探寻数学教学与科学融合之路

◇庄景兰（福建：泉州市泉港区第三实验小学）

随着新课改的不断深入，“核心素养”等教育热词的出现让教育工作者的教学思想和教学行为发生了巨大的变化。“学科融合”慢慢成为教学新常态。数学与科学课程性质、课程目标与学习要素之间存在巨大的可融合空间，因此，小学数学教师应顺应课程改革的要求，积极打破学科边界，推动数学与科学的相互渗透、交叉融合，最大限度地体现知识的整体性，切实提高学生的核心素养。从教学实践来看，小学数学教学融合科学知识的策略，可以从以下三个方面展开。

一、找准关联，激发学生学习兴趣

在小学数学教学中融合科学知识不是简单的“内容拼盘”，也不是单纯的“形式点缀”。真正意义的融合，应该是一种自然而然的知识关联；是在学生兴趣基础上，在提出问题、分析问题、解决问题中的无缝衔接，巧妙运用；是融在知识的关联处，合在知识的共通点。因此，在教学指导中，教师应深入分析数学与科学的特点，并根据教材，结合学情找准关联点，构建教学内容，激发学生的学习兴趣。

第一，研读教材，确定重点融合内容。小学数学教师要深入研读数学教材和科学教材，读懂知识的关联，研透教材的重点、难点，预设学生的疑点、易错点和易混点，明确那些能够对学生获取新知有推波助澜作用的教学内容。

例如在北师大版1～2年级数学“加减法”相关内容的教学指导中，教师通过教材分析确定了“10 以内数的认识和加减法”这一重点内容，引导学生将抽象的数字和具体的数量相联系，能够对不同的数字进行比大小。在教学准备阶段，教师融合科学中“比较与测量”的相关知识，从“比较大小”这一关键点切入，引导学生在不同学科中认识抽象数字，并且在数数的过程中理解加减法的含义，突破难点。

第二，专研教学，适当拓展教学内容。随着数学课堂教学自然发生，教师应根据教学内容促使学生思考数学问题、运用科学知识，并打破学科边界，进行综合思考。

例如在数学学科“分类”这一部分的教学指导中，教师以“分类”为知识融合点，将科学课程中“给动物分类”的相关知识融入其中。教师通过创设教学情境，为学生展现不同的小动物，并引导学生按照某一给定的标准或选择某个标准对这些动物进行分类，以此激发学生的学习兴趣，也让学生初步感知分类，学习分类、整理的方法。学科内容的融合会激发学生的兴趣，激活学生的思维，进而了解不同学科对同一知识点的不同呈现，把科学的知识设置于数学的情境中深入分析，让已有的知识经验产生更多关联，促进更充分的深度学习。

第三，研究学情，精选学科融合点。学科融合的主体是学生。因此，小学数学教师应深入研究学情，找准学生认知的最近发展区，确定教学的起点，遴选知识的关联点，精选学科的融合点，进而以不同的形式呈现出来，推动学生感知、探究课程内容。

例如在“位置与顺序”相关内容的教学指导中，教师以“方向和位置”为融合点，引入科学中“我们的地球家园”中的知识。在预习环节，教师将学科融合内容以任务单的形式呈现，引导学生结合太阳的位置与方向变化的相关内容，在一定的活动情境中体验位置关系的相对性，进而初步培养学生的空间观念，锻炼学生空间推理能力。这样的设计有利于突出学生的主体地位，让学生在特定情境中实现学科知识融合，产生探究学习的兴趣。

确定融合点是学科融合的开始。小学数学教师应潜心研究数学与科学之间的联系，细致入微地斟酌，大胆地尝试和研究，逐渐打破学科知识界限，融通数学知识关联科学知识的关键点，进而激发学生学习兴趣。

二、加强引导，促使学生深度探究

在学科融合背景下，小学数学中融入科学知识，需要教师打破学科教学的知识壁垒，引导学生实现数学的深度探究。同时还需要教师优化课堂构建，推动以往学科碎片化知识点讲解、记忆、演练和再现的教学逻辑，向核心素养培养、知识之间的深层探究、自主查证、协作探究、批判质疑的生态化课堂转化。基于此，在小学数学课堂上，教师应突出自身的主导地位，营造学生自主学习、合作探究的课堂氛围，帮助学生在知识融合的基础上实现深度学习。

第一，引导学生自主学习，做好教学指导。例如，在教学统计学相关知识的过程中，教师以“统计表”“条形统计图”为融合点，引导学生自主学习，搜集当地某年6月份降水量的相关数据，并独立制作统计图，直观展示降水量变化。教师在学生自主学习中利用微课进行启发，帮助学生厘清思路，完成数据的获取、整理。这样的教学设计有利于突出学生的主体地位，让学生理解、运用、融合数学与科学知识，实现深度学习。

