任務驅(qū)動下初中數(shù)學跨學科教學策略探究

【摘要】隨著教育事業(yè)的高質(zhì)量與現(xiàn)代化發(fā)展，新的教學理念、方式層出不窮，原本單一的教學方法也呈綜合應用之勢，其中包括“跨學科+任務驅(qū)動”模式.基于此，為提高初中數(shù)學教學質(zhì)量，實現(xiàn)減負提效的育人目標，文章從當前教育背景出發(fā)，簡單闡述任務驅(qū)動與跨學科教學的重要性，然后圍繞數(shù)學學科，深入研究任務驅(qū)動下初中數(shù)學跨學科教學策略，包括利用信息化技術設計落實跨學科任務活動、結(jié)合項目式模式設計落實學術性探究活動以及借助多維度跨學科作業(yè)深化學習反饋等，以期提高初中數(shù)學教學質(zhì)量.

【關鍵詞】初中數(shù)學；任務驅(qū)動；跨學科教學

引 言

任務驅(qū)動尊重學生主體地位，要求教師根據(jù)自身對教學目標的認識設置科學的學習任務，讓學生帶著問題探索、完成任務，實現(xiàn)“邊學邊教”.《義務教育數(shù)學課程標準（2022年版）》提出跨學科教育，并要求教師將“加強課程綜合，注重關聯(lián)”原則貫穿始終.數(shù)學作為初中教育體系的重要組成部分，要求培養(yǎng)學生的邏輯思維、問題解決、空間想象等能力，在課程課標改革與素質(zhì)教育深化推進的背景下，要求教師注重數(shù)學知識與方法的程序性，開展跨學科主題學習，注重學科知識的融合落實，以此發(fā)展學生的綜合素養(yǎng).

一、教育背景

《義務教育課程方案（2022年版）》新增加了跨學科主題學習（實踐）活動，文件中明確提出各科教學過程中，用于跨學科主題學習的課時不少于總課時的10%.為此，《義務教育數(shù)學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《新課標》）將跨學科實踐作為義務教育數(shù)學課程內(nèi)容的重要組成部分，以加強學科之間緊密聯(lián)系來彌補單一學科教學的不足.

為減輕義務教育階段學生的學習壓力，同時滿足時代發(fā)展對人才培養(yǎng)提出的新要求，“雙減”政策應運而生，但是，人類社會高速發(fā)展，各領域難題日益增多，這些往往牽涉眾多基礎學科，僅憑單一學科難以解決.跨學科主題教學具有提升學生解決實際問題能力、落實學生核心素養(yǎng)發(fā)展目標、推動復合型人才形成的內(nèi)涵價值，在義務教育階段，跨學科教學意味著教育者不再將重點放在某個學科知識點或者過于關注學科界限，而是將重心放在需要解決的問題或任務，依托于系統(tǒng)性的知識傳授，將主觀認知與客觀現(xiàn)實有效連接，將理論知識與生命情感體驗融為一體，有助于達到“知行合一”的生命境界.為有效提升初中數(shù)學跨學科教學效果，促進數(shù)學跨學科主題教學活動的有效落實，文章從基于單元主題設計學習活動、多角度設計問題驅(qū)動深度思考、引導學生為主體參與跨學科主題教學等方面提出跨學科主題教學的實施策略.

二、任務驅(qū)動下初中數(shù)學跨學科教學策略

（一）利用信息技術工具，打造生動任務活動

教育信息化2.0時代的到來，意味著數(shù)字技術、信息技術在教育工作中的應用不再單一，對于學生而言，數(shù)字化學習與創(chuàng)新已成為學習大綱以外的必修課.由于初中生普遍認為數(shù)學學科較難，為提高課堂教學效果，激發(fā)學生的數(shù)學學習創(chuàng)造力，教師可充分利用新一代信息技術，開闊學生視野的同時，提升學生的信息素養(yǎng)與數(shù)學素養(yǎng).

