基于跨學(xué)科的初中數(shù)學(xué)代數(shù)學(xué)習(xí)的實(shí)踐

【摘要】隨著教育改革的不斷深入，跨學(xué)科學(xué)習(xí)作為一種新興的學(xué)習(xí)方式，越來(lái)越受到教育界的關(guān)注和重視.跨學(xué)科學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)課程的綜合性、實(shí)踐性和探究性，旨在通過(guò)整合不同學(xué)科的知識(shí)和方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力.在初中數(shù)學(xué)代數(shù)教學(xué)中，實(shí)施跨學(xué)科學(xué)習(xí)不僅能夠加深學(xué)生對(duì)代數(shù)概念和方法的理解，還能夠拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，提升他們的實(shí)際應(yīng)用能力.本文旨在探討初中數(shù)學(xué)代數(shù)跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐的有效策略和實(shí)施路徑，通過(guò)整合數(shù)學(xué)與其他學(xué)科如物理、化學(xué)、生物、信息技術(shù)等的知識(shí)和方法，設(shè)計(jì)一系列跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)，以提升學(xué)生的代數(shù)素養(yǎng)和綜合能力.

【關(guān)鍵詞】跨學(xué)科學(xué)習(xí)；初中數(shù)學(xué)；課堂教學(xué)

在當(dāng)今全球化的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，教育不再局限于單一學(xué)科知識(shí)的傳授，而是更加注重知識(shí)的綜合運(yùn)用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng).隨著教育改革的不斷深化，跨學(xué)科融合作為一種新興的教育模式，逐漸成為提升教育質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的重要途徑.這一趨勢(shì)在初中數(shù)學(xué)代數(shù)學(xué)習(xí)中同樣得到了體現(xiàn)，它要求教育者打破傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的孤立狀態(tài)，積極探索數(shù)學(xué)與其他學(xué)科間的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)跨學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生能夠在更廣闊的知識(shí)背景下理解數(shù)學(xué)知識(shí)，特別是代數(shù)這一數(shù)學(xué)學(xué)科的核心部分.因此，本研究不僅對(duì)于初中數(shù)學(xué)課程的教學(xué)改革具有重要意義，也對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的能力具有深遠(yuǎn)影響.

1基于跨學(xué)科的初中數(shù)學(xué)代數(shù)學(xué)習(xí)的重要性

1.1促進(jìn)深度理解與創(chuàng)新思維：多視角的碰撞

跨學(xué)科學(xué)習(xí)倡導(dǎo)的是一種開(kāi)放、包容、多元的學(xué)習(xí)理念.它鼓勵(lì)學(xué)生跳出代數(shù)單一學(xué)科的框架，從物理的力學(xué)原理、化學(xué)的反應(yīng)規(guī)律、生物的生長(zhǎng)模型，甚至哲學(xué)的思考方式等多個(gè)維度去審視和理解代數(shù)問(wèn)題.這種跨學(xué)科的思考方式，如同一把鑰匙，能夠打開(kāi)通往代數(shù)深層理解的大門(mén).在探討化學(xué)平衡問(wèn)題時(shí)，代數(shù)方程不再僅僅是計(jì)算反應(yīng)物與生成物質(zhì)量關(guān)系的工具，而是成為揭示化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)平衡內(nèi)在機(jī)制的橋梁.學(xué)生們?cè)诳鐚W(xué)科的知識(shí)交匯中，不僅能夠加深對(duì)代數(shù)概念的理解，還能在思維的碰撞中激發(fā)出新的思考火花.他們學(xué)會(huì)用批判性的眼光審視問(wèn)題，敢于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀念，勇于提出新的見(jiàn)解和解決方案.這種創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，為學(xué)生們未來(lái)的學(xué)習(xí)和研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

1.2提升綜合素養(yǎng)與問(wèn)題解決能力：技能的融合

跨學(xué)科學(xué)習(xí)要求學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，能夠靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)乃至藝術(shù)等多領(lǐng)域的知識(shí)和技能.這種綜合性的學(xué)習(xí)方式，不僅極大地提升了學(xué)生的綜合素養(yǎng)，使他們成為具備廣泛知識(shí)面的復(fù)合型人才，而且通過(guò)不斷的實(shí)踐鍛煉，他們的復(fù)雜問(wèn)題解決能力也得到了顯著提升.特別是在代數(shù)學(xué)習(xí)中融入信息技術(shù)，學(xué)生們可以利用編程軟件繪制出復(fù)雜的函數(shù)圖象，模擬出物理運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程.這種技能的融合，不僅增強(qiáng)了他們的計(jì)算能力，還讓他們掌握了信息技術(shù)這一現(xiàn)代工具，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作做好了充分準(zhǔn)備.在面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，學(xué)生們能夠迅速調(diào)動(dòng)多學(xué)科的知識(shí)和技能，找到問(wèn)題的關(guān)鍵所在，并提出創(chuàng)新性的解決方案[1].這種能力的提升，讓他們?cè)谖磥?lái)的學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯中更加游刃有余.

