小学科学教学中融合数学知识的探索与实践

张雪

[摘    要]小学科学与数学相互依存、相辅相成，却在教学中彼此“割裂”。《义务教育课程标准（2022年版）》为小学科学与数学走向融合提供了新的契机。依托科学课程，融合数学知识，让科学探究在丰富的数学工具的支撐下生动地进行，这样的体验让科学课价值倍增，同时也对学生学习与应用数学知识进行了巩固。基于此，本文对科学与数学融合的必要性、可行性，数科融合存在的问题与阻碍，数科融合的有效策略做出了相关的分析与总结，希望通过对科学与数学的融合探究促进小学科学教学质量的提升。

[关键词]科学课程；数学课程；融合教学；跨学科学习

数学是基础科学，科学的性质就是归纳与演绎，而数学就是归纳与演绎的工具，为科学数据的分析提供了有力的保障。在科学学习中离不开数学学科的帮助，数学工具的灵活应用对科学学习具有重要作用。

一、数科融合，必要可行

（一）新课改的具体要求

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“科学新课标”）在课程性质上强调了义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程。在课程理念上强调要理解跨学科概念，并应用于真实情境。在课程实施上建议关注知识间的内在关联，促进知识的结构化，改变碎片化、割裂式的教学倾向，评价原则也体现跨学科融合等，体现评价的综合性。

《义务教育数学课程标准（2022年版）》（以下简称“数学新课标”）强调课程目标是以学生发展为本，以核心素养为导向的。这样的目标让学生体会到数学知识之间、数学与其他学科之间、数学与科学技术和社会生活之间的密切联系。数学新课标还在“综合与实践”领域兼顾了跨学科主题学习。

（二）教学知识的相互渗透

科学教学和数学教学是一种不分主次的良好意义上相互促进的关系。以教科版小学科学教材和苏教版小学数学教材为例，笔者发现这两门课内容上有很多相通之处，教学上可以相互促进。例如，在小学一、二年级科学学习中（如表1），运用到“比一比”“分一分”“认识方向”等数学知识，因此在小学科学与数学开展相互融合的跨学科主题学习活动是丰富教学策略的必要途径。

“跨学科学习”虽然是在《义务教育课程方案（2022 年版）》 提出的“新概念”，但是追其本质，我们已有研究性学习、项目化学习、学科实践、问题解决等都具有跨学科性质，具有实践性和综合性。因此，在基础教育课程改革大背景下跨学科学习十分必要，对于小学科学课程融合数学知识的研究颇有价值，数科融合，使小学数学更好地成为小学科学探究性学习的逻辑推理工具，保证了科学研究的可靠性。

二、发现问题，推进融合

（一）两科进度问题

笔者在小学科学教学工作中发现，当讲到某一科学知识需要用到数学知识作为工具解决时，学生有时候会感到疑惑，经笔者调查并进行两科教材知识的比对发现，教科版小学科学与苏教版小学数学知识的学习进度基本一致，但依然有些数学知识学习“滞后”于小学科学，使得学生在学习科学时，对于相关的数学知识不理解。例如在科学三年级上册“水结冰了”一课需要用到数学中负数的知识，但是关于负数的初步认识是在数学五年级上册才学习。

（二）课时长短问题

在小学科学课程的学习中，数学知识作为一种学习工具必不可少，根据表1分析，数科两科学习中，相关知识的学习进度不一致，有时需要适当延长课时进行两科融合，方便学生掌握学习工具，使学生有足够的时间去系统、条理地学习科学知识，并将其原理掌握，解决科学问题。

（三）融合节点问题

因为存在两科进度不一的问题，科学教师在进行授课时要结合所授内容，考虑何时将两科进行融合，使课程顺利进行，是在课前进行融合，还是课中、课后？这是进行数科融合面临的一个问题。

（四）教师教研问题

科学与数学虽然具有相关性，两科互补互助，但受传统教学的影响，小学科学与数学老师基本都是分开教研，科学教师难以把握数学知识的传授，数学老师也难以用数据对应科学实践，对学科融合教学不利。

（五）评价标准问题

科学新课改评价建议中，倡导跨学科融合、校内外结合，体现评价的综合性、增值性及过程性。在平时教学时科学与数学往往是分开教学，评价标准各成一系，要进行数科跨学科主题学习，必须为两科的学习制定融合性评价体系。

