打开文本图片集

摘要：在当前教育改革的背景下，跨学科融合教学逐渐成为提高学生综合素质和创新能力的重要途径。通过跨学科融合教学，能够有效促进学生灵活运用、融会贯通、举一反三的能力；多媒体、智能化软件、希沃白板、虚拟现实等数字化技术能够吸引学生注意力、创设真实的数学情情境、加强交流与协作，能够有效提高课堂效率。本研究探讨了基于数字技术进行初中数学跨学科融合教学的策略。利用数字化技术创设跨学科情境，开展趣味活动、激发学习兴趣，加强课堂互动、促进沉浸式学习，以及通过项目学习增强实践能力等方法，可以有效提升学生的数学学习兴趣和创新实践能力。

关键词：数字技术；初中数学；跨学科融合；教学策略

引言：《义务教育数学课程标准（2022年版）》明确提出要“设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求”。近年来，随着数字化技术的飞速发展，教育数字化转型也势在必行。因此，应全面推进数字化技术与教育教学的深度融合，并大力实施跨学科教学，推动义务教育课程改革。

一、“跨学科教学”的概念

各学科之间都具有一定的内在联系，数学知识的学习与应用离不开其他学科的支撑，因此，在数学教学过程中，教师有必要渗透一些其他学科的知识和内容，促进学生综合素质的发展。跨学科教学并不是多个学科的“拼盘”、“杂糅”，它强调一种综合性思维能力和教学整合能力，要求通过跨学科教学全面提升学生的知识水平和能力水平。许多教师对“跨学科教学”存在错误认知，以为跨学科教学就是在教授主导学科知识的基础上，教授其他学科的知识；其实，跨学科教学的根本目的是通过与其他学科相结合的教学方法来辅助教学，从而实现对本学科教学效果的提升。“数学跨学科”是指以数学学科为主体与其他学科相结合，利用其他学科的知识、思想、方法等来帮助学生加深对数学知识的理解，提升学生的学习效率和学习成绩。

初中数学跨学科教学应遵循以下三个原则：一是主体性原则，应突出学生的主体地位，强调将不同学科的知识有机结合，重点提升学生灵活运用各学科知识解决问题的能力；二是开放性原则，教师应提供丰富的学习资源，创造一个宽松、开放的学习环境，鼓励学生自由思考和实践；三是实践性原则，注重实践，鼓励学生在实际操作中发现和解决问题。

二、基于数字技术的初中数学跨学科教学的意义

多媒体数字技术、在线学习平台、互动教学工具、虚拟现实技术等数字技术在课堂教学的应用，改变了传统以教师为中心的课堂生态，增强了学生的主动性，丰富了教学内容，满足了学生的多样化学习需求。

（一）构建趣味性的数学课堂

传统的数学教学模式常常难以充分激发他们对数学学习的兴趣。而通过引入数字化技术，并将不同学科的知识进行整合，将数学与日常生活紧密结合，从而构建多元化的教学模式，极大地提升课堂的趣味性和有效性。在课堂教学过程中，教师可以利用现代化的数字技术提供的虚拟实验、模拟软件和交互式学习工具，让学生在互动中感受数学的魅力，激发他们的好奇心和探索欲望，从而深入挖掘和探索学科知识，构建一个多元化的、生动有趣的数学课堂。

（二）提高学生的创新能力

初中数学课程的难度有所增加，要求学生具备较高的学习能力、抽象思维能力和创新思维能力，因此，教师在传授数学知识的同时，必须注重培养学生的这些能力。跨学科教学通过多维度的知识整合，帮助学生从不同角度分析和理解数学问题；还可以通过各种技术化手段帮助学生理解抽象的数学知识，通过基于数字化技术的数学跨学科教学，可以引导学生学会从新的视角看待数学问题，培养他们的科学探究精神和创新能力。

（三）提高学生的知识运用能力

数学知识源于现实生活，其真正价值就在于能够解决实际问题。基于数字化技术的跨学科教学理念，教师可以通过利用数字化技术整合各学科资源，优化教学设计，使学生在掌握理论知识的基础上，学会将其应用于解决实际问题，从而大大提高数学知识的运用能力。通过各类数字化技术模拟真实的问题情境，让学生运用所学的学科知识解决实际问题，从而让学生学会如何灵活运用多种学科知识来解决现实生活中的复杂问题，提升他们的综合素质和实际问题解决能力。

