新课标视域下初中数学与生物学科融合的跨学科教学模式构建

一、引言

在教育改革不断深化的时代背景下，跨学科教学作为一种打破传统学科壁垒的创新模式，正成为推动教育高质量发展的重要引擎。它通过将不同学科的知识体系、研究方法和思维范式进行有机整合，引导学生以系统性、整体性视角解决复杂问题，这与《义务教育课程方案（2022 年版）》提出的 " 聚焦核心素养，强化学科实践，推进综合学习 " 理念高度契合。新课标明确指出，要通过跨学科主题学习培养学生整合知识、迁移应用的能力，促进其核心素养的全面发展。

初中数学与生物学科看似分属不同领域，实则存在深刻的内在联系。数学作为科学研究的基础工具，其逻辑推理、数据分析、建模思想在生物学研究中发挥着重要作用。因此，构建初中数学与生物学科的融合教学模式，不仅是落实新课标要求的具体实践，更是培养学生创新思维、提升其解决实际问题能力的有效路径。这种跨学科教学模式的探索，将为学科育人价值的实现开辟新的可能，助力学生形成适应未来社会发展的关键能力与必备品格。

二、目前教学存在的问题

在传统教育模式的长期影响下，当前初中数学与生物学科教学中存在明显的学科壁垒。数学课堂往往以公式推导、定理证明和逻辑训练为主线，教师通过大量习题演练强化学生的抽象思维能力，却忽视了数学模型在现实世界中的具象应用；生物教学则将重心放在实验现象观察、标本制作和生命现象的描述上，学生虽然能直观感知生物知识，但缺乏对实验数据的深度分析与数学建模能力的培养。

从教师层面来看，两学科教师受制于传统学科本位思想，缺乏常态化的教学沟通与协作机制。数学教师对生物学科中的数学元素知之甚少，生物教师也难以挖掘生物现象背后的数学原理，这种割裂式教学导致知识体系呈现碎片化状态。例如，在生物种群增长曲线教学中，教师多以图示和文字描述 “J” 型与 “S” 型曲线特征，却未引入指数函数、微分方程等数学工具进行动态分析；而数学课堂在讲解函数图像时，也很少关联生物学科中的实际应用场景。

教学过程中，教师的授课方式进一步加剧了学科间的隔阂。多数教师仍采用 “单学科知识灌输” 模式，仅关注本学科知识的系统性与完整性，未能通过情境创设、项目式学习等方式引导学生发现数学与生物学科间的内在联系。这种教学方式使得学生在面对复杂现实问题时，无法将数学工具迁移至生物研究，也难以用生物知识解释数学规律，导致跨学科解决问题的能力长期缺失。

三、实施策略

跨学科教学模式的构建需要系统性设计，结合数学的逻辑性与生物的实践性特点，从资源整合、任务设计、过程优化等多个环节协同发力，形成连贯且可操作的教学路径。

（一）系统梳理知识关联，建立跨学科资源库

整合教学资源需从教材内容的深度挖掘入手，组织数学与生物教师共同梳理两学科教材中的关联知识点，形成知识关联图谱。例如，数学中的比例计算可与生物中的溶液浓度配制相联系，概率知识可结合生物遗传规律分析，函数图像能用于呈现生物生长曲线等。在梳理基础上，建立包含文本资料、实验视频、数据模型、案例分析等内容的跨学科资源库，按知识模块进行分类标注，如 “数据统计与生物实验”“几何图形与生物结构” 等专题。同时，定期更新资源库内容，纳入最新的学科研究成果和生活中的实际案例，如将生态环境监测数据与数学分析方法相结合的案例。教师可根据教学进度和学生认知水平，从资源库中选取适配的教学素材，设计融合性教学方案，确保资源的精准应用。

（二）围绕实际问题，设计阶梯式探究任务

基于资源库中的关联知识，以生活中的实际问题为切入点设计探究任务，任务难度应呈现阶梯式上升趋势。初级任务可聚焦单一知识点的融合应用，如 “用数学图表记录植物生长高度与光照时间的关系”；中级任务可涉及多知识点综合，如 “通过测量不同年龄段人群的心率数据，运用统计学方法分析心率与年龄的相关性”；高级任务则可设计综合性项目，如 “校园生态系统调查”，要求学生运用生物知识识别生物种类、分析生态关系，同时运用数学知识进行种群数量估算、绘制生态金字塔模型。任务设计中需明确每个环节的学科知识应用要点和能力培养目标，引导学生在完成任务过程中逐步掌握跨学科思维方法。组织学生以小组为单位开展探究，通过分工收集数据、合作分析问题、共同得出结论，在实践中深化对两学科知识关联性的理解。

（三）创新课堂互动形式，促进学科方法互渗

教学过程中需改变传统讲授模式，采用 “问题引导 — 实践操作 — 讨论总结” 的互动流程。在生物实验课上，引导学生运用数学方法处理实验数据，如在 “探究种子萌发条件” 实验中，指导学生设计对照组并记录不同条件下的萌发率，运用百分数计算和条形图绘制进行结果对比分析。在数学课堂中，引入生物学科的现实情境，如讲解二次函数时，结合 “抛物线形叶片的表面积计算” 问题，让学生通过测量叶片尺寸、建立数学模型、计算表面积，体会几何知识在生物形态研究中的应用。教师可通过设置递进式问题链推动课堂互动，如 “如何用数学语言描述生物种群的增长规律？”“不同的函数模型对生物数据的解释有何差异？” 等，引导学生在思考与讨论中发现学科方法的共通性，逐步形成跨学科的思维习惯。

（四）构建多元评价体系，动态跟踪学习成效

建立涵盖知识应用、能力表现、思维发展的多元评价体系，采用过程性评价与终结性评价相结合的方式。过程性评价可通过课堂观察记录表、小组任务完成档案、学生反思日志等形式，记录学生在跨学科探究中的参与度、合作表现及问题解决思路。终结性评价可设计综合性测试题，如提供 “某地区动植物数量变化” 数据集，要求学生运用数学方法分析数据并结合生物知识提出生态保护建议；或采用项目成果展示方式，让学生汇报跨学科探究项目的实施过程与结论。评价主体除教师外，可引入学生自评与小组互评，评价标准需明确跨学科思维的具体表现，如能否准确识别问题中的学科关联点、是否能灵活运用两学科方法解决问题等。通过定期分析评价结果，及时调整教学策略，确保跨学科教学目标的有效达成。

四、结语

初中数学与生物学科的融合教学，是落实新课标核心素养培养目标的重要实践。它不仅能让学生在知识关联中构建完整的认知体系，更能培养其综合思维与创新能力。随着教学实践的深入，需不断完善教学模式，推动学科融合向更深层次发展，为学生终身学习和全面发展奠定坚实基础，助力教育从知识传授向素养培育的转型。

参考文献

[1] 瞿楚瑜。初中跨学科教学模式的实践探索 [J]. 基础教育研究，2024(3):45-49.

[2] 樊锦霖。数学与生物学科融合的教学策略研究 [J]. 教育探索，2024(2):18-22.

[3] 魏淑茗。新课标下初中跨学科课程资源整合路径 [J]. 教学与管理，2024(5):33-37.

注：本文系南安市教育科学“十四五”规划 2024 年度课题《新课标下初中数学跨学科整合的教学策略研究》（课题编号：NG1454-066）的研究成果。