初中数学与地理学科融合教学探析
王英
凉城县第三中学 013750
引言
在核心素养导向的教育改革下,跨学科融合成为破除学科壁垒,培养学生综合能力的重要途径。初中数学这门工具性的学科以逻辑推理和数据分析为素养核心;地理学科则把区域认知、人地协调观作为核心素养;两门学科存在着天然的内在联系。地理学科中的许多问题要借助数学的方法进行量化分析,数学的知识也能够在地理情境中找到具体的应用载体。开展初中数学与地理的融合教学不仅能够加深学生对两门学科核心知识的理解,也能够培养学生用跨学科思维来解决实际问题的能力。
一、初中数学与地理融合教学的理论基础
(一)建构主义学习理论
建构主义认为学生知识并不是机械的接受的,而是在真实的背景中通过探究和交流逐步建构的。数学与地理融合教学为学生创设兼具逻辑性和实践性的学习情境:比如用某地区人口密度计算去理解统计学知识,用地形坡度的分析去掌握三角函数的应用,学生可以边解决地理的实际问题边主动建构起数学知识体系,并加深对地理学概念的认识,在知识相互融合的过程中提高自己的逻辑思维能力和解题能力。
(二)核心素养发展理论
初中数学的核心素养包括数学抽象、逻辑推理、数学建模,地理核心素养包括区域认知、综合思维、地理实践力。融合教学可以实现知识互补和能力提升:地理情景给数学建模提供素材,数学方法给地理综合思维提供支撑。例如,在分析“气温随纬度的变化规律”时,学生需要运用数学中的函数图像绘制与分析的能力,同时强化地理区域认知素养,达到“ 1+1>2, ”的素养培育效果。
二、初中数学与地理融合教学的实践路径
(一)分层设定融合教学目标
融合教学目标要考虑到学科特性以及综合能力,分为基础层、能力层、素养层。基础层次是把一些核心的知识融合起来,例如经纬度表示法、运用比例尺进行距离的计算;能力层次着重方法的迁移,让学生能用统计图表分析地理数据、用几何知识解读地形特点;素养层次则着重思维的综合,通过跨学科的分析理解人地关系。目标的设定要符合初中生的认知规律,从浅到深,逐步深入。
(二)挖掘学科内容融合点
数学工具在地理量化分析中的应用:地理学科中的人口密度、气温年较差、河流含沙量等概念,需要借助数学中的平均数、极差、百分比等知识来计算;经纬度定位本质上就是平面直角坐标系的应用,用赤道和本初子午线构成坐标轴,用经纬度数值表示坐标值,可利用数学坐标的运算来解决“两点间的距离估算”等问题。
地理环境可以将数学的知识具象化支撑起来:数学中的函数知识可以通过“降水会随着月份的变化而变化”、“温度会随海拔上升而下降”等地理规律来体现;几何中的等高线地形图阅读,需要运用“坡度与等高线疏密关系”配合“直角三角形坡度运算原理”,使抽象的几何知识转而成为可感受的地理现象。
数学建模与地理问题解决深度结合:以分析城市热岛效应与绿化覆盖率的关系为例,可以指导学生用数学模型去研究,通过收集不同区域绿化覆盖率、气温的数据,再用数学中的回归分析方法研究两者的关系,学生通过用数学建模解决问题,掌握地理知识,同时理解地理现象背后的数学原理。
统计知识在地理数据分析中的拓展应用:地理学往往涉及到大量数据的统计和分析,比如人口变化、资源分配等等。融合教学中让学生用所学的统计知识画条形图、折线图、扇形图等把地理数据直观呈现出来,进而更好地分析地理数据的特征及变化趋势,培养学生的数据处理能力与地理综合思维能力。
(三)创新融合教学方法
项目式学习法:“家乡人口分布和变化分析”的项目,学生要运用地理知识了解家乡人口分布的空间特征,用数学统计绘制人口密度分布图,算出人口增长速度,最后结合人地关系分析变化的原因。该类项目把数学的数据分析与地理的区域调查紧密融合在一起,并培养学生实际动手能力。
情境教学法:创设“荒岛求生”的情境,学生通过经纬度(数学坐标)确定位置,利用比例尺计算距离,结合等高线(几何知识)选择地形,真实情境下调动两个学科知识解决问题,提高学习的主动性。
实验探究法:开展“地形坡度对水土流失影响”实验,用不同倾斜角度(用数学角度测量)的木板模拟地形,记录水土流失量(用数学数据统计),最后得出“坡度越大,水土流失越严重”的地理结论,实现实验操作、数据处理与地理规律探究的融合。
(四)强化教学评一致性
在融合教学过程中,教学评一致性是保证教学目标的达成、提高教学质量的重要环节。教学目标设置需要与评价标准密切相关,评价方法要贯穿教学的整个过程,并能够及时反映教学的效果。比如,“分析气温随纬度变化规律”的教学中,教师要明确评价标准,学生能否准确绘制函数图像,能否结合地理知识解释图像特征,能否提出改善区域气候的建议。在教学过程中的课堂提问、小组讨论了解学生对知识的掌握情况;课后布置实践作业,让学生去调查本地区的气温和经纬度数据,画出图表,并写出分析报告。评价的结果不仅反映出学生对数学、地理知识的掌握情况,还能够给以后的教学调整提供依据。同时鼓励学生参与评价标准的制定,增强学习主体性,使教学评真正成为促进知识融合和能力提升的有机整体。
结语
综上所述,初中数学与地理学科融合教学不仅在教育改革背景下打破学科壁垒、培养学生的综合能力是一条有效的途径,而且能够提高学生的数学与地理核心素养、激发学生的学习兴趣。加强教学评的一致性,保证融合教学目标明确、过程有序、效果显著,为学生的全面发展提供保障。未来我们将继续深化对于融合教学的研究与实践,在不断的探索中发现新的融合点和新的教学方式,去贡献出更多的拥有跨学科思维和创新意识的人才。
参考文献:
[1]余连红.初中数学的跨学科项目式教学方法研究[J].数理天地(初中版),2024(24):66-68.
[2]郑铭文.新课标背景下初中数学“综合与实践”跨学科项目开发策略探究[J].数理天地(初中版),2024(24):90-92.