給數(shù)學(xué)教學(xué)插上科學(xué)的翅膀

◇劉 芳（山東：東營(yíng)市墾利區(qū)第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

隨著教育改革不斷向前推進(jìn)，小學(xué)數(shù)學(xué)教育不應(yīng)該單單只停留于數(shù)學(xué)本身。老師應(yīng)給小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)插上科學(xué)的翅膀，即實(shí)行科學(xué)和數(shù)學(xué)融合教學(xué)。應(yīng)將小學(xué)科學(xué)引進(jìn)數(shù)學(xué)課堂，通過(guò)多角度提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中有參與感，培養(yǎng)他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，讓知識(shí)點(diǎn)在課堂上得到有效吸收，以提高學(xué)習(xí)效率。本文以小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)課程為出發(fā)點(diǎn)，著重就這兩個(gè)學(xué)科之間的融合、融合之后的意義以及如何才能有效融合展開(kāi)論述。

一、小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)二者的關(guān)系

數(shù)學(xué)與科學(xué)之間的關(guān)系由來(lái)已久，人類很早就慢慢開(kāi)始在實(shí)踐中運(yùn)用數(shù)學(xué)計(jì)數(shù)，比如用繩子進(jìn)行計(jì)數(shù)的思考，說(shuō)明在遠(yuǎn)古時(shí)期人們就已經(jīng)有興趣去思考問(wèn)題。再比如阿基米德發(fā)現(xiàn)的浮力定律等，都是數(shù)學(xué)和科學(xué)融合的體現(xiàn)。目前，數(shù)學(xué)和科學(xué)二者間的融合是相輔相成的關(guān)系，二者有效融合可促進(jìn)各自的領(lǐng)域快速發(fā)展，甚至帶動(dòng)整個(gè)社會(huì)行業(yè)的進(jìn)步。

在數(shù)學(xué)教學(xué)中，測(cè)量方法是探究科學(xué)的基礎(chǔ)，它能夠讓學(xué)生獲得第一手準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)。有數(shù)據(jù)后才能對(duì)數(shù)據(jù)、狀態(tài)等進(jìn)行分析思考。在小學(xué)教學(xué)過(guò)程中需要學(xué)生掌握的測(cè)量指標(biāo)主要有重量、寬度、時(shí)間等，老師在授課中要讓學(xué)生明確測(cè)量方法的準(zhǔn)確性、小數(shù)點(diǎn)的保留和去除以及如何使用秒表、計(jì)算器等測(cè)量工具。例如，有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)是“對(duì)噸的認(rèn)識(shí)”，上課時(shí)，老師需教授噸比千克更大，讓學(xué)生知道1 噸大概有多重。為了更加具有啟發(fā)性，老師可以在課堂上通過(guò)單位換算，讓大家了解“噸”在生活中的運(yùn)用。再比如在教學(xué)測(cè)量課桌高度、寬度的知識(shí)時(shí)，老師必須強(qiáng)調(diào)精確性，有時(shí)估讀、估算錯(cuò)誤會(huì)直接影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

數(shù)學(xué)和科學(xué)在內(nèi)容方面也有特殊的關(guān)聯(lián)性。從廣義來(lái)講，數(shù)學(xué)更像是一種工具，是進(jìn)行計(jì)算、構(gòu)建建模、思考物體變化的一門學(xué)科，主要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維判斷能力，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考。而對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)能夠幫助學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看到事物的本質(zhì)，使得構(gòu)建出的科學(xué)模型能夠有效幫助學(xué)生驗(yàn)證一些假說(shuō)、闡釋一些理論等，二者相互滲透融合才能相得益彰。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)融合的優(yōu)勢(shì)

