基于跨学科理念的初中数学实践性作业设计研究

引言：

随着《义务教育数学课程标准（2022 年版）》的全面实施，数学教育已从单一知识传授转向核心素养培育，强调“会用数学的眼光观察世界，用数学的思维思考世界，用数学的语言表达世界”。然而，传统数学作业以机械训练为主，存在“学科割裂”“情境缺失”“评价滞后”三大痛点。跨学科融合不仅是知识整合的工具，更是培养高阶思维的关键路径。从认知科学视角看，当数学与物理、地理、艺术等学科结合时，学生需调动符号运算、空间想象、逻辑推理等多重思维模式，形成“问题网络化”的认知结构。

一、基于跨学科理念的初中数学实践性作业设计存在的问题

（一）知识整合的表层化困境

当前跨学科实践性作业设计常陷入“学科拼盘”误区，教师仅将数学与其他学科知识简单叠加，而未构建深度关联的认知框架。例如在“统计与环保”作业中，部分教师仅要求学生用数学方法统计垃圾分类数据，却未引导学生分析地理气候对垃圾降解的影响，或结合化学知识探究可回收物处理方式。这种设计导致学生难以形成跨学科的问题解决思维，作业成果往往停留在数据罗列层面，无法实现从知识应用到素养提升的跨越。

（二）实践资源的适配性不足

实践性作业对场景、工具和指导的依赖性较强，但实际教学中常面临资源短缺问题。例如设计“几何建模与建筑设计”作业时，部分学校缺乏 3D 打印设备或专业建模软件，学生只能通过手工绘制平面图完成作业，限制了对空间结构的深度理解；农村地区学校在开展“农田面积测量”作业时，可能因缺乏电子测距仪等工具，被迫简化测量流程，导致实践效果大打折扣。资源适配性不足直接削弱了作业的探究性和真实性，使跨学科实践沦为形式。

（三）评价体系的滞后性矛盾

传统数学作业评价侧重结果正确性，而跨学科实践性作业需关注过程表现、合作能力、创新思维等多维素养，但现有评价体系难以支撑。例如在“函数与经济”项目式作业中，教师往往仍以最终报告的数学计算准确性为主要评分依据，忽视学生在市场调研、成本分析、方案优化等环节中的跨学科思维展现；同时，缺乏动态跟踪工具记录学生实践过程中的关键行为，如工具使用熟练度、问题调整策略等，导致评价反馈缺乏针对性和发展性，难以有效指导后续教学改进。

二、基于跨学科理念的初中数学实践性作业设计策略

（一）主题式情境融合策略

以真实问题为驱动，构建跨学科主题情境，引导学生运用数学知识解决多领域问题。例如在“校园节水改造”项目中，教师设计测量水龙头流量、计算日用水量等数学任务，同时融入物理中的流速公式、地理中的气候降水数据，要求学生结合本地气候特征设计雨水收集系统。学生需通过实地测量、数据建模（如绘制日用水量折线图）、方案比选等环节，完成包含数学计算、物理原理说明、地理气候分析的综合性报告。某校实验显示，参与该项目的班级在跨学科问题解决测试中，能综合运用三门学科知识的学生比例较传统作业组提升，且学生在反思日志中提到“理解了数学在环保中的实际应用价值”。这种策略通过情境的真实性打破学科壁垒，使学生在解决复杂问题时自然整合多学科思维。

（二）项目化任务分层策略

将核心知识转化为递进式项目任务，设置基础实践、拓展探究、创新挑战三级目标，满足不同层次学生需求。以“建筑中的几何”项目为例，基础任务要求学生测量教室门窗尺寸并计算面积，运用三角形稳定性原理分析屋顶结构；拓展任务需设计包含全等三角形的微型建筑模型，说明其力学优势；创新挑战则鼓励结合美术学科创作轴对称建筑艺术作品，并用数学语言撰写设计说明。某教师采用该策略后，班级作业完成率提升，学生主动选择挑战任务，其作品在市级科技节中获“最佳跨学科应用奖”。分层设计既保障了知识巩固，又为学有余力者提供创新空间，形成“基础—应用—创造”的能力进阶链条。

（二）跨学科资源整合策略

深度挖掘教材中隐含的跨学科连接点，将数学与科学、技术、工程等学科资源有机整合。例如在“运动与心率”单元中，教师引入体育学科的运动强度标准，要求学生记录不同运动项目下的心率变化数据，运用函数图像分析运动强度与心率的关联性；结合生物学科知识，探讨运动对心血管系统的影响机制；最终以“个性化运动建议书”形式呈现成果，包含数学建模图表、生物原理说明及健康指导方案。实施该策略后，学生作业中跨学科知识运用频次较传统作业增加，学生表示“通过作业发现了数学在健康管理中的重要性”。资源整合使抽象数学概念具象化，增强了学习的现实意义。

（三）多元化评价反馈策略

构建“过程性档案袋 + 成果路演 + 同伴互评”三维评价体系，全面记录学生跨学科能力发展轨迹。以“生态调查”项目为例，过程性评价关注数据收集方法（如抽样调查的合理性）、工具使用规范（如测量仪器的操作精度）；成果路演要求以 PPT 或视频形式展示数学建模过程、科学分析结论及工程改进建议；同伴互评则侧重团队协作表现、跨学科思维展现等维度。某教师采用该评价方式后，学生作业反思深度显著提升，学生能主动指出自身在“学科知识融合度”“问题解决创新性”等方面的不足，并在后续项目中针对性改进。多元化评价不仅提供了多维成长证据，更通过反馈闭环促进了教学相长。

结语：

在学科融合与素养导向成为教育改革核心诉求的当下，基于跨学科理念的初中数学实践性作业设计，为突破传统数学教育“重知识轻应用、重单科轻整合”的局限提供了创新路径。通过真实情境的浸润、项目任务的驱动、多元资源的支撑与动态评价的反馈，数学不再是抽象的符号运算，而是成为理解世界、改造现实的工具，学生在测量校园、设计模型、分析数据的实践中，既深化了对几何、代数、统计等核心知识的理解，更培育了系统思维、批判性创新与跨学科问题解决能力。

参考文献：

[1] 郑建峰 . 单元整体视角下初中数学实践性作业设计的研究[J]. 华夏教师 ,2025,(19):56-58.

[2] 温建红 , 吴致光 . “双减”背景下初中数学实践性作业设计要素与策略 [J]. 教学与管理 ,2023,(31):42-46.