以人教版七年級上冊“有理數(shù)”的教學為例.該章節(jié)中，有理數(shù)的乘方運算為重難點知識，而乘方的理論支撐是類比十進制探究二進制技術原理的理論，在轉(zhuǎn)換十進制數(shù)字，將其變?yōu)槎M制編碼時，有理數(shù)運算的基礎保障.因此，在教育信息化2.0背景下，教師可開展初中數(shù)學跨信息技術課程的任務驅(qū)動教學，以學生日常生活中常見、常用的二維碼為例，依托于編碼任務深化學生對數(shù)學知識的理解，同時豐富學生信息技術學科的知識儲備，提高課堂整體教學質(zhì)量.隨著一體機、希沃白板的普及應用，課件往往以PPT的形式展開，學生也對Excel表格、Word文檔等較為熟悉，所以，教師可為學生創(chuàng)設信息化課堂情境.針對案例章節(jié)，教師可在可提前搜集相關微課，或是自己制作導入視頻.視頻內(nèi)容為：生活中的二維碼，比如，超市付賬時的二維碼掃描鏡頭或視頻，微信社交時掃描二維碼的鏡頭等；二維碼發(fā)展歷程等，整合、提煉視頻數(shù)據(jù)，運用快閃形式剪輯呈現(xiàn).由于本節(jié)活動課的目的在于使學生懂得類比十進制探索二進制的技術原理，以及相互轉(zhuǎn)化方法等，所以，在完成情境視頻導入后，教師可組織學生開展二維碼編程活動.

導入后，教師應對二維碼進行簡單介紹，尤其是其結(jié)構與編碼流程，豐富學生認知，然后明確傳達本節(jié)課的任務，組織學生以小組為單位探索、完成任務.任務為：將“ILoveSanFan！”存儲于二維碼，一同編譯字符，使其轉(zhuǎn)化為二進制碼，操作計算機完成后續(xù)環(huán)節(jié).在此過程中，教師可提供ASCCII碼對照表，幫助學生獲得字符，鍛煉學生嚴謹、認真的學習能力，并使他們體會到編碼的目的是作為唯一標識建立數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，使其符合計算機識別、管理邏輯，以此提高數(shù)據(jù)處理效率.字符查找完畢后，引導學生探索計數(shù)原理，以及十進制和二進制的不同表達.在此過程中，學生難免被困在類比遷移環(huán)節(jié)，所以，教師可增設相互轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，加強學生對二進制計數(shù)原理的理解，由淺至深的使學生探究十進制數(shù)字的轉(zhuǎn)化.在課堂教學過程中，教師可通過問題串和實際操作，強化學生的現(xiàn)場體驗感，比如插入應用activeX控件，進入放映模式，對數(shù)據(jù)進行錄入、保存，然后使用Excel對齊數(shù)位，從而使學生得以順利通過進制轉(zhuǎn)化這一學習難點.之后，學生將得到二進制數(shù)字填滿的表格，為培養(yǎng)學生的推理、總結(jié)能力，教師可通過問題導向的方法，帶領學生回顧之前的任務環(huán)節(jié)，提高學生合情推理能力，加深學生對運算估計的應用感悟，強化學生數(shù)感，提升學生數(shù)學學習成就感.帶領學生回顧、梳理前幾個環(huán)節(jié)后，教師可引導學生將編碼錄入到文本文檔（input.txt）當中，保存程序.然后打開應用程序，輸入“code”命令，按下回車由計算機生產(chǎn)二維碼.在該跨學科任務的需求下，學生將獲得生動的信息技術管理與數(shù)字化學習體驗，不僅加深了學生對數(shù)學知識的理解與應用，還有效增強了學生的信息意識.而且，在學生深度參與下，真正實現(xiàn)了在“做中學”的教學目的，學生也認識到數(shù)學學科與其他學科之間的內(nèi)在聯(lián)系，深刻認識到數(shù)學對社會各領域發(fā)展進步的重要作用，有效促進學生數(shù)學核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展.

在條件允許的情況下，若是課堂教學效果良好，且學生興趣較大，教師還可以布置跨學科課后延伸任務，比如日本的QR碼和漢信碼之間的區(qū)別及應用，鼓勵學生查閱資料，對比二者應用的廣泛程度，從而使學生認識到科技發(fā)展對國家發(fā)展的重要性，強化學生的社會責任感.