對(duì)簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)從小學(xué)一直貫穿到大學(xué)課堂，甚至深入各行各業(yè)的工作中。學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)的初衷并不在于怎樣才能把圖表做得多么美觀多么精準(zhǔn)，而是要將統(tǒng)計(jì)學(xué)的理念和知識(shí)運(yùn)用于日常生活中，發(fā)揮統(tǒng)計(jì)學(xué)的最大優(yōu)勢(shì)。比如，學(xué)生在數(shù)學(xué)考試時(shí)就可以將其利用起來(lái)，考試過(guò)后把每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，仔細(xì)分析出錯(cuò)題的占比、哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)出錯(cuò)、出錯(cuò)原因是什么等等，可以通過(guò)對(duì)考試的分析，提高學(xué)習(xí)的效率。統(tǒng)計(jì)在日常生活中也很常見(jiàn)，比如在超市運(yùn)營(yíng)中，售貨員可以對(duì)每個(gè)物品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，諸如哪個(gè)物品賣得最快、在哪個(gè)季節(jié)人們對(duì)哪個(gè)產(chǎn)品需求量最大等，這樣超市在進(jìn)貨時(shí)就有針對(duì)性。通過(guò)這兩個(gè)簡(jiǎn)單的生活化例子，我們可以將統(tǒng)計(jì)合理、精準(zhǔn)地運(yùn)用于日常生活，獲得最大的效率。

我們?cè)诮鉀Q日常生活中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)，需要高效率、高專業(yè)度的方法，這些方法就是各個(gè)學(xué)科綜合融合交叉的結(jié)果。小學(xué)課程教育需要對(duì)生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、文學(xué)專業(yè)等多方面進(jìn)行多角度的融合。在這樣的融合大背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)會(huì)更加專業(yè)化，知識(shí)體系會(huì)更加完整。這樣也可以將各學(xué)科不同的培養(yǎng)模式和理念交叉融合，讓學(xué)生的思維更活躍，在今后解決問(wèn)題時(shí)做到游刃有余。小學(xué)老師在教學(xué)中，要以學(xué)生已有的知識(shí)作為出發(fā)點(diǎn)，多注重學(xué)生知識(shí)及實(shí)踐能力的提升，讓理論聯(lián)系實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)課堂效率最大化。此外，要讓學(xué)生自發(fā)地在學(xué)習(xí)中抽象出數(shù)學(xué)模型，努力明確數(shù)學(xué)每一步的作用和意義，將多學(xué)科進(jìn)行有效融合。

在數(shù)學(xué)課程中融合科學(xué)具有重大的意義，將科學(xué)引入數(shù)學(xué)課堂教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在平常的數(shù)學(xué)教學(xué)中，基礎(chǔ)理論知識(shí)的教學(xué)很重要，還要將數(shù)學(xué)思維模式教授給學(xué)生，讓學(xué)生在遇到問(wèn)題時(shí)知道如何運(yùn)用數(shù)學(xué)思維有效解決是關(guān)鍵。只有這樣，才能使得學(xué)生在課堂內(nèi)外學(xué)到更加豐富的知識(shí)。小學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)也要更加注重學(xué)生對(duì)科學(xué)理念的學(xué)習(xí)，要從小培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。比如在教學(xué)數(shù)學(xué)時(shí)，向?qū)W生講述數(shù)學(xué)家的勵(lì)志故事等，讓他們?cè)诙δ咳局信囵B(yǎng)科學(xué)精神。要將科學(xué)素養(yǎng)面向現(xiàn)代化、面向?qū)W生群體，讓他們懂得科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力、強(qiáng)化科技才能強(qiáng)國(guó)。就整體而言，我們不單單要做到國(guó)內(nèi)數(shù)學(xué)和科學(xué)的融合，一定程度上也可以借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，取其精華、去其糟粕，使得教育在不同國(guó)家、不同民族、不同文化間綻放出絢麗之花。

