将科学知识融入数学教学

黄小娜

〔摘    要〕  数学与科学相互依存、相互渗透，有着非常紧密的联系。小学数学教学积极融入科学知识对于学生的数学知识学习、学习动机、科学素质等多方面都有重要意义。教学中可以采取情境创设、实验操作、引入科学问题、借用科学原理、开展综合性学习等策略以有效融合科学知识，提升数学教学效益。科学知识不仅仅是一种学科知识，更是一种思维方式和解决问题的工具。科学知识和数学知识是相互依存、相互渗透的。科学知识可以为数学教学提供丰富的背景和实际应用场景，而数学知识可以帮助学生更好地理解和应用科学知识。因此，将科学知识融入小学数学教学中，可以帮助学生更好地理解和应用数学知识，培养学生的创新思维和实践能力。本文就科学知识融入小学数学教学的有效策略做初步探讨。

〔关键词〕  小学数学；科学知识；知识融合；有效策略

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  07    136-138

一、将科学知识融入小学数学教学的意义

（一）有利于增进学生对数学原理的认识

数学是建立在客观现实基础上的高度概括，它源于自然科学并运用于科学之中。因此，将科学知识融入小学数学教学中，可以帮助学生建立数学与科学的联系，加深对数学概念和原理的理解。例如，在学习几何时，可以引入科学知识中的物理原理，让学生通过实际观察和实践操作，探索几何形状的现实来源与应用，从物质结构深入认识点、线、面关系，提升学生的数学思维和空间想象力。

（二）有利于激发学生的学习兴趣和动机

科学知识通常与生动具体的事物及有趣的实验相关联，将这些形象有趣的内容融入数学教学中，可以激发学生学习数学的兴趣。例如，在学习数据统计时，可以引入有关概率和统计的科学实验案例，让学生通过对具体自然事件的实际观察和数据收集，充分感受数字与数据的奥妙，探索统计方法的应用，增强学生学习数学的兴趣和动机。

（三）有利于培养学生的科学态度和科学素养

数学教学的目标不仅仅是教会学生思考与运算，更重要的是培养学生热爱科学的志趣与严谨的科学态度。将科学知识融入数学教学中，可以帮助学生培养科学态度，学会用科学的方式思考和分析问题。例如，在学习数学论证时，可以引入科学领域中的实验数据的价值问题，用具体鲜明的事件引导学生认识到科学的客观性与严肃性。让学生深入认识到数学领域的“1”就是“1”，而不能含糊其词，更不能随意改动，任何结论的做出必须有根有据，并经得起检验，教育学生通过实证方法验证数学结论，培养学生的求真求实精神和批判性思维。

二、将科学知识融入小学数学教学的方法

（一）情境创设

在科学知识中，有很多与数量、几何问题相关的具体科学事件，它们有利于展示认知数学的过程，由此建构起具体生动的数学学习情境，引导学生深入其中。

在小学数学教学中，创设与科学相关的情境可以激发学生的兴趣和好奇心，增强学生学习数学的动力。例如，在学习面积和体积时，可以引入科学实验中的液体容量、土地面积等概念，让学生通过实际操作和观察，理解数学概念的实际应用。

在学习人教版小学数学《图形的运动（一）》时，我曾经创设了一个在实验中使用镜子观察一些物体反射现象的实验，引领学生初步认识轴对称图形的基本特征。在情境中，我向学生展示了镜子反射的图片，引发学生对镜像对称的注意。然后，我引导学生通过讨论，理解了轴对称的概念，即图形能够通过某条线（轴）折叠后，两边完全重合。接着，我分发給学生一些卡片或纸板，要求学生在上面绘制轴对称图形。学生可以通过折叠纸板或使用镜子等方法，找到图形的对称轴，并在纸板上绘制出轴对称图形。学生完成绘制后，可以互相展示自己的作品，并讨论对称轴的位置是否准确。活动结束时，我与学生一起总结轴对称图形的基本特征和对称轴的含义。本节课，由于学生置身对称图形的探寻中，他们在操作中经历了轴对称图形的形成过程，因此非常自然地认识了轴对称图形、对称轴的特征，并兴致勃勃地总结了相关的概念。

（二）实验操作

科学实验是一种特殊的实践活动，它通过对实验条件的控制操作探求真理，因此有利于学生在实践操作中探寻数学原理。例如，在学习数据统计时，可以让学生设计并进行与科学实验相关的数据收集，然后利用统计方法进行分析和展示。这样的实践活动可以让学生更好地理解统计的概念和方法，并提升学生的数据处理和解释能力。

例如，在学习人教版小学数学《倍的认识》时，可以设计一个实验，让学生通过观察和比较，建立倍的概念。实验可以是关于物体的重量或长度的比较。首先，让学生选择两个物体，并使用天平或尺子进行比较，记录下它们的重量或长度。然后，让学生将其中一个物体加倍，即加重或拉长，再次进行比较。从实验结果中，学生可以发现加倍后的物体与原物体相比，重量或长度都是原来的两倍。通过这个实验，学生能够亲身体验倍的概念，理解加倍的含义。此外，也可以引入其他科学实验，如重力、浮力等，进一步加深学生对“倍”的理解。总之，以科学事件为线索，让学生充分探索，将使数学原理更加浅显，也使数学学习更加生动有趣。

