初中数学跨学科实践活动的设计研究——以“一次函数”主题为例

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数学“综合与实践”是新一轮数学课程改革的关注点之一,《义务教育数学课程标准(2022年版)》中强调开展跨学科实践活动,引导学生从数学学科角度观察、思考和解决涉及多学科知识的实际问题,发展核心素养和综合能力。在此背景下,如何有效落实数学跨学科实践活动,成为很多一线数学教师难以把握的现实问题。基于此,本文将聚焦于“如何设计与实施数学跨学科实践活动”展开初步探讨,期望为一线数学教师开发设计该类活动提供抓手,进而为2022年版课程标准理念的落地提供有力支撑。主要研究内容及结论如下:首先,通过对文献资料的梳理和提炼,明确了数学跨学科实践活动的概念和相关理论基础,从目标、内容和评价三个方面阐释了数学跨学科实践活动的内涵,总结归纳出数学跨学科实践活动的特点和教育价值,为后续研究奠定基础。其次,对河北省邢台市初中数学跨学科实践活动开展现状和师生对开展该类活动的态度进行调研,明晰一线数学教师实际开展该类活动中存在的现实问题,并深入了解教师对该类活动所持的信念、态度和看法以及学生的学习感受和期待。研究发现:开展过或参加过数学跨学科实践活动的师生仅占35%左右,虽然大多数教师对开展该类活动的总体态度比较积极,但由于可参考案例不足、活动开发设计难度高等原因,并未在实际教学中落实;开展过该类活动的教师在活动设计上稍有不足,主要表现为“活动主题依赖现成素材”“活动目标系统性不足”“活动整体规划工作不充分”等;学生对该类活动的参与积极性很高,且更倾向于教师开展基于数学与自然科学类学科融合主题的数学实践活动。再基于数学跨学科实践活动活动的特点,以新版课程标准中的相关要求、教材编排以及初中阶段学生的特点和学情为依据建构活动设计流程;参考借鉴5E教学模式,并结合已有研究分析基于5E教学模式建构数学跨学科实践活动实施流程的适切性的基础上,建构活动实施框架;结合实例说明活动设计和实施各个环节的呈现要点和实践策略,落实层层细化的技术指导,为一线数学教师设计和实施数学跨学科实践活动提供一个具体可操作的框架。数学跨学科实践活动设计流程包括“确立活动主题——明晰活动目标——设计学习任务——设计支架式学习单——活动实施规划——提出评价要求”六个主要环节;活动实施流程包括“创设情境与明确问题——合作探究,分析与解决问题——迭代优化——迁移到新情境——作品展示与评价”五个主要步骤。最后,基于前期所建构的活动设计流程和实施框架,聚焦于“一次函数”主题,设计和呈现两个数学跨学科实践活动案例,分别是“制作视力表”和“奇妙的杆秤”,进一步明确数学跨学科实践活动如何在实践中有效落实的问题。
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