将科学素材融入数学教学

〔摘" "要〕" 跨学科融合教学是新课程标准的要求，旨在引领学生进行深度学习，实现高效课堂的目标。本文立足小学数学教学，以跨学科融合为导向，分析科学与数学学科的内在联系、数学教学融入科学的意义和必要性，探究将科学素材融入数学教学的途径。

〔关键词〕" 科学素材；数学教学；跨学科教学；融入途径

〔中图分类号〕" G424" " " " " " " " 〔文献标识码〕" A" " " " "〔文章编号〕" 1674-6317" " （2025）" 07" " 130-132

在小学数学教学中融入相关的科学素材，跨越学科边界，属于跨学科融合学习的范畴，符合新课程标准的要求。数学与科学有许多契合点，适时渗透融入科学素材，不仅可拓展学习领域，开阔知识视野，还有利于培养学生学习数学的兴趣，引领学生深度学习数学，有助于培养学生热爱科学的兴趣和探究科学的精神。在教学中，有些教师常常忽视跨学科融合教学的重要环节，导致数学学习枯燥乏味，低效无效课堂频频存在。实践表明，在数学教学中适时融入相关的科学素材，可增加数学课堂的活力，多层面提高学习效率。

一、科学与数学学科联系紧密

数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等领域的学科，主要培养运算、逻辑思维等能力，是科学研究的基础。科学是对未知事物进行学习、探索、研究、利用的过程，涉及自然、社会、逻辑思维等领域，是数学研究的深入。数学的确是科学探究的工具，与科学课程应该紧密结合。数学与科学相互依存、相互促进，二者联系紧密。现代科学的进步，有利于数学的发展，比如计算机、统计学、大数据等领域，都离不开科学的支撑。数学的深入发展，也为科学进步提供了巨大的帮助，科学的进步与发展都离不开数学的思维方法，科学的发展以数学精密测算为依据，才能实现理论上的飞跃。

小学数学与科学的内在联系表现在多个层面。二者在课堂教学中都比较注重培养学生的观察思考、分析推理、动手操作等能力。在新课程标准中，二者在学习目标、教学方式、学习活动等方面，都有许多相似之处：都比较注重引领学生从实践中获取有用信息，培养学生发现、分析和解决问题的能力，引领学生多角度去审题，探究多种解决问题的方法。在教学中，二者都需要运用简单的测量仪器，测量物体的长、宽、高等基本信息，并用度量单位记录下来；都需要用前后左右、东西南北等方位词表达物体的具体位置。在教材编排中，小学数学与科学有不少契合点，且大部分教材编排基本同步，比如科学中的“气温、降水量”与数学中的“条形统计图”，科学中“食物”单元的内容与数学中的“营养午餐”，数学“轴对称”图形与科学中“光的折射”，科学中“橡皮泥的排水量”与数学中的“认识体积和体积单位”，科学中“一天的生活用水”与数学中的“节约用水”，等等。适时抓住这些契合点进行跨学科融合教学，有利于促进学生深度学习，实现高效课堂的教学目标。

二、将科学素材融入数学教学的意义

（一）有利于激发学生学习数学、热爱科学的兴趣

小学数学教材中有不少与科学相关的阅读材料，在课堂上引领学生阅读，可激发学生学习数学、热爱科学的兴趣。比如我国古代民间的发明成果日晷和铜漏壶，是最早的计时工具。在教学时，有条件的可利用多媒体教学技术，演示日晷和铜漏壶的计时方法及过程，了解其计时原理，进而激发学生热爱科学的兴趣，同时促进数学深度学习。再如学习“圆的周长”一节，课前或课中可介绍相关的数学史料，如我国古代数学家祖冲之的研究成果，他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间，第一个把圆周率推算到小数点后七位，其成果比国外数学家至少要早一千年。这些数学史料与科学密切相关，教学中融入相关科学等跨学科知识，学生会产生自豪、敬畏之情，从而培养学生学习数学、热爱科学的精神。另外，可引领学生学习身边的数学及相关的科学，比如可介绍高德地图、“慧眼”卫星、高铁和动车等重要发明成果，这些成果都离不开数学和科学知识，有利于激发学生学习数学的积极性和求知欲，培养学生的科学态度和科学精神。

