小学数学课程与科学课程的整合策略

张中华 刘学军

[摘要]随着我国新课程改革的不断推进，创新教学方法、改善课堂教学效率、提升教学效果等成为各学科的改革重点，进行课程整合也成为新时期教学改革的最新方式。科学技术对教育有巨大影响，并能给未来社会带来巨大变革，本文就小學数学课程与科学课程整合的实践策略，做一些初步探讨。

[关键词]小学；数学课程；科学课程；课程整合；整合策略

[中图分类号] G6223[文献标识码] A[文章编号]1005-5843（2017）07-0100-04

[DOI]1013980/jcnkixdjykx201707020

对于数学与科学的关系，真可谓源远流长。从人类出现初期，他们在观察活动时就热衷于计算事物的数量，带着极大的兴趣去观察周围的一切， 并将其进行分类，以便更好地进行了解。这可以称得上是数学与科学在生活中最早的整合了。

一、小学数学课程与科学课程的关系

数学教育和科学教育是能够相互渗透的，并且彼此提供知识和能力的支持。数学与科学的结合在许多方面直接为社会创造价值，二者的整合对教学大有裨益。

测量是小学生进行科学实验活动的第一步，只有获得较为可靠的原始数据，才能进行后续的科学分析活动。小学科学教学中涉及的测量项目主要有：质量、体积、长度、时间、温度等，教师在教学时要考虑到学生对于测量精度、小数及计算器应用的学习。高年级可以借助计算器帮助计算，且测量数据可以出现小数，这大大提高了科学数据的可靠性。如，五年级学生在上《太阳和影子》一课时，需要在操场上测量自己影子的长短，如果让他们用自己带的直尺去量，不但不方便，而且测量误差会很大。这时，教师应该提供软尺给学生，测量精度精确到厘米即可。又如，在测量水温时，测量精度必须精确到个位，因为这个值的变化对实验结果影响很大。如果温度计上没有刻度，教师要指导学生学会正确估计，因为正确估计可以有效地提高教学实验数据的准确性，从而直接影响到实验效果。

再从“数学”课程和“科学”课程的基本内涵上来考察二者之间的关系。通常来讲， “数学”课程能够使学生在掌握必备的基础知识和基本技能的基础上，培养其抽象思维和推理能力、创新意识和实践能力，促进学生在情感、态度与价值观等方面的全面协调发展[1][2]。相对于此，“科学”课程的学习却能够使学生体验到科学探究的过程，初步获得与小学生认知水平相适应的一些科学基础知识；培养提问的习惯，学习观察、比较、分类、分析资料、得出结论等方法，能够利用科学方法和科学知识初步理解身边的自然现象和解决某些简单的实际问题；培养学生对自然的好奇心，以及批判和创新意识、环境保护意识、合作意识和社会责任感。数学的确是科学探究的工具，与科学课堂应该紧密结合[3]。

二、 小学数学课程与科学课程整合的意义

在小学数学教材中，每个年级都会涉及到统计知识。学习统计知识，并非只是为了让学生学会如何制作统计图和统计表，而是为了能将知识运用到生活中去。统计这一部分内容是与生活有密切联系的，这样的过程其实就充分体现出了“学科整合”的实质和内涵，从而为今后的学习、生活以及终身发展奠定良好的“统计学”基础。

探究活动强调从学生熟悉的日常生活出发，通过学生亲自经历、参与实践活动，从而知晓科学探究的具体方法和技能，是学生学习科学的重要方式之一。理解基本的科学知识，发现和提出实际生活中简单的科学问题，并尝试用科学方法和科学知识予以解决，在实践中体验和积累认知世界的经验，提高科学能力，培养科学态度，学习与同伴的交流、交往与合作。

理解自然现象和解决实际问题，需要综合运用不同领域的知识和方法，这是多学科知识整合、融合的过程。小学科学课程强调生命科学、地球和宇宙科学、物质科学、技术与工程科学四个领域知识之间的相互渗透、相互联系甚至相互融合，综合地呈现科学知识和科学方法，注重自然世界的整体性，从而充分地发挥不同知识领域的教育功能和思维培养功能。小学数学课程设计则非常重视学生已有的经验，在呈现知识与技能的同时，使学生自发地体验从实际现象中抽象出数学问题，进而构建数学模型，寻求结果解决问题的过程。依上述论述可知，这两门学科都应注重四个“结合”，即学习内容与已有经验的结合、动手与思考的结合、理论知识学习与社会实践的结合、问题理解与问题解决的结合。通过这些结合能着力提高学生的综合能力，数学课程与并行开设的科学课程相互渗透，更能促进学生的全面发展。