（二）組織設計任務項目，開展學術性跨學科教學

項目式學習作為現(xiàn)階段學習方式轉(zhuǎn)型的重要載體之一，在任務驅(qū)動下，可借助該載體開展數(shù)學跨地理學科教學活動，增強學習活動的學習含量，培養(yǎng)學生自主學習意識與能力.在人教版初中數(shù)學教材中，數(shù)學知識大多較為抽象，需要學生掌握知識定理與準則，但是在學習初期，部分學生往往認為學習難度較大，對數(shù)學學習存有抗拒心理，在該情況下，難以順利地掌握數(shù)學知識的本質(zhì)，導致他們數(shù)學學習成果與自身能力提升有限.因此，在任務驅(qū)動下，初中數(shù)學的跨學科教學可利用具有學術性探究性的項目式學習方法開展，以人教版初中數(shù)學七年級下冊教材中的“平面直角坐標系”為例.

在案例章節(jié)中，其教學目的在于使學生了解平面直角坐標系，學會用經(jīng)緯度表示地理位置，并能夠簡單應用坐標方法.為強化學生的數(shù)學知識應用意識，教師可創(chuàng)設真實的任務情境，組織學生開展項目式學習，探尋整合知識應用真實情境和現(xiàn)行學科高效知識教學的新模式.在開展案例章節(jié)的跨地理學科教學時，教師可優(yōu)先選擇學生較為熟悉的生活場景或空間，比如，學校周圍的公園等，要求學生運用所學知識繪制“校園數(shù)據(jù)地圖”，以此開展跨學科項目任務探究性學習活動.在實際教學過程中，首先，教師利用真實情境組織項目式活動.對于跨學科任務化教學而言，其關鍵在于創(chuàng)設包裹某一節(jié)課主要知識點，同時又與現(xiàn)實世界高度相似的情境，所以教師可將數(shù)學跨學科教學設計調(diào)整的重心放在真實性情境的創(chuàng)設上.由于該章節(jié)重視學生對平面指標坐標系相關知識的應用，所以，在項目任務設計過程中，教師應重視教材學科確定知識的“正確”理解與運用，追求教學設計的精致化和高效，系統(tǒng)性學習和完整掌握“打包好的知識”，將其作為最高教學目標.其次，做到“做中學、學中做”.基于初中數(shù)學學科育人需求，加強任務項目的實踐性，在明確的教學目標下設計跨學科探究的學習支架.一是“任務———問題支架”，即：細化項目任務學習，得到項目子任務，為培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，教師最好以核心概念問題為錨點和出發(fā)點，按問題的統(tǒng)攝性程度和卷入學習的深度從高到低，沿著學科基本問題—引導性問題—內(nèi)容問題，依托于層層深入的問題串，讓學生在真實的任務學習場中完成學習探究.二是“資源———工具支架”.為使學生在項目任務探索完成過程中保持客觀性，教師可提供學科工具或資源，比如有趣的另類地圖、地圖制作手冊、測量雜志等，將地理學科的知識、工具順利融入數(shù)學任務的探索過程.三是“反思———整理支架”.在任務項目優(yōu)化迭代過程中，為避免學生盲目開展學習活動，引導他們養(yǎng)成經(jīng)常反思的好習慣，教師要在學生任務項目成果展示與評價環(huán)節(jié)給予肯定與建議，在條件允許的情況下，設計落實學習單，包括操作時間、內(nèi)容，操作結(jié)果觀察，操作預期目標與觀察結(jié)果的對比與討論，問題、反思與調(diào)整，以將歷時數(shù)日甚至數(shù)周、散布在課堂內(nèi)外的探究活動貫穿起來.

（三）借助多維度跨學科作業(yè)，整合知識內(nèi)容

在任務驅(qū)動思維模式下開展初中數(shù)學跨學科教學時，教師需要改善以往的作業(yè)設計流程，秉持精細化理念細化作業(yè)環(huán)節(jié)，從而強化數(shù)學作業(yè)反饋，切實掌握學生學習情況，鍛煉學生運用多元的思維邏輯解決問題.