（三）引入科学问题

问题是科学的起点，是数学学习的起点，也是引领学生走进数学殿堂的奥秘所在。将科学问题引入数学教学中，可以使学生学习更有目的性、针对性，更有探索意愿。学习中，可以提出一个与科学实验相关的问题，让学生通过建立数学模型解决实际问题，由此引导学生将数学知识应用到实际情境中，并培养学生的逻辑思维和解决问题的能力。

例如，在学习人教版小学数学《小数的四则运算》中，教师可以给学生提出一个问题：“某超市卖出的饮料总共有150升，如果每瓶饮料是0.5升，那么这个超市卖出了多少瓶饮料？”这个问题既涉及小数的除法计算，也与商业运作相关，能够引起学生的兴趣。然后，引导学生根据问题中的关键词，如“150升”“0.5升”等，总结出小数除法的法则，即被除数除以除数得商，商的小数点位置与被除数和除数的小数点位置对应。通过比较整数除法和小数除法的差异，加深学生对小数除法法则的认识，提高计算能力，也从中培养了学生在商业运作中的数学思维。科学是解决问题的成果，蕴含许多生动的问题解决案例，值得我们从数学教学实际出发，探寻富有教学意义的问题线索，使之成为激发学生数学思维的“火花”。

（四）借用科学原理

数学与自然科学的原理是相通的，往往可以相互印证。在数学教学中引入学生已知的科学原理，可以增强学生对数学概念的理解和应用。例如，在学习平面和立体几何时，引入科学领域中的光学原理，可以让学生通过实际观察和实验，更全面深入地认识几何形状，建构更完整的几何概念。

例如，在学习人教版小学数学《因数与倍数》时，教师可以给学生提出一个问题：“为什么一些物质的质量是其他物质质量的整数倍？”让学生思考这个问题，并尝试用学生的数学知识来解释。然后，引导学生进行实验，比如用天平来比较不同物质的质量，观察它们之间的关系。通过实验，学生可以发现，一些物质的质量是其他物质质量的整数倍，这就涉及了因数和倍数的概念。接着，引导学生观察和总结实验结果，让学生发现一些规律：如果一个物质的质量是另一个物质质量的整数倍，那么这个整数就是它们的倍数，而这个物质的质量就是另一个物质的因数。通过这样的探索，学生可以理解因数和倍数的相互依存关系，并培养抽象、概括的能力。在实践活动中，可以鼓励学生合作探索，互相交流观点和思考，培养学生的合作意识和热爱数学学习的情感。同时，通过引入科学原理，如质量和整数倍的关系，可以渗透辩证唯物主义的观点，让学生认识到事物之间的相互联系和相互依存。融合科学知识，探索科学原理，可以使数学教学更加生动有趣，激发学生的学习兴趣，培养学生的思维能力和创新意识。

（五）开展综合性学习

将数学与科学联结，不仅是数学学科的教学目标，也应是两个学科共同的追求。两个学科可以携手开展综合性学习，以课题（主题）、项目为核心共同探索科学奥秘。这样的综合性跨学科合作可以促进学科间的交流和融合，培养学生的综合学习能力和团队合作精神。

例如，在教学人教版小学数学《图形与几何》时，教师可以引导学生通过观察和实践，了解长方体和正方体的特征和性质。通过观察这些图形的不同面、棱和顶点的数量，学生可以发现它们的共同特征和区别。同时，可以引入科学领域的知识，如物体的形状和结构，让学生理解为什么长方体和正方体具有特定的属性。接着，可以通过一视图、三视图的绘制和摆放小正方体的活动，培养学生的空间想象力。通过让学生观察不同视角下的正方体的表现形式，让学生学会根据平面图表示三维空间中的物體，学会运用图形的运动和变换，加深对几何图形的理解。同时，在解决实际问题的过程中，应着力引导学生将数学知识与生活联系起来，体会数学的价值。例如，可以提出一个问题：“如何用最少的小正方体搭建一个长方体的模型？”让学生思考和实践，找到解决问题的方法，并培养其创新精神。通过融合科学知识，进行跨学科合作，可以使数学教学更加丰富多样，激发学生的学习兴趣，培养学生的思维能力和创新意识。

三、结语

数学与科学具有天然的密切联系，应特别重视将科学知识融入小学数学教学中，让学生在与自然、现实的直接接触中更深入地感受、认识数学原理，培养学生的科学思维和创新能力。教师应立足于数学教学实际，深入发掘数学与科学的联结点，积极运用多种有效途径推动学生数学与科学素质的融合发展，从而使学生真正学到植根于生活与科学的数学，学到有趣有用的数学。

参考文献

[1]熊海金，王正阳，吴梓俊.基于Cite Space的国内民族数学文化研究态势分析[J].南宁师范大学学报（自然科学版），2023（2）：177-186.

[2]叶志强.双减背景下小学数学教师课堂教学的困惑与归因及建议：基于NVivo的质性研究[J].数学教育学报，2023（4）：78-84.

[3]贾旋，袁涛，吴凤桥.2000～2021年间国内外数学问题提出的比较研究：基于Cite Space软件的可视化分析[J].辽宁师专学报（自然科学版），2023（2）：13-21