三、实施策略，深度融合

（一）协调两科学习进度

根据学情与教材分析，统一整合数学知识。例如，数学三年级上册学习“千克和克”，四年级上册学习“升和毫升”，这样的单位都会在一、二年级涉及。因此，笔者认为数学教师也要根据科学课程的安排进行灵活调整教学内容，为科学探究过程中所需的数学技能奠定基础。又如表2，小学科学课程从三年级开始，便注重学生的统计与分析、归纳与整理思维能力的发展，经常用到数学知识“统计表和统计图”的相关知识，因此对于数学中的统计表统计图相关知识可根据学段的实际需求进行整合，提前渗透，融入科学课程。

（二）适当调整课时长短

调整课时长短要以教学资源有效整合为基础，以学段学情为前提，对于简单知识的融合可采用40～45分钟的“小课时”进行两门课的融合实践教学，达到高效快捷的效果。而对于复杂知识的融合可采用60分钟的“大课时”进行两门课的融合实践教学，让学生有足够的时间系统地学习知识，并将其理解掌握。

（三）合理安排融合节点

笔者认为，两科融合的前提下要避免混淆两门课程的知识点，这对选择融合的时间地点有较高的要求，对于简单的数学知识应用，可以在课前融合，如数学单位的应用，在课前讲授，教学便捷高效。对于数据的收集、归纳整理等知识的应用，可以选择在课中融合，如小学科学《让小车运动起来》等需要收集数据、选择数据的实验探究课，在课中融入数学知识中位数、平均数、众位数等的渗透，来解决实际的科学问题。

（四）集体教研协作教学

教学中，要想两门学科有效融合，仅凭一科教师的努力是远远不够的，还需要两科老师致力合作，在教研时互相渗透教学目标、整合教学内容、探究实践活动。当科学课程与数学知识融合后，教师首要的工作内容就是设计相通的教学目标，将两门学科互通的内容串联起来。例如，一年级上册科学课程“在观察中比较”要求学生能从多种角度观察和比较物体，尝试用排序的方式来描述和记录观察的结果，那么可以参考一年级上册数学课程“比一比”中的内容，在比恐龙大小时，回顾数学中比一比方法，比较恐龙的长短、高矮，并进行排序。

（五）应用适当的课堂评价

建立适当的教学评价，是科学与数学课程相关性教学实施的保证。在课堂中，注重在评价的过程中融入学科相关性，借助评价的调控、激励功能，激发学生对学习的追求。例如，鼓励他们正确使用科学仪器获取数学数据，鼓励他们在科学中数学方法的正确使用。同时制定评价时关于科学与数学融合的部分要制定融合性评价，包括学生自评、小组互评、师生互评等，如在自评中：这节课我学会了……还有……没有理解掌握，根据评价教师可以掌握学生学习动态，如果关于融合的知识点没有掌握好，教师可以在各自的课堂进行补充。

四、双双融合，提升价值

（一）实现科学课程价值的倍增

在小学科学课程的学习中融合数学知识，让学生掌握探究实践的工具，就彷佛战士上战场有了武器，一节课中，既学习了有关数学知识，也实现了科学探究的生动化体验，让科学课价值倍增，实验让数学更加立体，而数学也让科学得到倚靠。

（二）提高解决科学实践问题的能力

当科学课程融合了数学知识，学生能夠合理应用数学知识，准确分析数据，发展数学思维，解决科学问题，使其能够通过科学现象思考数学，通过数学理论解决科学问题，这就能够有效地培养学生的学科思维，提高解决科学实践问题的能力。

（三）激发学生学习的兴趣意识

在通常情况下，在学习科学或数学课程时仅能接触符合学科专业的内容，鲜有机会接触其他学科的内容，这会慢慢地形成较为枯燥的学习过程。而在将科学课程与数学知识融合后，可以互通两门课程的内容，提升小学生的求知欲，激发他们的兴趣意识。

由于科学和数学课程在本质上存在一定的联系，所以在教学过程中常常可以看到彼此的“身影”，这就要求教师充分运用该种特殊优势，不断融合这两门学科的理论知识作为资源补充到课堂教学中。一方面有助于提高课堂教学质量；另一方面会促进学生勤于思考、积极探究，从而达到深度学习的效果，有利于提高学生的学习质量。

参考文献：

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[5]雷莉.小学数学与科学课程相关性研究[D].广东：广州大学，2018.

（责任编辑：吕研）