小学科学和数学教学有效融合的实践

邓万兰

摘 要：数学与科学内容存在大量“交集”，若能在小学科学中积极应用这些“交集”，发挥数学知识在科学学习中的独到作用，意味着科学教学的升华，还能帮助学生巩固数学知识，可谓“一举两得”。因此，科学教师要有学科联系意识，尽可能多地探索两门学科的知识交融点，并结合学科的知识交汇情况拟定科学教学方案，帮助学生从更高的角度认识科学知识，同时体现科学课程的包容性。

关键词：小学科学;数学;融合

小学科学课程内容蕴含着大量数学因素，也为跨学科教学提供了丰富的素材。教师若能在科学教学中深入挖掘其中的数学因素，加强与数学教学的融合，不仅能突破传统科学教学的局限，而且能为学生深层次理解科学知识奠定基础，间接提升自身的综合素养。因此，教师有必要探索数学与科学融合的教学思路，充分体现跨学科教学的优越性。

一、两门课程的联系

（一）教学目标

科学与数学课程在教学目标方面有诸多相通之处，两门学科的教学都与生活关系密切，可引导学生关注日常生活，从生活的细微之处挖掘问题并深入探究。学生在学科学习中要有合作的意识，通过协作完成各类学习任务。两门学科都强调培养学生精益求精的态度，利用常见的测量工具完成部分参数信息的测量任务，并将测量结果准确地记录在表格或者文本之中，为深入探讨数据因素奠定基础。学生在学习数学与科学知识后，能够灵活运用所学知识应对生活中的小问题，这与数学、科学两门学科的“学以致用”原则吻合。教师应强调图表数据信息的应用，由此提升学生的数据意识和分析数据的能力。

（二）教学内容

数学与科学的知识“交集”也有很多，例如在科学教材中安排了“认识固体”的课程，与数学课程中“认识图形”的内容有共通之处;科学教材中的“空气质量”课程则与数学教材中“认识重量”的课程有交汇之处;数学课程中的“数据统计分析”课程则与科学教材中的“关心天气”内容有较多的融合点。两门学科知识交汇点不仅限于上述层面，还有更多的知识交汇点等待教师探索。教师在探究两门课程内容交汇点的前提下，为两门课程之间的优势互补奠定基础，借助跨学科效应实现良好的教学效果。

二、课程融合路径

（一）注重知识联系

1.联系新旧知识

数学与科学教学的融合需要从知识点入手，根据教材知识点拟定问题并作为学习任务。学生根据问题自行讨论分析，总结得出属于自己的结论。学生讨论的过程也是思考的过程，从中发现知识点之间的规律，对数学与科学知识的理解更胜一筹。例如在讲授科学教材中的“形状与结构”时，常规路径是在课堂中展示三角形和四边形框架，让学生动手操作并认识这两种图形。尽管这种方式锻炼了学生的动手能力，课堂形式更加立体，但是自身的思维能力并没有提升，实际教学效果并不理想。

因此在“形状与结构”的教学过程中，可适当融入探究性因素，与数学学科“三角形”“四边形”课程融合，将生活环境中的三角形、四边形建筑物引入课堂。教师通过多媒体播放金字塔、朝鲜酒店等代表性的三角形建筑物，说明三角形的稳定性属性。随后引导学生主动设计方案证明“三角形足够稳定”，由此引入“形状与结构”中的“搭支架”课程，让学生亲自动手搭支架证明三角形的稳定性。学生可以使用小棒搭建三角形，学生行动的目的性较强。随后让学生利用同样的材料搭建“四边形”，并让学生展示个人的“三角形”“四边形”搭建成果。学生的三角形搭建效果统一，四边形的搭建效果各有不同，直接说明三角形的稳定性优势。学生搭建图形的过程中也会思考图形的特征，锻炼个人思维能力。