三、基于数字技术的初中数学跨学科融合教学策略

（一）利用数字技术创设跨学科情境

在初中数学教学中，教师可以充分运用电子白板、投影仪等多媒体设备或者虚拟现实设备创建合理的跨学科情境，生动形象地展示各学科的学习内容。教师可以使用PPT、几何画板、flash等技术工具，通过多媒体设备展示图片、视频、音频，解释抽象的数学原理，例如，通过播放几何体的三维动画视频，让学生直观地观察几何体的各个表面，从而全面理解其空间结构；也可以播放数学相关的纪录片，为学生补充背景文化知识。也可以通过虚拟现实技术解释较为复杂的数学概念，让学生可以沉浸在具体的数学环境中，进行互动式学习。利用数字技术，教师可以将一些抽象的、难以理解的数学知识转变成图片、动画、视频或者VR画面，这不仅能够提升学生学习的积极性，还能加深学生对数学知识的理解，同时激发学生的学习主动性和探究欲望。

以“解一元二次方程”中的“黄金分割数”的教学为例，教师可以利用多媒体和几何画板技术设计数学与艺术融合的跨学科教学情境。在讲解黄金分割数的概念时，教师可以利用多媒体技术展示《蒙娜丽莎》、《最后的晚餐》、金字塔、帕特农神庙等艺术作品，引导学生分析和理解作品中黄金分割的应用和美学效果。具体而言，可以首先通过多媒体展示这些艺术作品，然后通过几何画板动态展示这些作品的线条比例和构图方式，并展示如果不使用黄金分割比例的类似风格的作品，通过对比展示，让学生可以加深对抽象的数学概念的理解，也能够激发他们将数学知识应用于实际问题的能力，还能突破学科之间的壁垒，培养他们的艺术欣赏能力。

（二）开展趣味活动，激发学习兴趣

一些学生难以体会数学学科的魅力，认为数学是一门枯燥的学科，其实，数学有其独特的韵味。许多教师机械性地传授知识，学生仅仅为应付考试而学习，这使得许多学生缺乏对数学学习的热情，缺乏“代入感”。教师要利用数字技术和跨学科融合教学引导学生“体验”数学的乐趣，在探索和体验中发现数学的魅力。

例如，教师可以创建多种数学与物理融合的情境，让学生通过亲身动手操作物理实验，通过物理实验找到解决数学问题的方法。例如，在进行“一次函数”的教学之前，教师可以先安排一些趣味小活动。在课前，可安排学生在周末时每隔三个小时测量一次自己的体温，并将自己的体温数据记录下来，在正式开始函数教学时，教师可让学生通过描点法画出体温随着时间变化的函数图像，并请一名学生上讲台使用希沃白板画出函数图像。接着，组织学生分小组进行“小木块在木板上滑动”的物理实验，改变木板的高度，记录木板的高度以及与之对应的木块滑动的时间。由于此实验稍显复杂，一些学生可能会出现记录错误的情况，因此，教师应在课前做一遍实验并准备好测量数据，并用多媒体设备展示实验操作步骤、实验数据记录，以及描点画图的过程，通过这一过程让学生充分感知“变量”的概念，以防学生由于实验失败而难以跟上课堂节奏。最后，设计基于计算机虚拟软件的弹簧拉伸虚拟实验，测量弹簧的伸长长度、总长度与所受拉力之间的关系，并由计算机软件分析和处理数据，学生只需根据数据选择合适的函数，通过这一过程引导学生得出正比例函数和一次函数的概念，并得出函数表达式。通过这些活动，学生不仅能够提升数学能力，还能深入理解和应用数学概念解决实际问题，增强对物理学习的兴趣。

（三）加强课堂互动，促进沉浸式学习

将线上学习平台、虚拟仿真实验室、实景AR、响应式点击器、在线问答系统等新兴技术引入课堂，以数字化设备为媒介加强教师与学生、学生与学生、学生与设备之间的互动，从而引起学生学习和运用数学知识的兴趣和热情，促使学生逐渐进入沉浸式学习的状态。

例如，在进行“有理数”一节的教学时，可能会涉及到利用正负数的意义进行时差计算的题目，虽然许多学生都能做出正确答案，但是由于许多学生对相关的地理知识缺乏认知，所以对如何利用数学工具计算时差问题的本质缺乏了解。而在地理学科中有“地球的自转”相关的知识，虽然学生们对时差形成的原因、时差的计算等有大概的了解，但是许多学生对地球运动的了解停留在表面。因此，教师可据此设计一节“基于地球自转的地理知识利用数学方法计算时差”的探究课程。首先，教师可用多媒体展示北京与新疆乌鲁木齐分别在7：00、12：00、14：00、19：00、21：00时间点的天色与生活状态，展示不同的作息时间，引起学生探究时差问题的兴趣；然后，通过三维动画模拟太阳与地球的相对位置，模拟地球表面随着自转的过程而产生的明暗变化，并在地球上标记北京与乌鲁木齐，观察阴影的位置，让学生直观地感受到时差是如何产生的。接着，引导学生根据地球自转的周期来推算地球上不同经度之间的时差，并展示世界时区地图。然后，引入数学上的“数轴”概念，引导学生思考如何将数学上的数轴与地理上的时差结合起来：可以使用几何画板在数轴上展示北京、莫斯科等地的时差，引导学生得出“东加西减”的时差计算规则；而由于地球的自转具有周期性，数轴却是一条直线，为进一步符合时差变化的规律，教师可通过几何画板画出一条“圆形时差数轴”（见图1），这样就能更为直观地计算时差。