探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生接受知識(shí)的有效途徑之一。在此過(guò)程中，學(xué)校要為學(xué)生提供一定的環(huán)境條件，老師則要強(qiáng)化引導(dǎo)意識(shí)。要讓學(xué)生在課堂上積極、主動(dòng)、有興趣地參與到教學(xué)環(huán)境中，增加實(shí)際體驗(yàn)意識(shí)，在舉手投足之間學(xué)習(xí)到科學(xué)知識(shí)、領(lǐng)悟到科學(xué)素養(yǎng)、掌握高效學(xué)習(xí)的方式?！疤骄俊钡谋举|(zhì)是以大量事實(shí)和理論研究為基礎(chǔ)，對(duì)多種觀點(diǎn)和證據(jù)進(jìn)行綜合分析歸納，這樣可讓數(shù)學(xué)探究和科學(xué)探究在實(shí)踐的過(guò)程中更具說(shuō)服力。尤其是在將科學(xué)和數(shù)學(xué)融合的過(guò)程中，探索知識(shí)的方法顯得特別重要。目前，小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)的學(xué)習(xí)方式種類多樣化，而探究式學(xué)習(xí)方式可更有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，增加學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的渴望。老師在教學(xué)時(shí)，要以身作則讓學(xué)生更好地“學(xué)以致用”，慢慢培養(yǎng)學(xué)生“提出問(wèn)題”“思考問(wèn)題”“解決問(wèn)題”的能力。比如，老師在教學(xué)中可以以發(fā)問(wèn)的形式讓學(xué)生踴躍回答問(wèn)題，這可以有效加強(qiáng)學(xué)生的合作精神、鍛煉學(xué)生的溝通能力，讓學(xué)生切切實(shí)實(shí)感受到數(shù)學(xué)和科學(xué)融合的魅力。

探究性學(xué)習(xí)方法，就是讓學(xué)生從身邊的小事和日常生活出發(fā)參與課堂學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和科學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)興趣愛(ài)好，將理論知識(shí)舉一反三，提高動(dòng)手能力和解決問(wèn)題能力。所以老師在教學(xué)中，要著重引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)和科學(xué)方法解決問(wèn)題，學(xué)會(huì)在理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐時(shí)積累知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，提高學(xué)生的創(chuàng)造能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，充分培養(yǎng)他們的合作共贏共享素養(yǎng)。

三、小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)融合的方法

（一）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

小學(xué)老師在教學(xué)中，應(yīng)將數(shù)學(xué)和科學(xué)科目進(jìn)行有效融合，不斷地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這一理念加以思考，讓他們懂得所有科目之間是共通的、交叉的，讓其明白二者的有效結(jié)合對(duì)于提高學(xué)習(xí)成績(jī)的有效性和重要性。因此，老師可以采用情境演練方式進(jìn)行授課。比如在教學(xué)“方位”的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，教師應(yīng)讓學(xué)生明白東、南、西、北四個(gè)方位，并且在實(shí)踐過(guò)程中帶領(lǐng)學(xué)生走出教室，走向大自然，告訴學(xué)生早上起來(lái)面向太陽(yáng)時(shí)怎么確定四個(gè)方位，在地圖中如何確定四個(gè)方位，在叢林迷路時(shí)又怎么確定方位，等等。再比如在教學(xué)“風(fēng)”的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，不僅要教給學(xué)生辨認(rèn)風(fēng)向的知識(shí)，還應(yīng)拓寬學(xué)生的視野，讓他們了解風(fēng)的級(jí)別。老師可以提前下載不同級(jí)別風(fēng)的強(qiáng)度的視頻，在課堂中讓學(xué)生觀看，再帶他們走出教室，讓學(xué)生自我思考今天操場(chǎng)的風(fēng)有幾級(jí)。老師在教學(xué)中應(yīng)多設(shè)置情境，讓學(xué)生親身感受知識(shí)。