在當前教育背景下，為提高作業(yè)育人質(zhì)量，減輕學生的課業(yè)壓力，教師應制訂科學的育人方案，其中，在作業(yè)環(huán)節(jié)，要遵循學生本位、能力本位原則，從多個角度培養(yǎng)、鍛煉學生的數(shù)學能力，幫助學生積累跨學科任務學習經(jīng)驗，實現(xiàn)數(shù)學學科為主、其他學科為輔的綜合素養(yǎng)的協(xié)同提升.在設計布置多維度數(shù)學作業(yè)時，可直接將作業(yè)以任務的形式發(fā)布，圍繞其他學科涉及的數(shù)學問題布置作業(yè).例如，開展初中數(shù)學跨化學學科的任務式作業(yè)設計與布置時，為有效鍛煉學生的數(shù)學思維，可結(jié)合化學實驗，利用其生動性與實踐性，提高學生的計算能力.例如“鹽水提煉”，教師需要清晰傳達化學實驗的前提條件及任務情境，“小明在量杯中導入100g的水，然后放入20g的鹽，最終的鹽水濃度為20%”，請問，“若重新勾兌相同濃度的200g的鹽水，需要用多少克鹽和多少克水？”教師可通過組織學生開展實操作業(yè)，或是利用虛擬現(xiàn)實設施構建數(shù)據(jù)模型，促進學生的判斷與推理，從而明確認識到問題條件之間的內(nèi)部聯(lián)系，拓展學生化學知識的同時，培養(yǎng)學生的思維邏輯能力.針對上述問題，教師可引導學生設置數(shù)值范圍，然后結(jié)合題干信息計算，以此得到問題答案.

需要注意的是，任務式跨學科數(shù)學作業(yè)不僅要立足學科角度，還要立足現(xiàn)實角度，保證作業(yè)的啟發(fā)性.

以人教版初中數(shù)學八年級下冊“勾股定理”為例.在人教版教材中，明確要求學生形成觀察圖形、探索圖形間關系的能力，具備較強的空間觀念.但在教學之初，教師可提前搜索史實資料，布置數(shù)學跨歷史作業(yè)，加強學生理解，激發(fā)學生興趣.具體而言，教師可引入數(shù)學史，結(jié)合數(shù)學歷史故事背景，生動化處理抽象的數(shù)學概念.比如，教師可引入《周髀算經(jīng)》《幾何原木》《九章算術》等史料節(jié)選，激發(fā)學生興趣，然后布置剪拼法作業(yè)，結(jié)合數(shù)形結(jié)合，使數(shù)學問題趣味化.

另外，在任務式跨學科作業(yè)設計過程中，教師可聯(lián)系直角三角形相關知識，布置基于勾股定理解決實際問題的簡單作業(yè)，以及靈活選擇數(shù)學模型解決現(xiàn)實問題的較高難度作業(yè).比如，要求學生根據(jù)所學知識和現(xiàn)有資料，嘗試驗證定理，布置實踐類數(shù)學作業(yè).比如，附近的橋梁、校內(nèi)的大樹等高度進行測量，讓學生在任務驅(qū)動下探索、解決現(xiàn)實生活問題，強化學生對勾股定理的理解，使他們自然地將數(shù)學知識應用于其他學科領域.

結(jié) 語

綜上所述，在任務驅(qū)動下，初中數(shù)學教師開展跨學科教學時，可靈活結(jié)合多種教學方法，包括小組學習、項目式探究、情境教學等，深化信息技術賦能應用等，實現(xiàn)跨多個學科教學，以培養(yǎng)學生綜合素養(yǎng).

【參考文獻】

[1]唐玉婷.任務驅(qū)動下的跨學科教學實踐：以“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”為例[J].生物學教學，2024，49（1）：50-52.

[2]趙瑞娟.初中數(shù)學與信息科技跨學科實踐活動課例研究：揭開數(shù)字面紗，探秘二維碼[J].新課程教學（電子版），2022（14）：30-33.

[3]詹雅木.立足任務驅(qū)動促進深度學習：基于任務驅(qū)動的初中數(shù)學教學實踐研究[J].名師在線（中英文），2023（33）：38-40.

[4]陳曉雪.融入STEM理念的初中化學復習課教學實踐研究：以“再探帶火星木條復燃與氧氣體積分數(shù)的關系”復習課為例[J].福建基礎教育研究，2022（5）：133-135.

[5]趙亞偉，韓敘虹，趙偉，等.基于核心素養(yǎng)的跨學科主題教學實踐探索：以項目式學習“美麗的‘噴泉’”為例[J].物理教學探討，2023，41（9）：73-76.