科学课程与数学课程的整合策略

苏方阳

《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：“改革课程结构过于强调学科本位，门类过多和缺乏整合的现状，整体设计九年一贯的课程门类和课时比例，并设置课程综合，以适应不同地区和学生发展的需要。体现课程结构的均衡性、综合性和选择性。”这里提到的综合性，旨在逐步地推进课程综合化。它的意义在于促进学科知识的应用，促进生活体验和学科的统一。科学是为了观察和解释已有的客观世界，数学是人们对客观世界定性的把握与定量的刻画，数学是自然科学的基础，也是重大技术发展的基础。科学课程与数学课程的密切关系为教学时的整合提供了可能。在探究式的科学课堂中应根据科学教学本身的特点，寻找与数学课程综合的切入点，创设具有丰富性、挑战性和开放性的教学环境，追求真实、互动，让科学课堂焕发生命的活力。

一、科学课程与数学课程的关系

对于数学与科学的关系，真可谓源远流长。从最早的人类开始他们的观察活动时，就经常数周围事物的个数。人们天生的好奇心是他们带着极大的兴趣来观察着周围的一切。他们热衷于计算事物的数量，并将他们进行分类以便更好地了解。这使得科学与数学在人类早期文明中就已经紧密联系起来。

科学课程与数学课程的密切关系为教学时的整合提供了可能。科学是为了观察和解释已有的客观世界。数学是人们对客观世界定性的把握与定量的刻画，逐渐抽象概括、形成方法和理论并进行广泛应用的过程。数学是自然科学的基础，也是重大技术发展的基础。数学教育独立于科学教育，但不是说科学教育与数学教育毫无干系。这两者是能够相互渗透，并彼此提供知识和能力的支持的。在现代科学发展的进程中，科学技术数学化是一个很重要的手段。小学科学的教学离不开数学知识，如何用好、用活数学知识对自然科学知识的掌握和运用有很重要的作用。

二、小学科学课程与数学课程整合的意义

（1）是科学课程新定位的要求。对于科学教育而言，它的新定位是突出科学探究。那么科学探究究竟是什么呢？《美国国家科学教育标准》指出：“科学探究指的是用以研究自然界并基于此种研究获得证据提出科学解释的多种不同途径。”现行的“科学”课代替了“自然”课，是因为科学可以指导学生获得一些浅显的自然科学基础知识，同时培养他们的科学志趣，以及学科学，用科学的能力，准确地概括课程的内容。既让学生获得科学知识，又让学生学习科学的探究方法;既培养学生对科学的兴趣，又培养他们科学的自然观。我们现在处于知识经济时代，科学技术日新月异，教师不可能把样样东西都学会、弄通了再去教学生。因此，学生必须学会学习，才能适应当今社会;学生必须学会探究，才能积极主动地去掌握科学信息。这也是教材编写中之所以具有综合性、关联性的内容来帮助实现多领域学习的原因。这样的科学课程内容突出了“整合”与“探究”两个特点，要求教师积极探索科学课程与其它各门课程整合的内容与途径。

（2）加强两门学科之间的整合更有利于促进学生的发展：①数学课程中整合科学课程内容可使数学课程更加生动。无论基础课程改革进行的如何顺利，数学知识本身所具有的纯粹性和抽象性始终会让大多数学生举步维艰。随着改革的进行，数学教师已经注重以创设情景的方法来激发学生的学习兴趣，从而引起学生的注意。但是，数学教材上的题目是由编者设计好的，数学课上的题目大多是老师设计好的，学生只是按照老师的题目去思考、去解题，抽象的数学概念和纯粹唯一的数学答案，难免会使数学学习有一些形式化。这使得学生的想象力被禁锢在一个固定的框架内，形成了思维定势便不利于思维的发展。对于这种现象，如果能够将科学探究这一学习方式融入到数学课程学习中，数学题目中的一些数据是学生亲自实践得来的，那么学生在解题时，效果会非常好，而且也体现出数学来自生活、数学来自实践的观念。这样既有利于数学思维的发展，又能够实现《纲要》中关于课程综合化的要求。②科学课程中整合数学内容可使科学探究更加严谨、准确。小学科学的教学离不开数学知识，如何用好用活数学知识，对自然科学知识的掌握和运用有很重要的作用。数学作为科学的工具主要有两个各个功能。一是把科学理论抽象成“公式”，另一是对自然现象定量的描述与测量。在小学阶段，数学在科学中的作用主要表现在第二功能。如：计算、测量、形状、位置、制表作图以及用数学语言来描述解释图表。如果只是将科学中观察的现象和测量的数据进行一下大致的了解，不但不会实现科学课探究的目的，同时还有悖于科学的学习态度。因此，将数学运用到科学探究中可以使科学探究更加严谨、准确。