图1 圆形时差数轴

（四）开展项目学习，增强学生实践能力

跨学科项目式学习的特点在于其开放性和探究性，这些项目通常没有唯一的正确答案，学生需要通过不断的探索和尝试找到解决问题的最佳途径，这种学习方式不仅能够锻炼学生的实践能力，还能打开学生的思路，培养他们的创新思维能力、解决实践问题的综合能力。初中数学教师在设计初中数学跨学科项目式学习时，应当引导学生以数学为核心，综合运用数学及其他学科的知识，解决现实世界中真实且具有挑战性的问题。同时，教师应当挖掘和利用学校的资源，并结合学生的需求和兴趣，创造性地设计与现实密切相关的、能够吸引学生探究兴趣的主题活动或学习项目。此外，由于项目式学习活动通常是综合性的活动，涉及到画图、计算、设计等多方面的活动，在探究过程中，学生可能会遇到人工画图等难度大、耗时长的问题，很容易出现部分学生进度慢、甚至随意敷衍的情况，因此，教师可以开展基于教育软件、在线资源和虚拟实验室等数字化设备的小组项目学习活动，适当简化绘图、做表、重复性计算的过程，提高学生的探究效率。

例如，教师可以利用学校的环境开展“学校绿地设计”的自主探究项目，这一过程中需要用到数学、美术、地理、生物等学科的综合知识。首先，设计驱动性的问题，激发学生的探究欲望：你觉得学校的绿地是否有不完美的地方？从美观性、绿化程度、实用性角度出发，选出一块你不喜欢的绿地，对其重新进行设计。要解决这一问题，学生需要综合运用多个学科的知识，可以从多个学科角度拆分出以下子问题：

1.从数学的角度来看：如需要在这块绿地中设计几条小路、种植2～4种植物，如何测量每一块不规则绿地的面积？

2.从生物的角度来看：植物的生长特性、校园环境等因素对绿地的设计有何种影响？

3.从美术的角度来看：如何设计出美观的、富有创意的绿地？

4.从地理的角度来看：学校所处的城市气候如何？适合重视哪一类植物？

其次，规定项目化学习的目标，并引导学生利用数字化技术开展项目化学习活动，要求学生综合考虑美观性、实用性、绿化率等因素，重新设计一块绿地。学生可以通过综合运用所学知识、网上查阅资料、实地考察测量、请教园艺工作人员等多种方法展开自主探究。在探究过程中，教师需引导学生利用绘图软件、平面设计软件、三维建模软件等智能化软件进行绿地设计，不仅能够有效节省绘图时间，还能直观地呈现绿地的设计效果。最后，统一进行成果展示，总结经验与不足，为此后的项目学习提供经验。

总结：

随着数字技术的发展，教育领域应用数字化教学已经成为大势所趋。科技的发展为教师提供了更多的选择，为学生带来了身临其境的体验，改变了以往教师几乎只能通过语言描述、黑板手写的教学模式。在教育改革的大背景下，我国教学模式已经从传统的知识传授转向核心素养的培养，利用跨学科教育的方法能够融合不同学科的知识点，将数学教学与日常社会生活联系起来，有利于学生综合能力的培养。因此，初中数学教师应积极引入数字化技术进行跨学科融合教学，让学生在解决多学科问题的过程中学习多元化的知识，提高综合能力。

参考文献：

[1]葛亚玲，韩志全，王岩，等.初中数学课堂跨学科教学策略研究[J].中学数学研究（华南师范大学版），2024，（10）：6-9.

[2]杨慧.学科核心素养视域下初中数学跨学科教学实践[J].数理天地（初中版），2024，（09）：97-99.

[3]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.

[4]李洪斌.课堂任务化视角下小学数学跨学科教学的路径——以信息技术支持下的“数字入诗趣味多”为例[J].小学教学参考，2023，（14）：14-17.

[5]曹旭.数字时代信息技术与小学数学的深度融合[J].读写算，2024，（12）：53-55.

[6]杨雪.数字化转型背景下的常态化教学创新融合实践——以小学数学中高年级课堂数字教材应用为例[J].中小学信息技术教育，2023，（12）：65-66.

[7]何日爱.数字资源赋能教育助力教学效率提升——“八桂教学通”与小学数学融合教学[J].新课程，2023，（21）：148-150.