跨学科融合视角下小学科学与数学教学的碰撞

周福岭

小学是学生学习的重要阶段之一，科学和数学作为小学必修课程，对学生的成长发展具有重要意义。科学教学注重学生实践能力和创新意识的培养，数学教学则注重学生逻辑思维和数学素养的培养。如果能够将科学与数学教学有效融合，不仅可以提高学生的学习效果，还可以促进学生创新能力和综合素质的发展。小学生在学习数学和科学的过程中应该养成自主探究的习惯，而融合教学可以提高学生的综合能力和创新能力，有利于培养学生的科学素养。因此，小学数学和科学教学的有效融合已经成为当前教育领域的研究热点之一。然而，数学和科学教材常常分开使用，导致学生难以将两者联系起来。

一、小学科学和数学的概述

小学科学和数学是两门基础学科，在小学阶段是不可或缺的课程。小学科学是培养学生科学素养、科学方法和科学思维的学科，内容包括生物、物理、化学等自然科学领域。小学数学是培养学生数学思维、数学方法和数学技能的学科，内容包括算术、几何、统计和代数等数学领域。小学科学和数学的教学目标旨在培养学生的科学素养、科学方法和数学思维，帮助学生通过实验、观察、探究和推理等方式掌握科学知识和数学技能，形成科学思维和数学思维习惯。

二、小学科学和数学教学融合的理论基础

小学科学和数学教学融合是指在教学过程中，将科学和数学知识、方法和思维有机地结合在一起，使学生成为具有科学素养和数学思维的综合型人才。小学科学和数学教学融合的理论基础包括以下几个方面。

第一，统一性原则。科学和数学都是逻辑思维的运用，都应该遵循一定的逻辑，如归纳推理、演绎推理和逆向思维等。因此，在进行科学和数学教学时，应该强调这种逻辑思维的共性和统一性，促使学生形成统一的逻辑思维体系。

第二，实用性原则。科学和数学都是将理论应用于实践的一门学科。因此，在教学过程中，应该注重科学和数学的应用性和实用性，鼓励学生在实践中应用所学知识、方法和思维。

第三，交叉性原则。科学和数学之间存在的交叉性非常强，许多科学问题都需要借助数学方法进行求解，而许多数学知识也会应用于科学领域。因此，在小学科学和数学教学中，应该强调这种交叉性，促使学生在学习中获得更加全面的知识、方法和思维。

第四，创新性原则。科学和数学之间的关系非常密切，因此，小学科学和数学教学应该注重创新性，鼓励学生在学习中进行创新，培养学生勇于探索的精神。

三、小学科学和数学教学有效融合的意义

（一）提高学生学习兴趣和质量

小学生的好奇心很强，希望了解自然界的规律和数学公式的应用。如果将数学和科学融合在一起，可以让学生更好地理解这两门学科的基本概念和原理，同时提升学生的学习兴趣和参与度，让学生更愿意学习。

（二）提高学生学习效率

科学和数学教学需要逻辑思维和分析能力。将科学和数学课程相融合，可以帮助学生更清晰地理解两门学科之间的联系，提升他们的逻辑思维和分析能力，从而更高效地学习这两门学科。

（三）促进学科之间的交流与合作

科学和数学两门学科之间有很多相似之處，如数学中的代数和科学中的物理学。将两门学科融合在一起，可以促进学生之间的交流与合作，使他们更好地理解两门学科之间的联系，有助于培养学生的团队精神与合作意识。

（四）提高学生的综合素质

小学生需要掌握一定的科学和数学知识，但是单独学习一个学科可能难以培养学生的综合素质。将科学和数学融合在一起，可以让学生更全面地掌握知识，培养他们的综合素质，如逻辑思维、分析能力、创新能力等。

四、小学科学和数学教学融合的实践策略

（一）任务型教学模式

任务型教学模式是一种以任务为核心的教学模式，侧重培养学生主动学习和解决问题的能力。在小学科学和数学教学中，教师可以根据学生的学习需求和教学目标设计一些任务型教学活动，让学生在完成任务的过程中掌握相应的知识。