（二）有利于促进跨学科主题学习

《义务教育数学课程标准（2022年版）》指出，开展跨学科主题教学，强化课程协同育人功能；各门课程用不少于10％的课时设计跨学科主题学习。"小学数学教学中融入相关的科学知识，也属于跨学科主题学习的领域。小学数学与科学联系密切，将其与相关的科学知识进行渗透融合，可开阔学生学习视野，拓展知识面，培养热爱科学的兴趣，提升学习数学的能力。

例如，学习《平均数》一节，对三年级学生来说，平均数这一知识模块比较抽象，不容易理解。三年级下册《科学》有一节内容是《小车的运动》，在教学平均数时，可引入“小车的运动”进行动手操作。通过初次操作实践，便可预知“拉力越大，小车的运动速度就越快”的结论。可一次、两次的实践结果难以让人认同，需进行多次实践。经过数次实践，从感性到理性，学生不但获得正确的科学结论，也能认识到“平均数”的抽象意义。在动手实践中探究数学知识，有利于促进跨学科主题学习。

（三）有利于对学生进行科学教育

在小学数学教材中，几乎每一册都选编了相关的数学史知识或著名的数学家事迹，内容包括数学知识的发现及发展历程，其间蕴藏着相应的科学知识。比如，在《圆周长》一课中，就选编了我国古代数学家祖冲之发现“圆周率”的史料；在《三角形》一章中，编排了我国最早的一部数学著作《周髀算经》。另外，像古希腊欧几里得等著名数学家、我国古代著名的鸡兔同笼等数学趣题，教材里都有介绍。然而教材篇幅有限，在教学时还可结合教学内容引入其他的数学史料及科学素材。教师要立足教材，让学生了解相关的数学发展史，以及古今中外在数学领域做出贡献的数学家、科学家，在学好数学的同时，对学生进行科学教育，同步提升学生的综合素质。

三、将科学素材融入数学教学的途径

（一）引入科学实验，培养学生数学学习兴趣

引入与学习内容相关的科学实验，可促进学生深度学习，轻松掌握数学知识，掌握科学的学习方法。前后比较发现，对小学数学的教材编排，几乎每个年级的教材中都有统计的知识。统计这部分内容与日常生活联系紧密。而引领学生学习统计知识，主要目的不是让学生会作统计表、统计图，是能将所学的知识运用到生活实践中去，分析解决实际问题。比如小学科学《种子的萌发》一课中，有一个要求学生对种子的萌发情况进行观察、比较的实验，将学生带来的黄豆、绿豆等进行实验，让学生观察了解种子的发芽过程，并将种子的发芽数、未发芽数、腐烂数等数据记录下来，指导学生进行初步分析，比较黄豆、绿豆的发芽率各是多少？学以致用，在教师引领下自编练习题，以便巩固新知识。

（二）将数学与科学进行有机整合

对小学数学的学习，如果摒弃相关的科学素材，就会成为孤立的狭隘的学习；同样对小学科学的学习，如果不利用数学知识、数学方法，就难以上升为理论知识。在小学阶段的教学中，教师应更好地促进小学数学与科学的融合教学，帮助学生更好地体会自然科学的奥秘。数学与科学虽然是两个学科，但二者之间有一定的内在联系，便于将数学与科学进行有机整合。数学与科学的整合可以增强数学课堂的生动性。比如五年级上册科学课《光的折射》中，就蕴藏着轴对称图形、射线等数学知识；三年级下册有科学课《指南针》，在学习数学《位置与方向》时，就可与《指南针》一课进行整合。