1.3培養(yǎng)全球視野與跨文化交流：視野的拓寬

在全球化的浪潮中，跨學(xué)科學(xué)習(xí)不再局限于一國(guó)一域，而是成為連接不同文化和國(guó)家學(xué)生的橋梁.通過(guò)參與國(guó)際性的數(shù)學(xué)競(jìng)賽、科研項(xiàng)目合作，或是加入在線的跨國(guó)學(xué)術(shù)討論，學(xué)生們能夠接觸到來(lái)自世界各地的思想，了解到不同文化背景下代數(shù)知識(shí)的獨(dú)特應(yīng)用方式.這種跨文化的交流，不僅拓寬了學(xué)生們的視野，讓他們學(xué)會(huì)了從全球的角度去思考問(wèn)題，還促進(jìn)了他們跨文化溝通能力的提升.在多元文化的環(huán)境中學(xué)習(xí)，學(xué)生們能夠更加深刻地理解數(shù)學(xué)作為人類(lèi)共同語(yǔ)言的魅力，感受到不同文化背景下數(shù)學(xué)思想的碰撞與融合.這種全球視野和跨文化交流能力的培養(yǎng)，為培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和全球視野的未來(lái)人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也可讓學(xué)生們?cè)谖磥?lái)的國(guó)際舞臺(tái)上更加自信地展現(xiàn)自己的才華和智慧.

2基于跨學(xué)科的初中數(shù)學(xué)代數(shù)學(xué)習(xí)的策略

2.1情境創(chuàng)設(shè)與實(shí)例應(yīng)用：生活與數(shù)學(xué)的橋梁

情境創(chuàng)設(shè)與實(shí)例應(yīng)用作為連接生活與數(shù)學(xué)的橋梁，在初中數(shù)學(xué)代數(shù)學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要作用.通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)，教師能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性[2]；通過(guò)實(shí)例應(yīng)用，學(xué)生能夠更加深入地理解和掌握代數(shù)知識(shí)，并培養(yǎng)數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)和實(shí)踐能力.這兩種策略相輔相成，共同促進(jìn)了初中數(shù)學(xué)代數(shù)學(xué)習(xí)的有效進(jìn)行.

例如在“代數(shù)式”的學(xué)習(xí)中，教師可以利用故事化的教學(xué)方式，將代數(shù)式的學(xué)習(xí)融入有趣的故事情節(jié)中.如通過(guò)講述一個(gè)關(guān)于小動(dòng)物們分配食物或建造家園的故事，教師可以自然而然地引入變量、系數(shù)、運(yùn)算等代數(shù)式的基本元素，讓學(xué)生在享受故事樂(lè)趣的同時(shí)，不知不覺(jué)地掌握了代數(shù)式的基本概念.通過(guò)講述與學(xué)生興趣相符的故事，引導(dǎo)學(xué)生逐步進(jìn)入代數(shù)式的學(xué)習(xí)狀態(tài)，使他們?cè)谳p松愉快的氛圍中掌握代數(shù)式的基本概念.在情境創(chuàng)設(shè)中，教師可以設(shè)計(jì)一些具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用代數(shù)式進(jìn)行思考和解答.這些問(wèn)題可以涉及學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景，也可以是一些具有趣味性的數(shù)學(xué)問(wèn)題，通過(guò)解答這些問(wèn)題，學(xué)生能夠鍛煉自己的數(shù)學(xué)思維能力.教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生探索代數(shù)式在跨學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用.結(jié)合物理、化學(xué)等學(xué)科知識(shí)，讓學(xué)生嘗試用代數(shù)式來(lái)表示和解釋一些自然現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).這種跨學(xué)科的應(yīng)用探索不僅能夠拓寬學(xué)生的視野，還能夠培養(yǎng)他們的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力.

