核心素养导向下高中数学跨学科情境教学的设计与实践研究

引言

随着社会发展对复合型人才的需求不断提高，基础教育阶段的课程改革也在持续深化。《普通高中数学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》明确提出，数学教学应以核心素养为导向，不再局限于知识与技能的单一传授，而应强调学生的数学思维、应用能力、创新意识与社会责任的协同发展。其中，跨学科情境教学作为落实核心素养的有效手段之一，能够将抽象数学知识与现实生活、其他学科内容联系起来，拓展学生视野，增强学习的实际价值感。

传统高中数学教学中存在学科封闭、教学情境单一、知识应用脱节等问题，学生虽能应对考试，却难以真正理解数学在现实中的意义。发展学生核心素养，是新时代更好实现为党育人、为国育才的迫切要求，是国家实现强国梦所需人才的必然选择。数学作为培养逻辑推理能力和抽象思维能力的重要学科，理应通过跨学科融合的方式激发学生主动学习的内驱力，提升综合解决问题的能力。本文基于一线教学观察，围绕核心素养内涵与跨学科教学模式，探讨高中数学课程的新设计路径与实践方法。

一、跨学科情境教学对数学核心素养发展的价值

核心素养不仅要求学生掌握学科知识，更强调他们将知识迁移至现实问题中的能力。数学学科的抽象性往往让学生产生疏离感，而跨学科情境恰好为知识赋予了现实载体，使学生在熟悉的情境中重新理解数学工具的意义。例如，在与物理、地理、生物等学科融合中，数学公式不再是孤立计算，而是用于解释自然现象、建构规律模型的工具，增强了学生的主动参与意识。

《普通高中数学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》将数学建模素养列为高中生数学学科的六大核心素养之一，指对现实问题进行数学抽象，用数学语言表达问题、用数学方法构建模型解决问题的素养。这一表述表明，数学不仅是一门工具性学科，更是一门具有建构意义的“语言”。跨学科情境的引入，使学生有机会在真实情境中尝试“建模—求解—验证—反思”的全过程，提升模型构建能力与数据信息素养，也在无形中完成从知识到能力的跃迁。通过这样的教学方式，教师能够培养学生的逻辑思维、批判性思维与协作精神，全面推动核心素养落地。

二、高中数学跨学科情境教学的设计原则与实施策略

实现有效的跨学科情境教学，首先要以课程目标为导向，兼顾数学内容逻辑与其他学科知识的融合边界。教师在教学设计时应聚焦“真实性”与“关联性”，即设计的问题应来源于生活或社会现实，能够引发学生兴趣与认同，同时具备多学科知识交汇的可能性。比如，在“函数与变化”单元中，可以引入人口增长、疫情传播、碳排放控制等议题，引导学生建立指数函数模型，并结合生物、地理、政治等学科进行系统分析。

在此背景下，培养高中生的数学核心素养是“新时代教师”的一项重要任务，是发掘和培育创新型人才的重要渠道。教师要具备整合资源与转化课程内容的能力，不仅要熟悉数学学科知识，还要了解其他学科的核心概念和表达方式，才能在教学中创造出具有融合意义的学习任务。此外，教师还应重视情境任务的结构设置，应包含信息收集、问题探究、数据处理、表达反思等环节，帮助学生逐步建立跨学科的问题意识与思维方式。

在教学实践中，协作式学习、项目化学习与问题导向学习是有效的组织形式。小组合作能促使学生交流观点、分工协作、整合信息；项目化学习通过“任务驱动”激发学生深度学习动力，而问题导向则引导学生从未知出发，开展系统性探究。这些方式都能有效避免“情境空转”与“知识割裂”，保障教学目标的实现。

三、跨学科情境教学实践中的常见问题与优化方向

尽管跨学科教学理念受到广泛认可，但在一线实践中仍面临不少现实难题。其一是教师之间缺乏协同机制，数学教师很难与其他学科教师开展联合备课，导致情境设计“形似神不似”，缺乏真正的跨学科深度；其二是课程时间安排与高考压力之间的矛盾，使部分教师对创新教学模式持观望态度，不愿在课堂中“冒险”。此外，部分学生对“跨学科任务”感到陌生甚至抗拒，学习成效一时难以体现，也影响了教师继续推进的积极性。

要解决这些问题，需要从制度保障、团队合作与学生支持三方面发力。学校应建立跨学科教学项目制度，明确时间安排、考核办法与教研组织方式，鼓励不同学科教师定期交流备课、共享资源。在教学过程中，教师应有意识地提供“学科桥梁”，帮助学生理解知识之间的联系。例如通过图表工具、模型工具、故事化表达等形式，将数学与其他学科知识之间的逻辑结构可视化、具象化，增强学生的综合认知。与此同时，学校也应重视对学生跨学科学习能力的长期培养，通过校本课程、课外项目与竞赛平台，拓展学生综合应用视角。

技术手段的引入也是跨学科教学优化的有效助力。利用数字化平台、在线资源库与学习管理系统，教师可以为学生提供多元任务路径与即时反馈机制；通过教学视频、交互式图形工具等方式，强化跨学科知识的表达力。当教学系统不断优化、学习氛围逐步改善，跨学科情境教学将在更多课堂中生根发芽，助力学生走向综合素质发展之路。

四、案例引导下的跨学科教学路径实践与反思

以“城市交通优化”为主题的教学项目为例，教师组织学生从真实城市道路数据中选取一条主干道，研究其高峰时段通行效率与拥堵成因，引导学生利用函数与数列模型进行描述与优化建议设计。项目过程中学生需查阅交通规则、了解城市规划要求，并结合物理知识理解车流控制机制，最终输出一份可行性报告。这一过程融合了数学、地理、物理、技术等多学科知识，不仅锻炼了学生数据分析能力和模型构建能力，也强化了沟通表达与团队合作精神。

教学反思显示，学生在这一过程中表现出明显的参与热情与问题意识，但也暴露出基础能力差异、数据处理技巧欠缺等问题。教师在此过程中需密切关注学生的学习节奏与参与状态，合理引导、灵活调整任务难度。同时，必须确保评价机制的多元与公平，鼓励学生过程中的努力与创意，而非仅以成果成败为评判标准。通过这种融合性学习实践，数学课堂成为学生综合素质发展的重要阵地，也真正实现了由“以教为主”向“以学为主”的转变。

结论

核心素养导向下的高中数学教学不仅需要内容更新与能力目标转型，更需要教学方法与组织方式的系统革新。跨学科情境教学作为促进知识应用、能力生成与素养提升的重要路径，应在教学设计、课堂实践与课程管理中得到深入推进。本文通过对跨学科教学价值的分析与策略的探讨，结合教学实践案例进行系统研究，指出教师在教学中的核心地位与创新职责。在未来教育发展中，应持续推动跨学科教学常态化、系统化与专业化发展，使数学教育真正服务于学生整体素养的全面提升，为国家人才培养注入更强的实践基础与创新动力。

参考文献

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本文系榆林市教育科学规划 2024 年度立项课题“基于核心素养下高中数学情境教学的有效性研究”（课题编号：YGH24101）的研究成果之一。