跨学科学习与思维训练融合：小学数学核心素养培养新路径

引言：

随着教育改革的深入，核心素养的培养成为基础教育的重要目标。《义务教育课程方案（2022 年版）》对“综合与实践”领域的重视，凸显了跨学科学习在培养学生核心素养中的重要性。小学数学作为基础教育的重要学科，不仅要传授知识，更要培养学生的数学思维和综合能力。跨学科学习与思维训练的融合，能够打破学科界限，为学生提供更加丰富的学习体验，促进学生核心素养的全面发展。

一、跨学科学习与思维训练融合对小学数学核心素养培养的意义

（一）促进学生全面发展

通过跨学科学习，学生能够在掌握数学知识的同时，探寻数学与其他学科之间的联系，拓宽知识面，提高创新思维能力。例如，在学习“年月日”时，将数学与历史相结合，学生不仅能掌握时间的计算方法，还能了解古代历法的发展，为未来的综合发展奠定基础。

（二）激发学生数学学习兴趣

传统的小学数学教学模式往往单调乏味，学生容易失去学习兴趣。跨学科学习可以结合教学内容和学生个体差异，设计生动有趣的学习活动，创设真实的学习情境，激发学生的学习热情。如在“认识三角形和四边形”时，将数学与美术融合，让学生通过创作几何图形作品，感受数学与艺术的魅力，提高对数学的兴趣。

（三）培养学生综合运用知识解决问题的能力

跨学科学习要求学生将不同学科的知识和技能融合在一起，在解决现实问题的过程中学习。这有助于培养学生的综合思维能力和实践操作能力，提高学生解决实际问题的能力。

二、跨学科学习与思维训练融合的实施策

（一）设计跨学科主题学习活动

1. 基于真实情境

创设贴合学生生活实际、社会现实的真实情境，增强知识的实用性和学习的意义感。让学生感受到所学知识能用于解决身边实实在在的问题。例如“节约用水”主题整合教学，可从生活中水资源浪费等真实情况出发开展探究活动，引导学生运用数学知识计算家庭用水情况、浪费水量等，同时联系科学学科中水资源的相关知识，增强学生节约用水的意识。

2. 任务驱动

以具体的任务为引领，驱动学生去运用多学科知识与方法展开探究学习，在完成任务的过程中培养学生的综合能力。如布置学生创作“绿色出行”主题绘画或手抄报任务，促使学生融合数学与美术知识去完成，通过数学统计不同出行方式的占比等内容，锻炼创造力等综合素养。

3. 思维和方法的整合

注重将不同学科的思维方式、学习方法进行有机整合，引导学生打破学科思维定式，学会从多角度思考、解决问题，实现知识和能力的迁移。例如在数学与科学整合教学中，让学生用数学思维分析科学实验数据、用科学探究方法来深化对数学概念的理解等。

4. 确定跨学科主题的原则与方法

主题应贴近学生生活实际，选择与学生日常生活密切相关的主题，能提高学生的学习兴趣和参与度。比如以校园活动为主题，让学生运用数学知识统计活动中的参与人数、物品数量等。跨学科融合，培养综合能力，设计主题时要充分考虑多学科知识的融合，培养学生的综合能力。如“校园植物调查”主题，融合数学的统计、测量知识，科学的植物分类知识，语文的报告撰写能力等。实践性与探究性相结合，主题活动要具有一定的实践性和探究性，让学生在实践中探究知识。例如“自制小书架”主题，学生需要运用数学的尺寸计算、空间规划知识，同时通过动手实践完成书架制作。

例如，“有趣的平衡”

介绍：活动的核心素材源自教材，教师基于真实情境，为学生构建自然而然地融合跨学科任务、问题、观念、概念的学习场域。在这个活动中，学生需要运用数学知识来理解平衡原理，如杠杆平衡条件涉及到的数学比例关系。同时可能会联系到科学学科中关于力和平衡的知识。活动意义：引领学生在解决问题的过程中，不断深化对数学和其他学科知识的理解，促进学生核心素养的发展，培养学生的实践探索精神、批判性思考、创新意识和团队合作能力。