2.2多角度思考與問(wèn)題解決：思維與創(chuàng)新的碰撞

多角度思考與問(wèn)題解決策略是初中數(shù)學(xué)代數(shù)學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力的重要途徑.通過(guò)跨學(xué)科視角的融合和創(chuàng)新性問(wèn)題的解決，學(xué)生將能夠在更廣闊的領(lǐng)域應(yīng)用代數(shù)知識(shí)，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和生活奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3].

例如在“整式的加減”的學(xué)習(xí)中，在新課開(kāi)始之前，教師可以通過(guò)快速回顧單項(xiàng)式、多項(xiàng)式、同類(lèi)項(xiàng)等基礎(chǔ)概念，以及合并同類(lèi)項(xiàng)的基本方法，為學(xué)生構(gòu)建新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，為新知識(shí)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).同時(shí)，采用填空、觀察、總結(jié)等多種形式，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生理解整式加減法的運(yùn)算法則和步驟.如設(shè)計(jì)一系列填空題目，讓學(xué)生通過(guò)填寫(xiě)空缺部分，逐步掌握同類(lèi)項(xiàng)識(shí)別的技巧以及合并同類(lèi)項(xiàng)的方法.也可以組織學(xué)生進(jìn)行小組活動(dòng)，圍繞整式加減法的某個(gè)難點(diǎn)或拓展點(diǎn)展開(kāi)討論，鼓勵(lì)學(xué)生分享自己的解題思路和方法，通過(guò)相互學(xué)習(xí)和批判性提問(wèn)，激發(fā)新的思考角度和解題思路.設(shè)計(jì)一系列變式題目，如改變?cè)}中的數(shù)值、條件或求解目標(biāo)，讓學(xué)生從不同角度、不同層面思考問(wèn)題，培養(yǎng)他們靈活應(yīng)變的能力和創(chuàng)新能力.還可以將整式加減法的知識(shí)與其他學(xué)科如物理、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等相結(jié)合，通過(guò)解決跨學(xué)科問(wèn)題，讓學(xué)生深刻理解數(shù)學(xué)作為工具學(xué)科的重要性.如在物理學(xué)中利用整式加減法計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在化學(xué)中計(jì)算反應(yīng)物的質(zhì)量變化等.鼓勵(lì)學(xué)生參與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，讓他們?cè)趯?shí)踐中應(yīng)用整式加減法的知識(shí)，體驗(yàn)數(shù)學(xué)的價(jià)值，同時(shí)培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

2.3技能融合與技術(shù)應(yīng)用：工具與能力的協(xié)同

技能融合與技術(shù)應(yīng)用是基于跨學(xué)科的初中數(shù)學(xué)代數(shù)學(xué)習(xí)中不可或缺的一部分.通過(guò)這一環(huán)節(jié)的實(shí)施，學(xué)生不僅可以加深對(duì)代數(shù)概念的理解，還能培養(yǎng)他們的跨學(xué)科思維和問(wèn)題解決能力[4]，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和生活奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

例如在“單項(xiàng)式乘單項(xiàng)式”的學(xué)習(xí)中，在教學(xué)過(guò)程中，教師需精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生回顧冪的運(yùn)算性質(zhì)、乘法交換律、結(jié)合律等基礎(chǔ)知識(shí)，并將其巧妙地融入單項(xiàng)式乘單項(xiàng)式的學(xué)習(xí)中.這種融合不僅鞏固了學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，還為他們理解新概念提供了有力的支撐.通過(guò)將單項(xiàng)式乘法與計(jì)算面積、體積等實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，教師能夠引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，從而培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)建模能力和問(wèn)題解決能力.這種教學(xué)方式可讓學(xué)生意識(shí)到數(shù)學(xué)并非孤立存在，而是與現(xiàn)實(shí)生活緊密相連.教師也可以通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)等形式直觀地展示單項(xiàng)式乘單項(xiàng)式的運(yùn)算法則，使學(xué)生能夠更加輕松地理解和掌握數(shù)學(xué)知識(shí).借助投影儀等設(shè)備，教師可以清晰地展示單項(xiàng)式乘單項(xiàng)式的運(yùn)算步驟和結(jié)果.這種直觀的展示方式有助于加深學(xué)生對(duì)運(yùn)算法則的理解，并提升他們的計(jì)算能力.通過(guò)開(kāi)設(shè)信息技術(shù)與數(shù)學(xué)融合的興趣小組或組織數(shù)學(xué)競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模比賽等課外活動(dòng)，教師可以為學(xué)生提供更多將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的機(jī)會(huì).這些活動(dòng)不僅能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶，還能夠培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力.通過(guò)參與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、社區(qū)服務(wù)等活動(dòng)，學(xué)生能夠更加深刻地認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)對(duì)于解決實(shí)際問(wèn)題的重要性.

