入研究科學(xué)技術(shù)，就必須學(xué)好數(shù)學(xué)。

結(jié)語

筆者以“天宮一號”載人航天工程為教學(xué)背景，實(shí)施跨學(xué)科融合，旨在讓學(xué)生了解科學(xué)、認(rèn)識科學(xué)，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣，促使他們愛上科學(xué)，進(jìn)而提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。在整個(gè)初中數(shù)學(xué)中，還有許多課程內(nèi)容可以進(jìn)行跨學(xué)科整合，如“百分比的應(yīng)用”“科學(xué)計(jì)數(shù)法”“勾股定理”“一次函數(shù)的應(yīng)用”等，教師應(yīng)該借助其他學(xué)科的知識，實(shí)施跨學(xué)科整合教學(xué)，避免使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)枯燥無味，讓學(xué)生帶著興趣去了解和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識。教師應(yīng)該提高自身跨學(xué)科整合的教學(xué)水平，創(chuàng)設(shè)有意義且符合生活實(shí)際的教學(xué)情境，將數(shù)學(xué)思想和核心概念與其他學(xué)科相融合，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高他們的獨(dú)立思考能力和自主探索能力，從而促進(jìn)他們成長和發(fā)展。

（作者單位：上海市奉賢區(qū)實(shí)驗(yàn)中學(xué)）