第二，设计实验活动，促使学生合作探究。例如在“角”的相关知识探究中，教师设计数学实验活动，引导学生合作探究。在活动中，教师利用问题引发学生思考、讨论，其中在头脑风暴环节，教师提问：“同学们，怎样把一头大象运到卡车上，既省钱又省力？”在探究环节教师提问：“如果斜坡的角度相同，斜坡表面的材质不同，哪个圆柱体滚得远些呢？”“在其他条件都相同的情况下，斜面与地面角度不同，哪个角度物体滚得远一些呢？”在总结环节，教师提问：“生活中还有没有比45°角斜坡滚得更远的角度呢？”这些问题激发了学生探究的欲望，促使学生根据学习要求展开实验探索。在动手实验的过程中，教师引导各组学生通过讨论厘清实验步骤，即通过拼搭、滚动、测量、记录、计算这五个步骤，按部就班地完成操作，小组成员之间分工合作、相互配合，共同获得成功的体验。最后，教师为各组学生提供展示成果的机会，让学生理解“当坡度大约是45°角时圆柱体滚得最远。”“斜坡越光滑，物体滚得越远。”等知识内容。这样的教学设计让学生猜想、实验、论证，最终得出结论，以此来培养学生缜密的思维能力和严谨认真的科学精神。同时，学生在合作中锻炼了相互沟通、团结协作的能力，让学生在独立思考的基础上完成了更加深入的探究学习。

课堂教学指导是实现学科融合的关键环节。小学数学教师要立足学生学情，为学生提供自主学习与合作探究的机会，同时要发挥主导作用，对学生进行启发和点拨。这样，能让学生在独立思考、集思广益的过程中准确把握数学与科学的知识融合点，深入思考科学背景下数学知识的本质，探究数学知识的应用情境，进而更加深入地掌握学科知识。

三、拓展实践，发展学生综合素养

数学与科学的融合不仅体现在课堂上，还应体现在课外拓展学习中。小学数学教师应立足生活实际，设计综合实践活动，有意识地融入科学知识，并在更广阔的空间内为学生提供亲身体验、亲身实践、自主活动的机会，让学生应用数学知识、科学知识灵活解决生活中的实际问题，促进学生综合发展。

例如，在教学了分数以及统计学相关知识后，教师联系科学课程中的“弹力”知识，以现实生活为背景为学生设计“反弹高度”的综合实践活动。在活动中，教师首先利用生活化问题引发头脑风暴：在日常运动中，我们发现玩的篮球、乒乓球从高处落地后都会反弹，那同学们有没有观察过它们落地后能反弹多高呢？猜猜可能是哪个球反弹得高？我们怎么做实验得出结论呢？怎么设计实验才能尽可能地减少误差呢？带着这些问题，学生分组讨论，猜测各种结果，想象各种研究方法，同时也产生了实践探究的热情。其次，明确探究要求，确定实验任务。在各组学生产生探究热情的基础上，教师提出了综合实验的要求及实验目标：学会用分数表示落球高度和反弹高度之间的关系；知道生活中存在着弹力，了解弹力在生活中的应用；学会对实验数据进行数学处理和分析，得出科学性结论；经历实验过程，获得科学实验和实际测量的经验，感受实验研究的科学性和数学结论的严谨性；发展实事求是的科学态度，与他人分工合作，增强合作意识；在回顾、反思、交流的过程中，进一步学会全面合理地评价活动过程和方法等，养成自我反思的习惯。实验内容：篮球、乒乓球从高处落地后都会反弹。落地的乒乓球能反弹多高呢？篮球呢？实验任务：探究篮球、乒乓球从同一高度自由落下，哪种球会反弹得高一些，各自反弹的高度是多少？然后组织学生设计实验过程，收集相关数据。各组学生分工协作，利用不同的测量工具分别测量乒乓球和篮球起始和反弹的高度，多次操作后记录数据。同时组内讨论分析数据的合理性，为后续研究打好基础。接下来，指导学生科学处理数据，得出结论。面对一大堆数据，如何才能运用数据得出严谨的结论，是学生需要重点思考的问题。在这一过程中，教师融合数学学科中数据处理的知识以及科学探索的方法，引导各组学生经历观察数据、明确思考方向、选择合适方法处理数据、汇总数据、得出结论、生活应用等系列过程，最终对乒乓球和篮球的反弹高度进行理性分析。这样的过程能够让学生感受到科学处理数据的必要性和误差对实验结论造成的影响，促使学生深度融合数学与科学知识，实现综合探索，发展综合素养。

总之，在小学数学教学实践中，教师应整合教学内容，加强教学引导，组织拓展学习，进而推动数学知识与科学知识的有效融合。上述内容从多方面探寻数学教学与科学融合之路。当然，还存在探究未及之处，小学数学教师在学科融合的新时代教育背景下，还应进一步探究，利用生动有趣的教学内容激发学生学习的热情，让他们切实感受数学教学的科学魅力，进而获得综合素养的持续提升。