（二）利用 AI 技术辅助教学

1. 个性化学习路径规划

借助AI 分析学生学习数据，如作业、测试成绩、课堂表现等，为其定制专属学习路径。对于基础薄弱的学生，多安排基础知识巩固练习和讲解；对于学有余力的学生，提供拓展性和挑战性的学习内容，实现因材施教。

2. 智能辅导系统

开发智能辅导系统，实时解答学生问题，提供个性化解题指导。当学生遇到难题时，系统能分析其思路，指出错误并给出正确解法，还能举一反三，提供类似题目让学生巩固练习。

3. 互动式教学环境

利用 AI 的虚拟现实、增强现实等技术，创建互动式教学环境。比如制作数学主题的虚拟游戏，让学生在游戏中运用数学知识解决问题，提高学习兴趣和参与度。AI 系统整合多学科知识，设计跨学科学习任务时，能提供相关学科的知识支持和案例。如在设计“校园植物调查”跨学科主题活动时，AI 可提供植物分类知识、统计植物数量的数学方法以及撰写调查报告的语文技巧等。

4. 思维训练强化

通过 AI 算法设计针对性的思维训练题目，培养学生逻辑思维、创新思维等。根据学生解题情况，动态调整题目难度和类型，逐步提升思维能力。

教学内容：探究杠杆平衡原理，涉及数学比例关系和科学中的力学知识。

AI 辅助方式：利用 AI 智能辅导系统，学生在实验过程中遇到问题，如不理解为什么两边重量与距离成比例才能平衡时，系统通过动画演示和详细讲解，帮助学生理解。还能提供相关科学实验视频，让学生了解杠杆原理在生活中的应用。

教学效果：学生通过AI 辅助，更深入理解了数学和科学知识的联系，提高了跨学科思维能力。

（三）加强小组协作学习

1. 合理分组

遵循“组间同质、组内异质”原则，每组 4 - 6 人。综合考虑学生学习能力、性格、兴趣等因素，让小组内成员优势互补。例如将计算能力强、逻辑思维好和表达能力佳的学生分在一组。还可采用轮换制，每隔一段时间重新组合，使学生与不同同伴合作。

2. 明确规则与分工

明确小组合作学习基本规则，涵盖分工、沟通、时间管理等方面。为每位小组成员设定明确角色和具体任务，如组长负责组织协调、记录员记录讨论结果、发言人汇报成果、时间管理者把控时间等。确保每位学生清楚职责，避免“搭便车”现象。

3. 设计合作学习任务

根据数学课本教学内容设计任务，如学习应用题时，开展数字游戏，让小组合作完成解答并交流讨论。将数学问题情境化，组织角色扮演活动，让学生分角色表演增强对知识的理解；开展实践活动，像测量教室长宽、计算面积等，提升学生运用知识解决实际问题的能力。设计跨学科任务，将数学与其他学科知识结合。如制作火山模型的科学实验，让学生在实践中学习体积和比例等数学概念；利用历史故事，如古埃及金字塔的建造，讲解几何图形和面积计算。

4. 教师引导与支持

从“知识传授者”转为“引导协调者”。在小组合作过程中，教师观察小组进展，适时给予指导和启发，鼓励学生积极交流互动、大胆分享解题思路和方法。通过巧妙提问、引导讨论，激发学生思考热情，帮助学生深入理解问题，促进小组合作顺利进行。

5. 优化评价体制

采用教师评价、小组互评和学生自评相结合的方式。评价内容不仅关注学习结果，还重视小组合作过程，如成员参与度、沟通协作能力、问题解决能力等。及时向小组和个人反馈评价结果，肯定优点，指出不足，并给予鼓励和建议，让学生感受到自己的努力和进步得到认可。

例如，“测量”一课为例：

任务设计：组织小组进行教室测量实践活动，让学生测量教室的长、宽、门窗尺寸等，并计算教室面积、门窗面积等。

小组分工：组长组织成员确定测量工具和方法；记录员记录测量数据；计算员根据记录的数据进行计算；发言人向全班汇报小组测量和计算结果。

教师引导：教师在学生测量过程中，引导学生思考如何选择合适的测量工具，如何减小测量误差等问题。当小组遇到困难时，教师给予适当提示和帮助。

评价反馈：活动结束后，教师对各小组的测量结果和合作过程进行评价，肯定小组的合作精神和取得的成果，同时指出存在的问题和改进方向。小组之间进行互评，分享经验和体会。学生进行自评，反思自己在小组合作中的表现。

