讓數(shù)學(xué)與科學(xué)課程變得親切而有價值

胡文利

科學(xué)是堆磚頭，數(shù)學(xué)家將之變成華廈。只有數(shù)學(xué)與科學(xué)的完美結(jié)合，才能為科學(xué)打下基礎(chǔ)。在新的時代，所有科學(xué)將以數(shù)學(xué)為中心。在小學(xué)學(xué)習(xí)階段，注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)和科學(xué)素養(yǎng)至關(guān)重要，它將為學(xué)生未來發(fā)展提供不竭的動力。

如何讓日復(fù)一日的教學(xué)更具創(chuàng)意？如何讓課程更有價值？中關(guān)村第一小學(xué)開發(fā)了旨在提升學(xué)生數(shù)學(xué)與科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的可選擇性課程。本課程以探究性學(xué)習(xí)為載體，整合學(xué)科教師、教育專家、科學(xué)家等資源，以學(xué)校、實(shí)驗(yàn)室、社會為學(xué)堂，著力引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度經(jīng)歷解決現(xiàn)實(shí)問題的全過程。把培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑與思辨、合作與創(chuàng)新、思維與實(shí)踐等能力作為核心目標(biāo)，在學(xué)習(xí)中以情促知，以知怡情，從而激發(fā)學(xué)生對生活、自然和社會的探索熱情。

一、以學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)為核心整合內(nèi)容

數(shù)學(xué)與科學(xué)選修課教材采用主題式的單元設(shè)計(jì)，注重為學(xué)生提供課本之外的學(xué)習(xí)資源，增加其學(xué)習(xí)探究、體驗(yàn)、合作的機(jī)會。與此同時，課程研發(fā)的挑戰(zhàn)也提升了教師的課程研究能力。

結(jié)合數(shù)學(xué)教材中的“綜合實(shí)踐”“數(shù)學(xué)好玩”“數(shù)學(xué)游戲”以及科學(xué)學(xué)科中的自然科學(xué)內(nèi)容，教師以主題活動的形式重新設(shè)計(jì)了“身邊的數(shù)學(xué)”領(lǐng)域，沿著“走進(jìn)社會”“認(rèn)識熟悉的校園”“認(rèn)識自己”的思路展開教學(xué)。為了讓學(xué)生更有興趣，素材的選擇成為教師研究的核心。因此，可選擇課程內(nèi)容的編排在為教師們提供創(chuàng)造性自由空間的同時，也提出了更大的挑戰(zhàn)。教師不僅是這一課程的實(shí)施者，更是課程的締造者。在編寫和實(shí)施的過程中，教師對這一領(lǐng)域的認(rèn)識也在不斷提高。

數(shù)學(xué)與科學(xué)可選擇課程鼓勵學(xué)生對自我、社會和自然的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行全面的認(rèn)識和感悟，為學(xué)生開辟了一條與現(xiàn)實(shí)世界互通的橋梁。它淡化學(xué)科界限，以學(xué)生的體驗(yàn)、社會的需要和問題為中心，為學(xué)生綜合應(yīng)用各學(xué)科知識提供了新的路徑，更有效地培養(yǎng)和拓展了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。

二、科學(xué)探究讓數(shù)據(jù)更富生命力

DI原意是“目的地想象”，旨在培養(yǎng)人的三個至關(guān)重要的生活技能：創(chuàng)意、團(tuán)隊(duì)合作和問題解決。在“DI創(chuàng)意秀”的課堂里，孩子們自愿組合成5～7人的團(tuán)隊(duì)，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)虛擬的場景，引導(dǎo)他們進(jìn)行有目的的想象，運(yùn)用學(xué)到的數(shù)學(xué)知識、科學(xué)知識以及自身具備的藝術(shù)素養(yǎng)創(chuàng)意性地解決問題。

為了攻克“小車定位”的難題，團(tuán)隊(duì)里的每個孩子都要經(jīng)歷頭腦風(fēng)暴、資料查詢、方案確定的過程。在一次次失敗經(jīng)驗(yàn)的積累中奠定成功的基礎(chǔ)。最終，他們想到利用重力、發(fā)條、氣體推動、磁力作為動力能源，運(yùn)用磁帶的繞圈數(shù)控制、線的長短、軸中螺母的圈數(shù)、行走時間來準(zhǔn)確泊位，甚至還想到了在起始區(qū)繪制每輛小車投放的具體位置，精確到毫米……可見，只要教師勇于為學(xué)生創(chuàng)設(shè)思考的空間，學(xué)生就會呈現(xiàn)意想不到的精彩。

數(shù)學(xué)教師與科學(xué)教師互相學(xué)習(xí)賦予了課程更多的魅力。數(shù)學(xué)的縝密思維、精確數(shù)據(jù)讓科學(xué)探究更嚴(yán)謹(jǐn)，真實(shí)可信。而數(shù)學(xué)教師也可以在真實(shí)的情境中得到更鮮活的數(shù)據(jù)，增強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的趣味性。課程的開發(fā)與實(shí)施使每一位教師充滿興奮與激情，使每一個學(xué)生滿懷憧憬與幸福。

三、課程實(shí)施使學(xué)生更具學(xué)習(xí)主動權(quán)

1.從小掌握科學(xué)研究的方法

教師最有意義的工作是引導(dǎo)學(xué)生掌握知識探究的方法。可選擇課程中的研究方式使學(xué)生能夠完整地經(jīng)歷研究的過程，參與到明確研究主題—討論研究方案—小組分工—實(shí)驗(yàn)操作—撰寫研究報(bào)告的全過程。

在執(zhí)教“節(jié)約水資源”時，教師組織學(xué)生利用紙杯進(jìn)行滴水實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識計(jì)算日常用水量和水資源的浪費(fèi)情況，小組分工收集資料。

為了得到更多的實(shí)證，學(xué)生走出教室，進(jìn)行更廣泛的社會調(diào)查，通過訪談、網(wǎng)絡(luò)查詢對比，了解缺水的現(xiàn)狀。在學(xué)生意識到保護(hù)水資源緊迫性的基礎(chǔ)上，教師倡導(dǎo)學(xué)生積極行動起來，保護(hù)水資源。通過征集生活中的節(jié)水方法，利用宣傳畫、講故事、播放紀(jì)錄片的形式在學(xué)校及家庭進(jìn)行節(jié)水宣傳。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心身邊的環(huán)境，滲透公民意識，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

從研究報(bào)告中可以看到，從選題、設(shè)計(jì)、分工、實(shí)施、分析到結(jié)論，學(xué)生經(jīng)歷了綜合實(shí)踐活動的全過程，他們的創(chuàng)造力、溝通能力、表達(dá)能力等綜合能力得到發(fā)展。節(jié)約用水并不是新鮮話題，活動的重要性在于學(xué)生在體驗(yàn)中，初步學(xué)會了科學(xué)探究的方法，這種奇特的體驗(yàn)會讓他們記憶終生。

2.在合作與分享中成長

可選擇課程的內(nèi)容非常貼近生活中的現(xiàn)實(shí)問題，需要學(xué)生結(jié)合實(shí)際解決問題。而在問題解決中資料收集、信息篩選、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃設(shè)計(jì)與實(shí)施等過程都只有通過小組合作才能完成。

在執(zhí)教“小球能滾多遠(yuǎn)” 時，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用學(xué)過的數(shù)學(xué)常識，自己選擇實(shí)驗(yàn)工具，控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，記錄實(shí)驗(yàn)困難。學(xué)生經(jīng)過小組商議，制作出各種各樣的跑道。為了控制角度，他們有的選用寬一些的板材，有的利用樂高玩具中的材料，有的設(shè)計(jì)固定高度的橡皮……通過分工合作，借助各種工具成功完成了測量。

課上學(xué)生自豪地說：“我是實(shí)驗(yàn)策劃者！操作臺是我和張驍設(shè)計(jì)的，這樣才能更好地控制角度?！编徑M的學(xué)生說：“我們測量距離時利用了地磚邊長進(jìn)行計(jì)算，考慮了誤差干擾。”通過小組合作，學(xué)生們感受不同的設(shè)計(jì)，分享實(shí)驗(yàn)的快樂，體驗(yàn)到相互支持的重要性。

3. 課題研究挑戰(zhàn)思維

科學(xué)展覽項(xiàng)目是數(shù)學(xué)與科學(xué)可選擇課程中最受歡迎的內(nèi)容之一，它由中國科學(xué)院專家執(zhí)教，借鑒美國青少年科學(xué)研究的模式，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究思維并由科學(xué)院科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)開展小課題研究活動。

學(xué)生們喜歡進(jìn)行科學(xué)研究，但是把自己的研究過程寫出來卻很困難。究其原因：一是孩子們的已有探究經(jīng)驗(yàn)大都是片斷式的，科學(xué)課堂上的研究也大多以體驗(yàn)探究為主;二是孩子們沒有感興趣的內(nèi)容，找不到值得研究的問題;三是缺少進(jìn)行研究的一些基本技能。因此，如何做計(jì)劃，如何選擇適宜的研究方法，如何分析處理數(shù)據(jù)，如何用規(guī)范的行文將自己的成果表述出來皆成為活動的重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。

在開展科學(xué)研究活動中，導(dǎo)師幫助他們進(jìn)一步了解和學(xué)習(xí)科學(xué)研究的有效方法，同時提高學(xué)生信息收集整理能力、動手能力、創(chuàng)新能力、表達(dá)能力以及社會交往能力。活動中教師幫助孩子們主動參與、親身體驗(yàn)，在參與中深刻體驗(yàn)成功與挫折、合作與分歧、懷疑與批判。也許他們的成果還很稚嫩，也許他們的研究還不夠嚴(yán)謹(jǐn)，但是對數(shù)學(xué)與科學(xué)精神的執(zhí)著追求不斷激勵著每一個學(xué)生的成長，學(xué)生的最終表現(xiàn)讓所有人為之喝彩。

富有創(chuàng)造力的人，無不有著豐富的生命體驗(yàn)，而無限創(chuàng)意正是來自于生活的點(diǎn)滴匯聚成的靈感蓄水池。我們把蓄水池建立在教室、足球場、閱覽室、陽光大廳、社區(qū)、大自然中，把生活中的新鮮事物融入學(xué)習(xí)的目標(biāo)中，引導(dǎo)學(xué)生從身邊開始，觀察伙伴、葵園、氣候、昆蟲、植物……我們把書本上的數(shù)學(xué)與科學(xué)知識融入真實(shí)生活中，在綜合所學(xué)知識解決問題中感受數(shù)學(xué)的靈動，在探究活動中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神以及數(shù)學(xué)思維。數(shù)學(xué)與科學(xué)可選擇課程以五彩繽紛的世界為最好的教材，引導(dǎo)著師生在創(chuàng)造中實(shí)現(xiàn)最有價值的“葵園夢”。

（作者單位：北京市海淀區(qū)中關(guān)村第一小學(xué)）

（責(zé)任編輯：任媛媛）