数学课程中适当整合科学课程内容的意义重大，可使数学课程更加生动。在日常的数学教学中，不仅要使学生获得数学基础知识和基本技能，而且只有把知识技能、数学思维、问题解决、情感态度四个要素进行深度、有机地结合，才能使学生受到良好的数学教育。每个学生都要学好科学，因为小学科学课程对于培养学生的科学素养、创新精神、实践能力具有重要的作用。小学科学课程重在培养学生的科学素养，因此要面向全体学生，主动适应学生个性发展的需要。从这个角度考虑，目前国内一些学校积极引进的STEM课程强调的就是“科学”和“数学”课程整合的重要性，通过这类整合，可使不同地域、不同民族、不同文化背景下的学生都获得适合的、公平的学习和发展机会。

探究式学习是学生学习的重要方式之一，强调在教师的指导、组织和相关环境的支撑下，学生积极、主动地参与和体验，“自然”地动手、思考，以获取科学知识、领悟科学思想、学习科学方法为目的。由于“探究”是以证据为基础，运用各种信息分析和逻辑推理得出结论，为此“发布研究结果” “接受质疑” “持续更新和深入”是其主要特点。数学探究和科学探究，特别是二者的整合，是人们探索知识的重要方法，尽管小学数学课程和科学课程的学习方式多种多样，但探究式学习却因其能有效地促进主动学习、突出创设学习环境而被广泛重视。强调“做中学”和“学中思”，通过合作与探究，逐步培养学生“提出问题” “提出解决问题的办法” “信息采集和处理” “获取新知识”等分析问题和解决问题的能力，并且学生的“沟通与合作”能力也会得到有效提升，发展学生的创造性、批判性思维和想象力；重视数学科学与人文的结合，求善、求美教育与求真教育的结合，培养学生基本的数学和科学伦理精神，以及热爱数学和科学的品质[4][5]。

三、小学数学课程与科学课程整合的方法探析

（一）制定相应的“教学目标”，是小学数学课程与科学课程整合的前提和基础

在日常的教学活动中，制定适宜的“教学目标”是课程整合的前提和重要基础，只有在适宜的教学目标支撑下，教师才有可能挖掘到教学内容中可能蕴含的教育价值。通过长期的教学过程实践，逐渐实现课程的整体目标，并通过独立思考或者合作交流的方式感悟数学的基本思想，引导学生在参与数学活动的过程中积累基本经验，从而帮助学生逐渐形成认真勤奋、独立思考、合作交流、反思质疑等良好的学习习惯。

培养学生的科学素养是科学课程的宗旨。小学阶段的科学教学是为培养学生的科学素养打基础的，应将科学素养的培养作为教学设计与实施的最高准则。在确定教学目标时，既要关注科学知识，也要关注科学素养中的其他成分，注重各方面目标的整合与平衡。科学素养的形成是长期的、艰苦的，教师应从整体上把握课程标准、教材的设计思路，以及与其他学科的横向关联，知道每堂课的教学目标与学段目标、课程目标的关系，正确定位每节课的教学目标。

精心设计问题并适时地精心指导是一个问题的两个不同层面。“精心设计问题”可以主动引导学生思考，问题可以来自学生，也可以来自其他群体，但无论问题来自哪里，都必须与学生的实际学习能力相符。同时，强调在有限的课堂上更要精心设计一些对于学生的思维发展有价值的真实问题。教师的精心指导是学生原生态发现问题和解决问题的重要基础，为了保证指导的适时、有效，教师要对探究中显现的问题高度关注，并保持一定的敏感性，才能在必要時给予适当地指导。指导重在启发，最好是在教师的“巧妙”提示下让学生自己思考、自己发现问题，使学生成为自我学习的主人。如，教学 “求平均数”一课时，这类常规的应用题，教师完全可以从富有现实意义的问题出发进行“循循善诱”地启发：“你在什么地方用到过求平均数？”然后进一步直接抛出“假如我想了解一下全班同学的平均身高和体重，那该如何计算呢？”看似简单的一问，就会彻底“激活”学生的思维，学习气氛顿时就会轻松起来，积极性也会更加高涨，再通过交流、反馈，各种计算方法自然就应运而生了。

（二）适应应用课堂评价，是促进小学数学课程和科学课程深度融合的关键

在课堂教学中注意科学、及时地引入“评价”，是关注学生的学习兴趣、有效体现学生“发展性”的重要体现。如，课堂评价可以更多地关注学生的学习兴趣，以“长期的学习发展”为最终目的，淡化评价的甄别与选拔功能，突出评价的激励和调控功能，关注学生发展的切身需要，激发学生内在的发展动力。在课堂教学中，教师应多给予学生鼓励，对于他们的新发现多给予肯定，因为教师的一个小小的表扬或批评对学生的影响非常大。