又如，“统计”相关内容

任务设计：创设“校园植物调查”的跨学科情境，让小组合作统计校园内不同种类植物的数量、分布情况等，并制作统计图表。同时结合科学学科知识，了解植物的生长环境和特点。

小组分工：组长带领成员制定调查计划；调查员负责实地调查和收集数据；数据分析师对收集的数据进行整理和分析；绘图员根据分析结果制作统计图表；发言人向全班介绍小组的调查结果和发现。

教师引导：教师引导学生思考如何设计调查方案，如何确保数据的准确性和可靠性。在制作统计图表时，教师指导学生选择合适的图表类型，如条形统计图、折线统计图等。

评价反馈：教师对小组的统计结果、图表制作和跨学科知识的运用进行评价。小组互评时，重点评价小组之间的合作默契和创新思维。学生自评时，总结自己在团队合作和知识学习方面的收获。

（四）注重思维训练

1. 创设跨学科情境

结合自然科学：教师可结合科学课程设计教学情境，让学生观察、测量各种物体，理解数学概念。比如教学“千克和克”时，设计科学实验情境，与学生一起观察、测量不同物体，让学生从物体质量角度理解千克和克间的数值差异与进位关系。引入文学作品：结合语文课文创设探究情境，引出数学任务。如在“千克和克”教学中结合《曹冲称象》，设计“猜猜大象的重量”探究情境，由课文引出“为大象测体重”任务，还可引入物理学浮力原理，讲解“称量石头，推算大象重量”的可行性，帮助学生形成正确质量观念。开展艺术活动：设计创意手工课程，为学生提供已知重量的各种物体及其他可用材料，让学生亲自动手制作天平，并为未知重量的物体称重，培养学生动手能力和艺术创造能力，同时加深对数学知识的理解。利用生活场景：将数学问题与日常生活紧密联系，如设计购物、出行等场景，让学生运用数学知识解决实际问题。比如在学习小数加减法时，创设超市购物情境，让学生计算商品总价和找零，提高学生运用数学知识解决实际问题的能力。借助历史文化：挖掘数学知识的历史背景和文化内涵，创设历史文化情境。例如在学习圆周率时，介绍祖冲之对圆周率的研究过程和贡献，让学生了解数学知识的发展历程，激发学生的学习兴趣和民族自豪感。运用信息技术：利用虚拟现实（VR）技术构建三维立体的教学情境，结合增强现实（AR）技术将抽象的数学概念可视化。也可以设计互动性强的教学游戏，让学生在游戏中学习数学知识，提高学生的学习兴趣和参与度。

2. 开展项目式学习

设计综合性项目，让学生围绕主题运用多学科知识解决问题。例如研究地球科学，学生可学习数学的比例和地图绘制，了解历史地理发现和文化背景，激发创造力和探索精神。鼓励学生将不同学科知识和思维方式类比迁移。在学习数学几何图形时，可与美术中的图形设计类比，理解图形特点和应用，拓宽思维。组织学生进行小组讨论，交流不同学科观点和方法。在讨论数学应用题时，学生从不同学科角度思考解题思路，培养批判性思维和合作能力。

例如，以“多边形的面积”一课为例，跨学科情境：结合自然科学知识，让学生计算校园内不同多边形花坛的面积，了解植物种植面积与生长空间的关系。

思维训练：学生需测量花坛各边长度，选择合适公式计算面积，培养逻辑思维和测量计算能力。又如，“小数的意义和加减法”跨学科情境：引入经济学中的购物场景，让学生模拟购物，计算商品价格的小数加减法，理解货币交易。思维训练：学生在实际操作中运用小数加减法解决问题，培养应用能力和数学思维。

结论：

跨学科学习与思维训练的融合是 学数学核心素养培养的新路径。通过设计跨学科主题学习活动、利用AI 技术辅助教学、加强小组协作 策略， 有效解决当前小学数学教学中存在的问题，激发学生的学习兴趣，培养学生的综 创新思维，促进学生核心素养的全面提升。在未来的教学实践中，教师应不断探索和创新，将跨学科学习与思维训练有机结合，为学生的终身发展奠定坚实的基础。

参考文献：

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