（二）精心設(shè)計(jì)問(wèn)題

各個(gè)學(xué)科間具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度，老師在授課之前應(yīng)該對(duì)今日所授知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的課程設(shè)置，并預(yù)先設(shè)計(jì)好課堂教學(xué)問(wèn)題，這有利于拓寬學(xué)生的視野，讓學(xué)生在潛意識(shí)中明白學(xué)科間存在交叉關(guān)系，通過(guò)融合學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)知識(shí)由理論到實(shí)踐的運(yùn)用。比如老師在教授學(xué)生“天體間的距離”知識(shí)時(shí)，可在講述天體如何運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中引入距離這一概念，向?qū)W生提問(wèn)：“同學(xué)們，你們中間有誰(shuí)能說(shuō)出地球與月球之間的距離嗎？”當(dāng)學(xué)生搖頭表示不知道時(shí)，老師如果直接告訴學(xué)生這個(gè)距離大約為38.44 萬(wàn)千米，小學(xué)生會(huì)難以理解這個(gè)距離是什么概念，老師應(yīng)解釋“這個(gè)距離是我們地球周長(zhǎng)的9 倍”。這樣一種教學(xué)方法，讓學(xué)生能夠自己思考問(wèn)題，對(duì)知識(shí)的理解會(huì)更加透徹和到位。

（三）組織實(shí)踐活動(dòng)

科學(xué)課程教學(xué)理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的特點(diǎn)，對(duì)老師的教學(xué)能力提出了更高的要求，要求老師不但要注重教授理論還要注重組織學(xué)生開(kāi)展科學(xué)實(shí)踐。科學(xué)實(shí)踐需要所有學(xué)生的共同參與，因此，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)也是一項(xiàng)教學(xué)任務(wù)，以保證在合作學(xué)習(xí)中每個(gè)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)都能夠完全發(fā)揮出來(lái)。比如，老師在向?qū)W生講述“物種多樣性”知識(shí)時(shí)，可以把學(xué)生帶到教室外，讓學(xué)生參與實(shí)踐進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。為了提高授課效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，可以將學(xué)生劃分為幾個(gè)學(xué)習(xí)小組，讓他們對(duì)學(xué)校的每個(gè)角落生物進(jìn)行調(diào)查。給學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)，如小區(qū)面積的大小如何測(cè)定，如何記錄生物的數(shù)量、種類以及周邊環(huán)境狀況，包括學(xué)生內(nèi)部如何分工，等等。實(shí)踐課程結(jié)束后，老師對(duì)學(xué)生的調(diào)查情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，有的放矢地解決學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題。這樣，可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，提高他們的協(xié)作能力和動(dòng)手能力。

（四）倡導(dǎo)團(tuán)隊(duì)合作

老師在教學(xué)中應(yīng)以學(xué)生為中心，從各方面指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)步，在落實(shí)自己教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，更要注重學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。所有學(xué)科課程的最終落腳點(diǎn)都是學(xué)生，教師和學(xué)生只有互相密切配合，才能實(shí)現(xiàn)課堂效率的最大化。老師在教學(xué)中注重設(shè)計(jì)問(wèn)題、創(chuàng)設(shè)情境，給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的環(huán)境和機(jī)會(huì)，可讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更具持續(xù)性，能讓學(xué)生從自身出發(fā)，解決生活中遇到的各類問(wèn)題，從小培養(yǎng)創(chuàng)新精神。老師在教學(xué)過(guò)程中還要注重培養(yǎng)小學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。團(tuán)隊(duì)合作可以讓所有的學(xué)生參與到學(xué)習(xí)和實(shí)踐中，發(fā)揮每個(gè)人的優(yōu)勢(shì)，共同為團(tuán)隊(duì)做出貢獻(xiàn)，也可讓課堂氣氛更活躍、教學(xué)秩序更良好。合作學(xué)習(xí)體現(xiàn)于課堂的方方面面和教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，可以讓學(xué)生信息共享、關(guān)系融洽，讓學(xué)習(xí)效率更高。

總而言之，小學(xué)生數(shù)學(xué)和科學(xué)的內(nèi)容聯(lián)系緊密，二者呈現(xiàn)相輔相成的關(guān)系。老師在教學(xué)中，要因材施教，有針對(duì)性地制定教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃，逐步培養(yǎng)小學(xué)生的自主意識(shí)和合作學(xué)習(xí)意識(shí)。讓學(xué)生真正明白學(xué)科融合的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵。