從“數(shù)學(xué)教學(xué)”到“數(shù)學(xué)
——科學(xué)教學(xué)”

杜昕靜

（新疆師范大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830054）

【教師觀點(diǎn)】

從“數(shù)學(xué)教學(xué)”到“數(shù)學(xué)
——科學(xué)教學(xué)”

杜昕靜

（新疆師范大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830054）

文章用數(shù)學(xué)聯(lián)系科學(xué)的視角來審視數(shù)學(xué)教學(xué)，重點(diǎn)探討了科學(xué)在小學(xué)數(shù)學(xué)“教”與“學(xué)”中的重要作用，一方面可以在科學(xué)情境中感受數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣，另一方面可以讓學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中獲得隱性的科學(xué)知識，尋找到對于培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)最有效的方法。

數(shù)學(xué)教學(xué)；數(shù)學(xué)——科學(xué)教學(xué)；科學(xué)素養(yǎng)

一、“數(shù)學(xué)教學(xué)”與“數(shù)學(xué)——科學(xué)教學(xué)”

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)是指教學(xué)以數(shù)學(xué)學(xué)科為中心、分科主義為指導(dǎo)，運(yùn)用單一的數(shù)學(xué)教學(xué)手段進(jìn)行數(shù)學(xué)的教學(xué)過程。數(shù)學(xué)——科學(xué)教學(xué)是改變以往傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)方法，將數(shù)學(xué)與科學(xué)聯(lián)系起來進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生在科學(xué)的載體上，體會到探究的樂趣，感受到數(shù)學(xué)與科學(xué)綜合的魅力。

數(shù)學(xué)中運(yùn)用科學(xué)知識進(jìn)行教學(xué)比單純的用數(shù)學(xué)教數(shù)學(xué)有意義的多，它能在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和創(chuàng)造思維能力等綜合素質(zhì)。同時，“數(shù)學(xué)聯(lián)系科學(xué)”的教學(xué)方式，能增長學(xué)生的綜合知識，提高解決問題的能力。現(xiàn)代心理學(xué)提供的材料也表明，一個人知識越豐富，神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生的突觸處也越多，神經(jīng)傳導(dǎo)也越快，所以知識面廣的人具有較高的思維靈活性和深刻性。[1]因此，教師要建立“數(shù)學(xué)聯(lián)系科學(xué)”的教學(xué)意識，在教的過程中用好科學(xué)知識的載體，創(chuàng)造性的使用教材，通過選擇最重要的知識，呈現(xiàn)最重要的方法，使學(xué)生學(xué)會遷移知識、舉一反三，活化思維，培養(yǎng)學(xué)生具有轉(zhuǎn)識成智的能力。[2]

《義務(wù)教育小學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》（以下簡稱課標(biāo)）總目標(biāo)中要求學(xué)生“體會數(shù)學(xué)知識之間、數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間、數(shù)學(xué)與生活之間的聯(lián)系，運(yùn)用數(shù)學(xué)的思維方式進(jìn)行思考，增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力、分析和解決問題的能力?！盵3]由此可以看出，課標(biāo)強(qiáng)調(diào)關(guān)注數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間的綜合與聯(lián)系。它倡導(dǎo)教師放下自己所謂的“專業(yè)”，積極涉獵其他學(xué)科，提高對各學(xué)科的認(rèn)識，完善對新課程的理解；改變過分強(qiáng)調(diào)學(xué)科教學(xué)專業(yè)化，人為地造成學(xué)科本位、知識本位的做法。因此，從“數(shù)學(xué)教學(xué)”到“數(shù)學(xué)——科學(xué)教學(xué)”是數(shù)學(xué)教學(xué)的必然趨勢。

二、“科學(xué)——數(shù)學(xué)教學(xué)”中的“教”與“學(xué)”

首都師范大學(xué)郜舒竹教授曾講過國外的一個數(shù)學(xué)教學(xué)案例：一年級的學(xué)生在學(xué)“數(shù)的認(rèn)識”的時候，老師先教學(xué)生疊一個紙船，并要求學(xué)生把它放在水盆里，讓學(xué)生在紙船里不斷放入小圓片，數(shù)一數(shù)最多放多少個小圓片的時候船會沉，記下結(jié)果；并在同伴中選出最好的一個，說說你的理由。這個案例對我們以后的數(shù)學(xué)教學(xué)很有借鑒意義：首先，它將手工、科學(xué)知識融入了數(shù)學(xué)教學(xué)中，使教學(xué)活動充滿趣味性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，一年級的學(xué)生雖然不太明白浮力的知識，但是這種學(xué)科綜合教學(xué)會引起學(xué)生探究的欲望，能促進(jìn)學(xué)生獲得隱性的科學(xué)知識，同時，對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有重要作用。

與此相類似的歷史上有“曹沖稱象”的故事，它是運(yùn)用科學(xué)知識解決數(shù)學(xué)問題的典型例子。一般地，如果讓我們測大象的重量，好像能想到的只有直接用秤去稱，但是量程不夠，我們就無能為力了。而曹沖卻能從另一個角度想問題，將科學(xué)中的相同質(zhì)量的物體浮力相等的科學(xué)知識作為中介（即大象和相同質(zhì)量的石塊浮力相等），運(yùn)用代換的思維解決問題，打破了學(xué)科的界限。事實(shí)上，學(xué)生的興趣很少局限在某一特定的學(xué)科，他們更多、也愿意閱讀、親近多學(xué)科的交叉的百科知識，從中發(fā)現(xiàn)、驗(yàn)證和解決一些問題。[4]

在實(shí)施教學(xué)時，我們需要將數(shù)學(xué)和其他學(xué)科有機(jī)聯(lián)系，將各種教學(xué)資源、因素和手段有效綜合，最優(yōu)化地完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。我們關(guān)注于將數(shù)學(xué)與科學(xué)綜合在一起的時候，學(xué)校發(fā)生了什么。這能幫助我們了解數(shù)學(xué)和科學(xué)的聯(lián)系是怎樣影響學(xué)生的學(xué)習(xí)并使之成為一種普遍的實(shí)踐。[5]盡管將數(shù)學(xué)與科學(xué)聯(lián)系在一起教學(xué)對教師的挑戰(zhàn)很大，但如果運(yùn)用得當(dāng)，學(xué)生將會受益無窮。

數(shù)學(xué)和科學(xué)等學(xué)科的教學(xué)都是為了解決問題而服務(wù)的，但生活中的問題往往不是僅能用某一學(xué)科的知識就能解決的，需要綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)和科學(xué)的方法解決問題。這種轉(zhuǎn)換的思維方法可以開闊學(xué)生的思路，促進(jìn)學(xué)生從不同角度、不同思路入手，運(yùn)用不同的方法解決同一問題，它對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維有促進(jìn)作用。

三、數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

“一個國家的科學(xué)水平可以用它消耗的數(shù)學(xué)來度量。”這是科學(xué)家拉奧說的一句很著名的話。為什么數(shù)學(xué)對于科學(xué)那么重要呢？因?yàn)閿?shù)學(xué)為科學(xué)事實(shí)的分析和推理提供了理論和方法。20世紀(jì)偉大的德國數(shù)學(xué)家赫爾曼·外爾說：“事實(shí)，只認(rèn)為是事實(shí)，沒有太大的用處。因其數(shù)量之多與顯而易見的支離破碎，使人手足無措。但是，把他們?nèi)诤铣衫碚?，并使之協(xié)調(diào)，那么情況就不同了。理論是事實(shí)的本質(zhì)，沒有理論，科學(xué)知識將只是一處瘋?cè)嗽?。?shù)學(xué)是無窮的科學(xué)?！盵6]數(shù)學(xué)和科學(xué)相互聯(lián)系，相互滲透，彼此能夠提供知識和能力的支持?？茖W(xué)和數(shù)學(xué)互為其學(xué)科的工具；同時，科學(xué)能解釋數(shù)學(xué)知識。因此，將科學(xué)教學(xué)方法用于數(shù)學(xué)教學(xué)，能更好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，理解數(shù)學(xué)知識。

科學(xué)是以探究為核心，科學(xué)教學(xué)方法分為：觀察與測量、比較與分類、預(yù)測與推理、猜想與假設(shè)、識別與控制變量和解釋與模型。[7]在數(shù)學(xué)教學(xué)中，進(jìn)行以探究為主、融入科學(xué)教學(xué)方法的學(xué)習(xí)，改變傳統(tǒng)的以講授為主，學(xué)生被動聽講的課堂教學(xué)方法，能使學(xué)生在活動中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，提升綜合能力。

數(shù)學(xué)聯(lián)系科學(xué)進(jìn)行教學(xué)，要求教師自身要建構(gòu)多元化的知識結(jié)構(gòu)，能圍繞核心要素進(jìn)行教學(xué)組織與實(shí)施。不能只停留在本專業(yè)學(xué)科的知識上，還應(yīng)具有廣博精神、融會貫通的許多相關(guān)知識。教師應(yīng)該多與其他學(xué)科領(lǐng)域的同事進(jìn)行交流，互相詢問在進(jìn)行某一單元教學(xué)時各自的具體教學(xué)活動。教師在對自己和對方教學(xué)內(nèi)容十分熟悉之后，要尋找雙方教學(xué)所教內(nèi)容中涉及到的共同概念和技能，[8]增強(qiáng)尋找學(xué)科知識聯(lián)結(jié)關(guān)系的能力，促進(jìn)數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的整合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生獲得全面發(fā)展。

總之，在倡導(dǎo)“數(shù)學(xué)與其他學(xué)科相互聯(lián)系”的今天，學(xué)科綜合的理念要牢固樹立在教師心中，注意用聯(lián)系的視角進(jìn)行教學(xué)，借助綜合化的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。

[1]王景英.李天鷹.小學(xué)創(chuàng)新意識與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)[M].長春：東北師范大學(xué)出版社，2005：139.

[2]黃光揚(yáng).培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的支持系統(tǒng)研究[M].北京：中國書籍出版社，2013：48.

[3]中華人民教育部.全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[4]黃愛華.智慧數(shù)學(xué)課—黃愛華教學(xué)思維的實(shí)踐策略M].南京：江蘇教育出版社，2012：126.

[5]Andrew Isaacs，Philip Wagreich，Martin Gartzman.The Quest for Integration：School Mathematics and Science.American Journal of Education，Vol.106，No.1（1997），pp.179-206.

[6]宋宇.生活中的數(shù)學(xué)思維[M].北京：光明日報(bào)出版社，2011：10.

[7]葉寶生.小學(xué)科學(xué)教育的理論和方法[M].北京：首都師范大學(xué)出版社，2012：145.

[8][美]羅賓·福格蒂.朱迪·斯托爾.多元智能與課程整合[M].郅庭瑾，譯.北京：教育科學(xué)出版社，2004：41.

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