跨学科视角下初中生数学建模思维培养策略探究关键分析

前言

新时代下，初中数学教师需从跨学科角度出发，结合学生的实际学情，采取多元创新的课堂教学手段为学生创设科学趣味的教学活动，让学生在活动的参与中形成逻辑思维，能够主动运用不同学科的知识解决实际问题，从而构建数学建模思维，提升数学教学质量及效果。

一、整合跨学科资源，搭建思维培养支撑体系

初中数学教师在开展课堂的教学活动时，可以通过化学、生物、物理等不同学科知识的融合，采取跨学科教学，构建高效、趣味课堂，提升数学教学质量和效果。对此，教师需转变自身的传统观念，形成跨学科教学理念，通过与其他学科教师的深度、有效沟通，采取集体备课、教学研讨会等方式将不同学科的教学资源整理、汇总在一起，丰富数学教学内容，拓展学生的学习视野，为学生的数学学习奠定坚实基础。在此过程中，各学科教师应在新课标背景下，结合学生的实际学情，围绕着学科教材知识，探究其与数学教学之间的联系，分析教学资源的运用场景，让不同学科的知识内容能够自然、有效、充分地融入具体的教学实践中，从而发挥出教学资源的使用价值。

第一，教师需结合学生的数学基础、理解能力和认知水平，围绕着数学知识搜集与之相关联的图片、视频、动画等教学资源，拓展和延伸数学教学内容，引入真实案例或项目，让学生能够在有效资源的引导下进行自主、深入地学习，提高学习水平。第二，教师需围绕着课本教材，借助书籍和网络工具搜集最新的教学理念、理论及技术成果，通过对当前教育趋势的了解分析，不断更新和完善教学资源素材，避免教学内容的滞后性，为课堂教学注入新的活力，使学生能够以此为支撑建立数学建模思维，实现对所学知识的迁移运用。

二、采取创新多元方法，系统培养建模思维

（一）实施项目式教学

在开展初中数学教学时，教师可以通过项目式教学的实施，引入真实的项目案例，为学生构建教学情境，使学生在情境的深入中亲身体会数学问题的分析、思考和解决过程，逐渐构建建模思维。在此过程中，教师还需要与其他学科教师进行沟通协作，围绕着课本教材，设计贴近学生实际生活的项目情境，让学生通过项目的参与，接触和学习不同学科领域的知识[1]。比如，在教学有关勾股定理的内容时，教师可以通过对学生认知水平以及兴趣喜好的了解分析，设计主题为“古代建筑修复”的真实项目。首先，可以在项目开始前，借助随堂测试、课后作业等方式了解学生的知识掌握情况，并设计实践任务让学生对直角三角形进行主动积极探究，培养学生的几何空间感，深化学生对所学内容的理解和认识。与此同时，各学科教师还可以根据项目主题联系当地的文化部门，搜集与之相关联的文字或图片资料，以此为学生构建真实情境，让学生以小组为单位探寻古代建筑的修复方案。其次，在项目的具体开展中，教师需强调学生的主体性，让学生在有意识、有目的的教学引导下观察、分析古代建筑，灵活、有效地运用所学知识制定修复策略，缩小计算误差，使学生逐渐形成建模思维。同时，还可以引入真实案例，让学生进行对比分析，使学生能够更好、更精确地建立模型，获得思维的进一步开发。最后，在完成项目任务后，进行教师需要让学生选派小组代表以视频、PPT 等形式进行成果展示，发表任务感想，并与其他小组进行交流互动，分享自己的学习观点。随后，教师不仅可以对学生的项目任务进行总结评价，还可以介绍勾股定理在建筑修复之外的应用场景，让学生认识到数学知识的实用性，使学生能够主动运用数学思维分析和解决实际问题。

（二）设计问题驱动教学

在开展初中数学教学的过程中，教师可结合学生的认知水平及发展规律，将不同学科的知识进行有机结合，有效、自然地融入课堂教学之中，为学生设计环环相扣、由浅入深的阶梯式问题链，让学生在问题的驱动下进行自主思考与合作探究，构建数学建模思维，提高思维的逻辑性[2]。比如，在教学有关平面图形认识的内容时，可以通过对教材知识的梳理分析，将其与建筑学知识相联系，如榫卯结构的拆解、修复，进而搜集合适的图片、视频、动画，在课堂中播放给学生，吸引学生的注意力，引发学生的学习兴趣。在此过程中，教师需要向学生进行提问，引导学生运用所学的图形知识解答问题，如榫卯节点处有一个三角形木构件，倘若这是一个直角三角形，且其中一个角为40°，那么剩余的一个角是多少度；随着时光的不断流逝，三角形木构件在经历了长久的风吹日晒后，很可能会因此产生一定的变化，倘若其某一边长的长度增加了2 ㎝，使得三角形的内角度发生些微改变，那么是否可以结合物理原理，运用所学的几何知识对其进行还原……通过这样的方式，让学生能够学以致用的同时，还能将数学知识与建筑学、物理学、化学等领域的知识相联系，培养学生的跨学科思维，使学生对学习充满好奇和探究欲望，进而提升思维能力，构建数学建模思维。

三、重构评价体系，推动多维建模能力发展

教学评价在初中数学教学中有着十分重要的意义，不仅能够让学生的知识掌握情况及运用能力得到直观、全面反馈，还能让教师了解课堂教学的实际成效。因此，在具体的评价环节中，教师可以通过教学评价体系的重新构建，改变以往的单一评价形式，将形成性评价与结果性评价相结合，对学生的能力水平及优势进行客观评价，促进学生多维建模能力的发展。一方面，教师需在跨学科教学背景下，结合课程教学目标，选取合适的评价指标对学生进行全程、全方位的客观评价，确保评价结果的准确性与全面性。对此，可结合学生的课堂表现、测试成绩、发言流畅度等情况，了解学生对数学概念、原理的理解程度，以及对数学技能的运用水平。同时，还可以通过问题或任务的设计，观察学生的参与情况，分析学生的沟通能力、合作意识、问题解决能力等素质能力[3]。另外，还要关注学生对于跨学科教学的态度，数学学习的兴趣以及责任感、守则意识的形成，以此了解学生的情感态度和价值观。另一方面，需要将评价融入课堂教学的每一项环节中，通过对学生课堂状态、活动参与积极性、项目表现、测试成绩等多方面的评价，综合了解和分析学生的数学学习情况，展现出学生在数学学习中的成长，掌握学生的数学思维建模过程，从而确保教学评价的有效性与科学性。

结论

综上所述，在开展初中数学教学的过程中，教师需在新课标背景下，重视对学生数学建模思维的培养，通过数学知识与其他学科知识的有机结合，实施跨学科教学，为学生构建高效、趣味数学课堂，使学生能够在课堂的参与中获得思维、沟通、创新、合作等能力的有效培养，从而逐步构建建模思维，能够将其运用到数学问题的分析和解决中，实现学以致用。

参考文献

[1] 张永永 . 中学数学核心素养下培养数学建模能力策略的探究[J]. 新课程 , 2021, (45): 46.

[2] 张文钰 . 解题教学中初中生数学思维的培养策略分析 [J].新课程研究 , 2022, (35): 132-134.

[3] 赵金霞 . 利用数学建模培养初中生创造性思维 [J]. 数学大世界 ( 下旬 ), 2021, (06): 46.