再如学习“容积和容积单位”，与此教学内容相关的科学是“认识量筒”，进一步认识量杯。学会认读量筒上的刻度，有利于规范使用量筒测量液体的体积。对小学生而言，理解容积单位“1升与1毫升”的实际意义有一定的难度。如果通过倒入液体、读出量杯数据的实践操作，学生就容易感知“1升与1毫升”的容积大小。适时将数学与科学进行有机整合，可拓展教学内容，促进学生跨学科深度学习。对数学中未学而科学中已学过的内容，可以用已学习的科学知识指导未学的数学内容，促进科学知识在数学中的迁移和应用。实践表明，数学可使科学的研究成果更加符合客观事实，更加有理有据；科学研究利用数学方式、方法，对学生的思维发展和科学素养有积极的促进作用。

（三）通过动手实践发现数学规律

动手实践可以发现数学规律，掌握学习数学的方法。作为数学教师，需结合教学内容，积极创造实践条件，参与实践过程，观察实践现象，由感性到理性，得出科学的结论，提高数学课堂教学效率。适时构建小学数学实践性课堂，让学生在课堂上动起来，在做中分析思考，轻松解决实际问题。

教师应充分挖掘教育资源，对教材进行“二次开发”，设计和组织学生开展内容丰富、形式多样的实践活动，开辟实践基地，创新实践器材。比如教学场地不一定每节课都在室内，也可以在室外；教学器材不一定非要量角器、圆规或粉笔，也可以是橡皮泥、杯子、沙子等。大家知道，语文课《曹冲称象》便是非常有趣的数学实践，课堂上可让学生复述《曹冲称象》的故事，之后再引领学生分析讨论曹冲称象的科学原理，再引领学生思考哪些数学知识可以通过动手实践，实现科学求证或求解的目的。

再如，学习《圆锥体的体积》一课，学生在学习中容易忽视圆锥的体积等于等底、等高圆柱体积的三分之一。基于此，很有必要设计一些实验教学，把学习思考的时空留给学生，让学生经历“提出猜测—设计实验—动手操作—得出结论（公式）”的探究过程。课前让学生准备好等底、等高的圆柱和圆锥各一个，通过实践验证自己的猜想结论。先用圆锥装满沙子，之后倒入圆柱中，注意观察几次就可以装满。分析探究等底、等高的圆锥体和圆柱体体积之间的关系，以及圆锥体体积的计算方法。在实验教学中，学生发现圆锥体的体积就是等底、等高圆柱体体积的三分之一。

（四）利用多媒体技术突破教学重难点

多媒体信息技术属于科学的范畴，集图、文、声、像为一体，比较形象直观，可变抽象为具体，可展示丰富多彩的学习情景，扩大教学容量，拓展学习领域，让学生接触更多的数学知识和丰富多彩的数学世界，利于学生掌握重点、突破难点，获释疑点，从而提高课堂学习效率。多媒体信息技术是课堂教学的延伸，可为教学建立问题模型，通过模型建构解决相关数学问题。结合教学内容，适时利用多媒体技术辅助教学，可使教学效果实现质的飞跃，从而突破重难点。

例如教学《圆柱的体积》一节，比较抽象，学生难以掌握，其中“圆柱体积的推理过程”是本节课的重点，又是难点。对小学生来说，圆柱体不像正方体、长方体那样规则，因此不好测量，圆柱体积的推理也很抽象，如果按照传统教学，学生将不知所措，一片茫然。如果借助多媒体技术适时辅助教学，就能解决这些问题。多媒体技术可将圆柱体底面沿直径平均分成若干个面积相等的小扇形，之后将圆柱体沿着一条直径切割开，通过拼组形成一个长方体。这样，学生就能直观地感悟到，圆柱的底面积就是长方体的底面积，圆柱的高就等于长方体的高，圆柱的体积就可用长方体的体积计算公式来进行计算，即底面积×高。如此借助多媒体技术辅助教学，有利于学生轻松掌握本课的重难点，实现高效课堂的目标。

综上所述，将科学素材融入数学教学是跨学科学习的具体实践，不仅可拓展教学内容和知识领域，还可激发学生学习数学、热爱科学的兴趣。寓科学于数学教学中，教师需转变观念，改进教法，实施跨学科主题学习，进行深度融合，才能确保课堂实效。

参考文献

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