以“观察物体”教学为例，教师提出问题，引发学生思考，激发他们独立探究的动机。鼓励其通过实践和探究来获得知识，培养他们的实践能力。将科学和数学概念结合起来，让学生在实际问题中综合运用两门学科知识。

例如，测量不同物体的长度和重量。首先，将学生分成小组，每组获得一些不同形状和大小的物体。其次，学生观察并记录物体的长度和重量，并用标准的长度单位（如厘米）和重量单位（如克）进行测量。再次，学生根据测量结果进行分类和比较，讨论不同物体的长度和重量有何异同。最后，学生总结测量长度和重量的方法和规律，并与数学中的计量相关知识进行对比。

又如，探究物体的形状和容量间的关系。首先，学生观察不同形状的容器，并预测它们的容量大小。其次，学生用水或相应的材料将容器填满，并用标准容量单位（如毫升或升）测量容器的容量。再次，学生将测量结果进行整理和比较，讨论容器的形状与容量大小之间的关系。最后，学生总结容量的测量方法和规律，并与数学中的容量计算知识进行对比。

通过这两项任务，学生既能够观察和探究物体的特征，又能够运用数学中的测量和计量知识，实现了科学和数学的融合教学。因此，小学科学和数学教学融合的实践需要结合任务型教学模式，通过问题导向的探究学习，培养学生观察、思考和解决问题的能力。学生测量不同物体的长度和重量，探究物体的形状和容量之间的关系，可以达到科学和数学的融合教学效果。这种教学策略有助于促进学生对科学和数学知识的综合理解，培养他们跨学科思维和应用知识的能力。

（二）探究式教学模式

探究式教学模式是一种以探究为核心的教学模式，侧重于培养学生的探究精神和创新能力。在小学科学和数学教学中，教师可以采用探究式教学模式引导学生自主探究，理解相应的科学和数学知识。

以“找规律”教学为例，建立科学和数学知识之间的联系是非常重要的。教师可以将课程内容以一个主题为基础，让学生从不同的角度去探究。比如，将物理学中的力学与数学中的力学结合起来，让学生更好地理解力的概念，并将所学知识应用于实际生活中。探究式教学模式是指学生通过实验和探究来发现问题，学习相关知识和技能。在科学和数学融合教学中，探究式教学模式是非常适合的。教师可以设计一些有趣的问题，让学生自己去发现，并引导其逐步掌握规律和方法。

“找规律”是数学教学中非常重要的一个环节，在科学和数学融合教学中也可以使用这种方法。例如，在教授物理学中的速度概念时，教师可以让学生自主寻找速度与时间、距离等因素之间的关系，通过找规律来掌握速度的概念。同时，结合探究式教学模式，可以让学生通过实验来验证自己找到的规律，进一步巩固所学知识。还可以举一反三地将所学知识运用于其他领域，拓展思维。

在科学和数学融合教学中，教师可以引导学生从所学知识中找到其他领域的应用，从而达到开阔视野、拓展思维的效果。例如，在教授物理学中的力学时，教师可以引导学生思考力在生活中的应用，如平衡木、秤等，从而扩展知识。因此，小学科学和数学教学融合需要一些实践策略，如建立聯系、探究式教学模式、找规律、举一反三，帮助学生更好地掌握知识和技能，提高学生的综合素质。

（三）游戏式教学模式

游戏式教学模式是一种以游戏为核心的教学模式，侧重于培养学生的兴趣和参与度。在小学科学和数学教学中，教师可以采用游戏式教学模式，设计一些趣味性和互动性较强的活动，如小组比赛、角色扮演、智力竞赛等，让学生通过游戏理解科学和数学知识。

以“四则运算”教学为例，游戏是学生学习的主要方式之一，通过游戏，学生可以在积极愉快的氛围中学习，激发他们的学习兴趣。教师引导学生自主探究和发现，培养他们的探究精神和解决问题的能力。将科学和数学概念结合起来，让学生在实际问题中综合运用两门学科知识。