三、科学课程与数学课程整合的策略

（1）教师要提高自身的综合素质。新的课程纲要和课程标准，为教师提供了一个新的课程环境。通过教师对课程内容的把握可以发现新课程增加了不确定性，对教学内容的不确定性更为明显。课程的综合性加大，教材与教参为教师留有极大的余地，教师需要费很多时间去查找资料补充教材的内容，需要通过课堂教学培养学生解决实际问题的能力。教材的处理、学生的新特性、教法的变革等都使教师面临新时代的挑战，需要教师不断的充实自己，加深自己专业的修养，也要放宽自己的视野，不能忽视其他相关联的学科。只有不断的提高自身的综合素质，才能顺应新课程发展脚步，全面的带动学生多方位的发展！

（2）要加强两学科之间的联系与沟通。对于实现学科的整合，单凭一个学科教师独立来完成，会有很大的阻碍，所以需要各个学科教师之间进行合作交流，以最直接的方法在最短的时间内获得最广泛正确的综合性的教学資源;需要科学教师和数学教师之间进行密切的交流和联系，通过两者之间的有机结合来促进学生的全面发展。科学实验、调查中的一些数据可为小学数学教师编题提供丰富的整合素材。同时，数学教师也要根据科学课程的进行灵活调整数学教学内容，为科学探究过程中所需的数学技能奠定基础。

例如：三年级“平均数的认识”，因为平均数的意义非常抽象，对于学生来说，是难以理解的。必须让学生置身于一个生活化的情景，在感知用总体和个体比较不公平的情况下，用代表这一组数据整体水平的一个数据来衡量。而三年级科学课“小车的运动”中，在研究小车的运动与推力和拉力的大小有什么关系的实验过程中，用一次小车运动的运动时间来得出推力和拉力越大，小车的运动越快的结论，由于有误差等各因素的影响，难以让人心服，所以需要通过多次实验的结果，通过求出这几次实验的平均时间来得出结论，才更科学，更有说服力。学生在这个过程中，不仅能轻松地明白平均时间的意义，还得出科学研的结论，更有利于养成科学的探究方法。

再如：在小学数学的教材编排中，每个年级都会涉及到统计的知识。带领学生学习统计知识难道只是为了让他们学会如何制作统计图统计表或者计算平均数吗？并非如此，学习的主要目的是能将所学的知识运用到生活当中去，并能以此来解决问题，而科学课中有大量的统计内容可以与数学课程整合，这样的整合不仅减轻了学生的负担，更重要的是不同学科课程得以相通、整合，使学生能得到了更好的发展。

（3）整合过程中要明确两者主从的相互作用的关系。在科学课与数学课整合的过程中要注意：在科学课上发展数学技能时，不要掉入一个境地，利用很少的科学活动引出大堆的数学问题。毕竟，科学课能够调动学生学习积极性的影响是有限的，并不能持续地影响。在长一点的时间和练习中，它的影响力会消失。另外，不能忘记科学课学习的主要目的就是进行科学探究和发展科学概念。

以一堂科学实验课“水温的变化”为例。本课是在学习了如何使用温度计的基础进行的，提出“热水的温度是怎样变化的？”在“热水温度变化”实验中，我们所用到的数学技能的数量和种类是很多的：学生用摄氏度为单位测量热水的温度，用钟表来记录时间，选择合适的格尺标定图上轴的刻度，并写出坐标轴上的刻度数，也可以通过图上点的位置来进行推测。这就是科学教学过程中所体现的数学特征，但在科学课上的主要目的是利用这些数学技能来发现热水温度的变化规律，学会探究的过程和方法。为此，需要在科学活动之前奠定基础的数学技能。

如果在数学教学过程中，教师能够关注数学与科学等其它各学科的融合，就能够让学生经历有价值的学习活动，提供解决复杂问题的机会，从而全面地看待事物，促进思维品质的良好发展。这个探索过程是渐进的过程，我们每一个教师都要为之努力！