基于数学核心素养的跨学科教学设计

一、引言

随着基础教育课程改革推进，核心素养培养成为教育重点。数学核心素养作为学生发展关键能力，需通过跨学科整合实现深度学习。《普通高中数学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》提出数学抽象等六大要素，史宁中教授以“三会”概括其精髓，为跨学科教学提供理论支撑。

跨学科教学打破学科界限，整合多元知识方法解决复杂问题，与数学核心素养培养要求契合。西北师范大学研究将数学核心素养分为数学双基、问题解决、数学思维、数学精神四个递进层面，为跨学科教学设计明确从知识掌握到精神培育的目标导向。

二、基于数学核心素养的跨学科教学设计

（一）设计目标定位

跨学科教学设计需以数学核心素养为锚点，兼顾多学科能力发展。一方面，明确数学抽象、逻辑推理等六大素养的具体培养指标，如在几何与艺术融合教学中，通过图形解构与重组培养直观想象素养；另一方面，整合学科目标，如数学与科学融合时，以数据分析为纽带，同步达成数学运算与科学探究目标。

（二）情境与任务设计

真实情境创设：立足学生生活经验与社会实际，如“校园雨水回收系统设计”“社区停车位优化”等情境，使学生感知数学的实用性。情境需具备复杂性与开放性，为多学科知识运用提供空间。

阶梯式任务设计：围绕核心情境拆解任务链，从基础到高阶层层递进。基础任务聚焦数学知识应用，如“测量校园绿地面积”（数学运算）；进阶任务强调学科整合，如“基于绿地面积设计灌溉方案”（数学 + 科学）；创新任务侧重思维拓展，如“提出校园生态优化综合建议”（数学 + 科学 + 语文）。

（三）学科整合路径

知识层面整合：挖掘不同学科与数学的交叉点，如数学与物理的运动轨迹计算、数学与艺术的黄金比例应用、数学与语文的统计报告撰写，实现知识的关联建构。

方法层面整合：融合数学的逻辑推理、科学的实验验证、工程的设计优化等方法，如“桥梁模型制作”中，通过数学计算确定承重参数，结合工程方法搭建模型，运用科学实验验证可行性。

（四）评价设计

采用多元化评价方式，兼顾过程与结果。过程性评价关注学生在任务中的探究表现，如数学方法选择、跨学科协作能力；结果性评价侧重核心素养达成度，如数学建模报告的科学性、解决方案的合理性。评价主体包括教师、同伴及学生自我，确保评价全面性。

三、基于数学核心素养的跨学科教学实践案例

（一）案例 1 ：小学“校园绿植优化”（数学 + 科学 + 美术）

案例背景：针对小学四年级学生，结合“图形的测量”与“植物生长条件”知识点设计，培养数学运算、数据分析及科学探究素养。

实施过程：

任务 1 ：测量校园空置地块的长、宽，计算面积（数学运算）；

任务 2 ：调查常见绿植的生长空间需求，统计适合种植的植物种类（数学数据分析 + 科学）；

任务 3 ：根据面积与植物需求设计种植方案，绘制布局图（数学 + 美术）；

任务 4 ：小组展示方案并说明设计依据，同学互评优化（语言表达 + 批判思维）。

素养落地：学生在测量计算中提升数学运算能力，在数据统计与方案设计中强化数据分析与直观想象素养，同时理解数学与自然、艺术的关联。

（二）案例 2 ：初中“社区垃圾分类统计与宣传”（数学 + 道德与法治 + 语文）

案例背景：面向初中二年级，围绕“数据的收集与整理”及“环保责任”主题设计，聚焦数据分析、数学建模与社会责任感培养。

实施过程：

阶段 1 ：分组调查社区垃圾分类情况，设计调查问卷与统计表格，收集一周内不同垃圾的产生量（数学 + 道法）；

阶段 2 ：运用平均数、百分比等计算数据，绘制条形统计图，分析垃圾分类存在的问题（数学数据分析）；

阶段 3 ：结合统计结果撰写垃圾分类宣传倡议书，设计宣传海报（数学 + 语文 + 美术）；

阶段 4 ：走进社区开展宣传活动，反馈优化建议（综合实践）。

素养落地：通过数据收集与分析深化数据分析素养，在问题解决中运用数学建模思维，同时增强社会责任感。

四、结论

基于数学核心素养的跨学科教学设计需以目标为引领、情境为载体、整合为关键，通过系统化的设计与实践，使数学核心素养在解决复杂问题中自然落地。上述案例表明，跨学科教学能打破学科隔阂，提升学生的综合能力与素养。未来需进一步加强不同学段教学设计的连贯性，完善资源支持体系，推动跨学科教学常态化实施。

参考文献：

[1] 李佼 . 例谈核心素养导向下的初中数学跨学科主题学习 [J]. 新课程研究 ,2024,(10):60-62.

[2] 董雨嘉. 核心素养背景下跨学科教学: 价值、现实困境与优化路径——以北师大版小学数学为例 [J]. 文教资料 ,2023,(23):138-141.

[3] 李明伟 ; 黄莹 ; 张晓蕾 .2022 版数学课标背景下跨学科主题学习设计与操作范式 [J]. 教育评论 ,2022,(10):144-151.

[4] 唐浩瑛 . 小学数学跨学科主题式教学实践 [J]. 教育界 ,2024,(12):71-73.

[5] 李静 . 面向核心素养的小学数学跨学科项目式学习研究 [J]. 中国现代教育装备 ,2024,(10):50-52.