2.把握教学进度

教师要有“突破传统、厉行创新”的意识，尽可能多地探索教材知识点的联系，同时突破不同学科的桎梏，打通不同学科知识点之间的“沟通”渠道。结合多门学科知识点并综合应用，真正实现多学科教学的融合效果。教师在教学活动中或多或少地忽视了知识点的联系，实际教学过程比较单一。学生虽然接触并掌握教学计划内的知识点，但是对知识点的联系仍然一无所知。学生只能被动接受知识，无法实现知识学习立体化效应，因此对教师把握教学进度的能力提出较高要求，教师要整体把握学科知识，从学科结合的角度出发，适当调整知识的教学顺序，为学科之间知识的关联和迁移做好准备。例如，在讲授科学教材“固体和液体”单元的“把固体放到水里”一课时，可能涉及物体体积的相关知识。由于数学课程中的“体积”知识安排相对靠后，教师可以将数学“体积”知识前移。在“把固体放到水里”一课中，教师将两块质量完全相同的橡皮泥做成不同的形状，让学生思考形状变化是否会影响橡皮泥的质量。随后将这两个橡皮泥放入水中，让学生观察橡皮泥对水体积变化的影响。在上述操作后，教师引入“体积”概念，也就是橡皮泥放入水中后的排水量。但是学生尚未全面理解“体积”概念，对与“体积”有关的“容积”概念认识更加模糊。将数学课程的“体积”概念前移，首先让学生建立“体积”概念的基本认识，明确体积、容积等概念之间的关系，帮助学生更好地理解“体积”的概念，也为后续正式学习数学“体积”知识奠定基础。不同学科之间的横向联系明显增强，学生也能建构“体积”的知识结构。另外，学生可真正理解“体积”从何而来，与何种因素有密切关系，懂得利用所学知识分析生活中的种种问题，掌握学科知识的脉络，使知识点不再是“无源之水”。

（二）注重知识拓展

1.注重知识的沟通和联系

学科整合不能仅靠某一学科教师单方面努力，不同学科的教师要有合作意识，通过沟通交流确定学科之间的融合点，提升学科教学的综合性特征，共同促进学科融合。数学与科学教师要有合作意识，结合各自讲授的学科知识尽可能多地定位融合点，为学科之间的结合提供更多机会，学生得以通过学习全面发展。例如，教师讲授数学“平均数”知识时，学生直接理解“平均数”概念比较困难，体现了“平均數”概念的抽象性。“平均数”概念的讲授必须结合生活实际，让学生感受到“平均数”的体现方式和重要作用，方可理解“平均数”的含义，也就是用一个数字代表一个群体的整体水平。在讲授科学教材“神奇的机械”单元中“怎样移动重物”一节时，教师可以将小缆车引入课堂，探索小缆车运动速度与拉力之间的关系。在课堂中设计拉动小缆车的实验，并得出“小车运动速度与拉力成正比”的结论。仅仅进行一次实验得出的结论未必可靠，需要多次进行实验，确保得出的结论让学生信服。例如，教师进行了五次拉动小缆车的活动，获得五个数据样本。通过计算五个样本的平均值得到的结论使人信服，说明“平均数”的作用，学生对“平均数”概念与重要性有更深刻的认识，体会到“平均数”在生活中的巨大作用。

在“拉动小缆车”的课堂实验中，教师首先演示小缆车在外力作用下“动”起来的场景，诱导学生思考影响小车速度的因素，让学生大胆猜测。学生会提出很多影响小车速度的可能性因素，教师总结这部分因素后，强调无法全部验证这些因素，需要选择其中的典型因素。多数学生提出的因素涉及“小缆车运动的快慢”，教师围绕这个因素设计“上坡实验”。教师准备小缆车、斜面、砝码，通过调整砝码数量改变拉力，判断拉力对小车运动速度的影响。首先让全部学生进行实验并汇报结果，学生汇报的结果存在差异。教师提出“如何记录汇报结果”的问题，但是否定任何一组学生的实验成果都不合适。在学生共同商议下，将全部实验结果的平均数作为最终结果。这种教学方式实现了“平均数”概念的延展效应，同时锻炼了学生的合作与协商能力。

2.注重课外延伸

数学和科学知识与生活环境紧密关联，在生活范围中选择学科关联素材，根据生活中常见的现象设问，为学科融合注入更多创造性因素，学生因此会更加热爱科学、热爱生活。在讲授“生命之源——水”单元课程时，教师搜集、整理关于水资源的素材信息，并在科学课堂中播放，让学生认识到日益紧张的水资源状况，引导学生在生活中随时随地都要有节约用水的意识。例如，教师展示两种不同的刷牙方式，对比两种刷牙方式的耗水量，从生活点滴之处激发学生的节水热情。为了进一步说明节水的重要意义，可以将数学学科中的四则运算引入课堂，并布置“计算水龙头滴水量”的课外任务，计算某个时间段内水龙头的滴水总量。在掌握单个水龙头的滴水量后，教师给出学校卫生间的全部水龙头数量，让学生计算学校全部水龙头一个月内浪费的水量。学生的课外调查结果中，体现30分钟、1小时、2小时等不同时间段内的耗水量，由此推导出更长时间范围内的水龙头耗水量，并通过计算结果体现生活中浪费水资源的严重性。教师还可以进一步拓展任务，将每立方米的水费引入其中，让学生计算学校每年因为浪费水需要额外支出的水费。这项课外任务不仅强调学生的自主参与，还锻炼了学生的计算能力，培养学生的社会意识，在完成计算任务的同时实现个人情操的升华。