例如，四则运算拼图游戏。首先，将学生分成小组，每个小组获得一张拼图。其次，拼图上有各种运算符和数字碎片，学生根据题目要求，将拼图上的碎片进行组合，形成正确的四则运算表达式。再次，学生通过合作讨论，在规定的时间内完成拼图，并进行检查对比，看哪个小组完成得最快且正确。最后，学生总结四则运算的规则和性质，并将其与数学中的相关知识进行对比和应用。

又如，设计数字迷宫游戏。首先，将学生分成小组，每个小组设计一个数字迷宫游戏。其次，每个迷宫中设置四则运算题目的障碍和答案路径，学生需要在迷宫中找到正确路径，解决问题并到达终点。再次，学生分享自己设计的迷宫游戏，并互相挑战解决对方设计的迷宫题目。最后，学生通过游戏互动和竞赛提高了四则运算技能，并将数学中的概念和方法应用于实际问题中。

通过以上任务，学生既能够通过游戏的方式进行四则运算学习和训练，又能够将科学和数学知识进行整合应用。游戏式教学模式可以增加学习的趣味性，培养学生的合作精神、解决问题的能力和数学思维。因此，小学科学和数学教学融合实践可以结合游戏教学模式，通过有趣的游戏和活动来激发学生的学习兴趣。通过拼图游戏和数字迷宫游戏，学生可以进行四则运算学习和训练，培养他们的合作精神、解决问题的能力和数学思维，有助于促进学生对科学和数学知识的综合理解，提高他们的学习动力。

（四）教学资源的整合

在小学科学和数学教学融合中，教师可以整合各种教学资源来支持学生的学习，如利用数字教育平台、多媒体教具、实验设备等资源来呈现科学和数学概念，激发学生的学习兴趣。同时，教师可以利用图书、游戏、模型等资源来丰富教学内容，帮助学生更好地理解所学知识。

以“克和千克”相关知识的教学为例，教师可以整合不同的教学资源，包括数字教育平台、多媒体教具、实验设备、图书等，以支持科学和数学教学的融合。通过教学资源的整合提供多样化的学习材料，让学生能够更直观地理解抽象的概念，增加学习的趣味性和互动性。

首先，教师可以引导学生阅读课文，了解克和千克的定义。结合实际生活中的重量单位转换问题，通过实验或观察等方式，让学生实际操作，体验克和千克的概念。

其次，教师可以利用数字教育平台或多媒体教具展示不同物体的重量，帮助学生更好地掌握相关知识。利用现代技术手段制作教学课件，如视频、动画、游戏等，辅助科学和数学教学的融合。例如，教师可以制作一个关于重力和重量的动画视频，通过生动形象的方式展示物体的重量以及在不同重力场中的变化。教学媒体能够帮助学生更好地理解和应用所学知识，提高学习效果。

最后，教师可以利用外部资源来丰富科学和数学教学内容，如博物馆、实验室、科技中心等。为了更好地融合科学和数学学科，教师可以组织学生参观这些场所，让学生亲自体验科学和数学知识的应用。例如，教学力学时，教师可以带领学生参观力学实验室，让学生通过实际操作深入理解力学的基本原理。

教学资源的整合可以为科学和数学教学的融合提供更丰富的学习材料，激发学生的学习兴趣，提高学习效果。通过实际操作，学生可以更好地理解重量单位的概念，加深对科学和数学学科融合的理解。同时，教师可以利用制作教学媒体和外部资源的方式丰富教学内容，提供更多实践机会，促进学生综合发展。

五、结语

总而言之，小学科学和数学教学融合能够有效促进学生学习和发展，提高他们的兴趣和参与度，培养其探究能力和综合素质。同时，将科学和数学知识有机地结合起来，学生能够全面理解所学知识，为未来的发展奠定坚实的基础。小学科学和数学教学的有效融合具有重要意义，可以帮助学生更好地理解两门学科之间的联系，提高学生的学习质量，促进学生之间的交流与合作，发展学生的综合素养。