数学作为一门理论学科和应用学科，是从量的角度来研究、反映客观世界及其规律的，它的首要价值是能够被应用于现实世界中发生的问题上。数学与科学的结合成为了现代科学的一个重要特点。近代科学的发展，是同数学方法的应用和发展紧密联系的。数学本身并不是目的，而是一种工具和手段，这在应用数学中表现得非常具体和清楚。

（三）加强联系与沟通，是小学数学课程和科学课程进行融合的促进剂

要想实现学科之间的整合，单凭一门学科来完成会有很大的阻碍，所以需要各个学科之间进行合作和交流。要实现数学课程与科学课程之间的良好整合，就需要数学教师和科学教师密切地进行交流和联系，从而促进学生的全面发展。

四、实施小学数学课程与科学课程整合应注意的几个问题（一）确定适当的整合学习内容和问题（任务）

在具体的教学实践中，如何确立适当的整合学习内容和问题非常重要。充分考虑到“数学”和“科学”两门课程的特点，尝试进行让学生“做中学”的教学方式改革，从激发学生的兴趣入手，鼓励学生积极、主动地参与，灵活运用小组合作、探究为主的学习方式，促使学生自主获取各类教学信息。在“认识磁铁”一课中，通过营造有趣的问题情境，让学生经历发现问题-提出问题-建立假设-设计实验验证-得出结论-解决问题-再次提出新问题的过程，通过这一过程去认识磁铁的性质。运用直观演示、设疑导学等方法，引导学生自主、合作、探究，让学生在动手操作、合作交流、分析归纳中探究磁铁两极的磁力大小以及磁极间的相互作用，从而培养学生动口、动手、动脑的好习惯，提高其数学素养。

（二）教师在整合学习中扮演“导演”的角色

教师在整合学习中应该是“导演”，学生应该是“演员”，目的是加强师生之间、生生之间的交流与互动。教师给学生自主权，并不等于让学生放任自流，学习是学生自己的事，他人无法替代。教师不能只关注自己的教学，更应关注学生的学习。学生在学习运用知识解决实际生活中的问题时，不可能一蹴而就、一帆风顺，教师要为学生的活动留有充足的和必要的时间。匆匆而过和急于求成的活动对于学生能力的提升是没有意义的，教师要变“告诉”为启发，变单向传输为师生互动，变学生被动为学生主动。

（三）整合学习应在独立学习的基础上进行

课程改革强调以学生为中心，特别是随着信息技术与教育教学深度融合进程的加速，“微课” “翻转课堂”出现，以学生为中心的教学模式得到进一步确认，强调教师指导、学生设计流程，融合、创新多样性的教学方法来解决实际的教学问题，学生和教师共同开发评估标准。这些课程环节都给学生提供了主动学习的空间，增加了学生学习的持续性。从真实情境中学习来自实际生产、生活中的问题，使得学生的学习路径是开放的，其探索结果也是开放的，从而刺激学生学习的兴趣和创造思维，有助于创新型人才的培养。

团队合作能力是教育所要培养的必不可少的素养之一。团队合作可以集合更多人的智慧和创造力，提高工程流程的效率，从而展现出一个动态的、活跃的课堂气氛。工程实践的每一个环节都离不开团队合作，学生需要共同交流和讨论出问题、方案的细节和评估标准，合作完成工程流程设计、实验操作、数据检验、模型构建和修复等环节，采用小组合作的方式展开教学，并且将合作渗透到课程的多个环节中，完成任务、交流、研讨、调查等多种方式也通过合作的形式进行。团队合作使课堂更加生动、有趣，促进了学生的参与、交流和共享，也促进了课程的动态生成。

团队合作不仅是课堂内生生之间的合作，也包括学生与企业、工厂、实验室之间的交流，包括课程开发人员、教师、工程师、科学家之间的亲密合作。只有这样，才能将学习内容与生活实践、生产实践联系起来，才能让学生学会如何将学到的知识运用于实际生活中。 做到上述并非易事，具有丰富经验的一线教师深知其在教学中的难度。只有踏踏实实地去克服传统学科教育的固有思想和做法，在教学中勇于实践和思考，勇于创新和开拓，才能走出一条切实可行的路径，让教育理念落实到教育过程的方方面面。

参考文献：

[1]义务教育数学课程标准.中华人民共和国教育部[EB/OL].http：//edu.99.com/a/20120202/000094.htm.

[2] 义务教育小学课程标准.中华人民共和国教育部[EB/OL].http：www.more.edu.cn/srcince/A26/A2001/201702/t20170215-296305.html.

[3]吴维红.小学数学和小学科学之间的整合策略[J].教育科学：引文版，2016（7）.

[4]曹志强.信息技术与小学科学课程整合的优势与思考[J].中学生导报·教学研究，2013（29）.

[5]刘子成.浅论多媒体技术与小学数学课堂的整合策略[J].科学导报·教育论坛，2015（20）.