3.注重协作

跨学科教学对协作提出较高要求，学科教师需要更新教学观念，从学科融合的角度备课并设计教学方案，在更新个人思维方式的基础上为学科教学融合奠定基础。在学科有效融合的过程中，可以采用单学科教师独立教学或者双学科教师共同教学的方式。例如，在教学科学“空气的质量”一课时，设计探索空气质量的实验方案以及具体的步骤。首先让学生选择称量工具，以生活中常见的称量工具为首选项，如天平、磅秤等，并在科学课堂中介绍自己选择的称量工具。随后让学生思考记录数据的方式，注意计量物体质量的单位。在学生思考的过程中，教师引导学生观察称量工具中的单位信息，由此导入质量单位知识。

通过协作性活动，学生亲自参与到实际任务中，自己动手测量水龙头的滴水情况，并获取第一手数据。随后利用个人测量获取的数据进行整理计算，锻炼了个人的数学学科素养，对数学学科中的计算知识理解得更加透彻。协作性任务具有社会意义，学生计算水龙头浪费水的规模以及对应的水费，能够直观认识浪费水资源的不利影响，在心灵深处埋下节约用水的“种子”，并将节约用水的意识融合在个人生活的方方面面，实现科学知识陶冶情操的效果。

三、对融合两门课程的总结

（一）强调知识的连续性

任何学科的知识都不是孤立的，不同知识点之间存在或多或少的联系。某种程度上来讲，每个阶段的知识点都是对上一阶段知识点的总结与延伸，并构成全新的知识体系。传统学科教学中并不注重知识点的联系，学生虽然接受到一大堆知识点，但是这些知识点没有固定规律，无法构建成熟的知识系统，降低学科知识点之间的连续性，对学生智力与综合素养的发展有抑制作用。教师应当致力于探究学科间知识的融合点，系统梳理小学阶段的数学与科学教材，将两个学科的知识融合点制作为清单。这样的话，学科之间的联系一目了然，也为数学与科学的融合教学指明了方向。列举知识联系清单，还能直观展示知识点之间的密切关系，形成数学与科学的“知识链”，使知识点的系统性更强。学生在学习中也会有意识地理解知识之间的联系，对知识的连续性有更深刻的认识。

（二）强调知识的延伸、拓展

在小学科学课程标准中，明确指出科学课程的包容性特征。科学课程不应当孤立存在，而应与其他课程充分融合，将科学课程知识融合在其他学科的知识体系之中，在小学教学中构建“大知识”体系。在课程知识广泛融合的基础上，使学生从更高的角度看待科学课程，在任何学科的学习中具有应用科学知识的意识，将“用科学”的意识扎根在心中。结合小学科学课程标准不难看出，科学知识的延伸导向。不同学科之间要相互包容、相互开放，尽可能多地找到知识之间的关联，实现学科知识的延伸效果。学生在其他学科学习中也能感受到科学的魅力，同样提升学生个体的科学素养。

（三）把握课程原本属性

跨学科教学的融合意义显而易见，但是在数学、科学的融合教学中，要始终把握学科原本的“度”。学科融合并不意味着轻视学科的基本属性，任何融合教学都要从学科的基本属性出发，方可体现学科融合的意义。教师在科学教学中融合数学课程资源，不能让数学知识喧宾夺主，必须围绕科学教学的核心展开。因此，教师在积极推动两门学科资源融合的同时，也要将思想方法摆在重要的位置。在渗透有效思想方法的基础上，帮助学生建立正确的学科思想。教师在科学教学中对数学知识的认识不能停留在工具层面，而应将数学知识真正融合在教学体系中，真正实现“以数学知识促科学教学”的效果，数学知识理应是科学教学中的关键角色。教师通过两门课程的完美融合，为科学课程学习提供更优质的环境;学生感悟到科学的重要意义，愿意主动投身到科学探究之中，理解科学原理的奥秘并提升科学素养。

四、结语

数学与科学教学深度融合，不仅是跨学科教学的典型探索，也为学生从更广阔的角度看待数学与科学知识提供了一扇窗户。相关教师在教学过程中要逐步积累两门学科的融合思路，将“跨学科合作”理念作为重中之重，不断挖掘数学与科学教材内容的潜在价值，提升课程教学的实用导向，契合小学学科教学的新精神导向，使学生在学习中感受到別样的乐趣。

参考文献：

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