2.4實(shí)踐操作與理論構(gòu)建：代數(shù)與生活的互動(dòng)

將代數(shù)知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，并通過(guò)與生活實(shí)際的互動(dòng)來(lái)深化對(duì)代數(shù)理論的理解和應(yīng)用.通過(guò)這一策略的實(shí)施，學(xué)生不僅能夠扎實(shí)掌握代數(shù)知識(shí)，還能提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.

例如在“生活中的不等式”的學(xué)習(xí)中，教師可以將學(xué)生分成若干小組，每組分配一個(gè)或幾個(gè)與不等式相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行討論.鼓勵(lì)學(xué)生圍繞問(wèn)題進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，分享各自的理解和解題思路，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作來(lái)深化對(duì)不等式概念的理解.教師在討論過(guò)程中應(yīng)扮演引導(dǎo)者的角色，適時(shí)提供必要的指導(dǎo)和反饋，幫助學(xué)生理清思路，糾正錯(cuò)誤.通過(guò)調(diào)整砝碼的數(shù)量和位置，觀察天平的平衡狀態(tài)，從而理解“大于”“小于”和“等于”等不等式的概念.同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)軟件或在線工具進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，如使用數(shù)字軟件繪制不等式圖象，幫助學(xué)生從視覺(jué)層面加深對(duì)不等式性質(zhì)的理解.在每節(jié)課結(jié)束時(shí)，教師也可以組織學(xué)生進(jìn)行小結(jié)，回顧本節(jié)課所學(xué)的不等式知識(shí)點(diǎn)及其在生活中的應(yīng)用實(shí)例.通過(guò)總結(jié)，幫助學(xué)生梳理知識(shí)體系，鞏固所學(xué)內(nèi)容.鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的疑問(wèn)和困惑，通過(guò)師生間的互動(dòng)解答來(lái)消除疑惑，加深對(duì)不等式概念的理解.還可以布置與不等式相關(guān)的課后作業(yè)，如寫(xiě)一篇關(guān)于不等式在日常生活中的應(yīng)用小論文，設(shè)計(jì)一份包含不等式問(wèn)題的調(diào)查問(wèn)卷并在社區(qū)內(nèi)開(kāi)展調(diào)查，制作一個(gè)關(guān)于不等式應(yīng)用的多媒體演示文稿等.這些作業(yè)旨在通過(guò)不同的形式來(lái)鞏固學(xué)生的不等式知識(shí)，并培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.

3結(jié)語(yǔ)

展望未來(lái)，應(yīng)繼續(xù)深化教育改革，積極探索跨學(xué)科學(xué)習(xí)的更多可能性，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法和手段，為學(xué)生提供更加豐富多彩、富有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)環(huán)境.相信在跨學(xué)科學(xué)習(xí)的引領(lǐng)下，初中數(shù)學(xué)代數(shù)教學(xué)將煥發(fā)出新的生機(jī)與活力，為培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和全球視野的未來(lái)人才貢獻(xiàn)更大的力量.

【本文為蘇州市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度初中教育專(zhuān)項(xiàng)課題“初中‘?dāng)?shù)與代數(shù)’領(lǐng)域跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究”批準(zhǔn)號(hào)為2023/C/02/007/01】

參考文獻(xiàn)：

[1]王洋洋，李書(shū)海.例析初中數(shù)學(xué)教科書(shū)例題中跨學(xué)科問(wèn)題——以《數(shù)與代數(shù)》為例[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，2023（6）：20-23.

[2]徐鈺榮.基于核心素養(yǎng)的初中數(shù)學(xué)“綜合與實(shí)踐”教學(xué)研究[D].黃岡：黃岡師范學(xué)院，2023.

[3]周蓓.指向數(shù)學(xué)邏輯推理能力的初中數(shù)學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)研究[D].無(wú)錫：江南大學(xué)，2023.

[4]尚念.中美初中數(shù)學(xué)教材跨學(xué)科內(nèi)容的比較研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2017.