小學數學學習中科學知識的滲透策略研究

張新星，梁俏瑩，龐戀蘊

（1.昆山杜克大學自然與應用科學部，江蘇昆山 215316；2.大亞灣西區(qū)第一小學永盛分校，廣東惠州 516083；3.昆山杜克大學語言文化中心，江蘇昆山 215316）

2011年版《義務教育數學課程標準》確定了新的數學課程改革重點，和以前的課程標準相比最大的改變就是明確了數學教育是探究數量關系和空間形式的科學。[1]明確普及科學知識、在學校教育中提倡科學方法和傳播科學精神，促進他們綜合素質全面發(fā)展。將科學知識融入數學教學可以使教學活動充滿樂趣，培養(yǎng)學生的學習興趣，促進學生獲得心照不宣的科學知識，借助實踐過程可以實現對學生堅強不屈、創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，對他們科學素養(yǎng)的提升有著舉足輕重的作用。顯而易見，在新課改的背景下，研究科學知識在小學數學學習中的滲透作用就變得特別重要。

一、目前小學生數學學習的一個整體情況

在與學生談話中得知對數學學習感興趣的學生只占30%，其中，6%的學生認為數學的條理性強，可以擴展自己的思維，13%的學生覺得數學很有趣，還有4%的學生認為對日常生活有很大的幫助。這部分學生對數學學習感興趣是覺得數學對自己有益。而7%的學生對數學感興趣是因為喜歡這個數學老師。當然還有70%的學生對數學是缺乏興趣的，在這70%的學生中有56%的學生覺得數學的知識難，有8%的學生不喜歡這個數學老師，還有6%的學生數學成績不理想、總做錯，這三個原因使他們對數學學習不感興趣。

因而只有少部分學生對數學學習感興趣，還是因為認為數學對自身有利。而好大一部分學生對數學學習絲毫提不起興趣是因為認為數學知識抽象枯燥難理解。小學生的數學學習成績整體來看并不是很理想，高分的學生也是占少數，這與學生的數學學習興趣有很大關系，因此要提高學生的成績，就必須在學生對數學學習的興趣上下功夫。

二、小學生數學基礎薄弱的原因分析

小學生數學基礎薄弱有兩部分原因：一部分是學校教育的原因，另一部分是家庭教育的原因。

學生對數學學習不太感興趣，是因為抽象的數學概念、數學公式、復雜的數學模型和數學問題使他們難以理解，再加上教師的上課方式枯燥，教學內容單調，沒有對數學的相關課外知識進行滲透教學，只是單純傳授教材中的內容，沒有傳授教材中隱藏的課外知識，導致數學知識與生活實際聯系不夠，這也使他們對數學學習缺乏興趣。學生認為數學與生活有密切相關時，更容易激發(fā)他們對數學學習的興趣。的確，目前的上課方式總是采用單純的填鴨式教學，教師在講臺上講，學生在下面聽，從而導致教學方式單一。而在新課程改革下，應該采用合作探究學習，以學生為中心，教師作為一位引導者，要讓學生自主探索新知識。數學并不是一門孤立的學科，數學與科學聯系密切，在數學的教學中不能沒有科學知識的滲透，沒有科學知識的滲透，學生學習數學的思想、方法會被禁錮，會有定向思維，思維不易被發(fā)散。另外，沒有滲透科學知識，學生就對科學知識缺乏自主探究的機會，就不會查閱資料了解更多課外知識拓展自己的知識面。

在家庭教育里面，沒有得到父母的及時肯定。家長在課后輔導孩子作業(yè)的時候也缺乏科學知識的滲透，只是將抽象的內容再給孩子重復講一遍，讓本來難理解的知識還是這么難理解，同時孩子也被局限在“象牙塔”里。

綜上所述，本身數學知識抽象難理解，再加上教師上課方式乏味導致學生對數學學習不感興趣，從而導致小學生數學基礎薄弱，所以要在小學數學的教學上滲透科學知識，讓數學課堂煥發(fā)活力，也使抽象復雜的數學知識變得簡單明了，提高學習效率。

三、科學知識融入小學數學的策略

（一）在抽象數學概念中引入科學知識

數學知識本身抽象、復雜、枯燥，科學知識是對客觀世界的如實體現?？梢詾閿祵W教學提供情境化教學，同時對自然現象進行解釋，在滲透科學知識的情況下，教學小學數學知識，能使數學知識從復雜變得容易，這樣就更好理解數學的內涵。

例如，人教版三年級下冊第79頁的“你知道嗎？”講的就是公轉周期的科學知識，教師在教學前可以先科普地球自轉和公轉的相關知識，因為地球的公轉、自轉周期產生年和日的長短，所以出現平年和閏年及每個月的天數不同，從而引出本節(jié)課的課題《年、月、日》，這樣抽象的數學知識通過科學知識、科學情境的滲透，就變得通俗易懂，更好地理解數學內涵，也使數學知識變得更立體化。

（二）利用科學知識閱讀資料提高數學學習興趣

因為數學知識的抽象難理解導致學生對數學學習不感興趣，人教版數學教材中的“你知道嗎”“生活中的數學”“閱讀資料”這三種都是與科學知識相聯系的閱讀資料，這些材料都是以科學知識的形式介紹數學知識，使數學知識不再抽象空乏，而變得生動有趣，所以在教學中教師要善于利用好書本后面的閱讀材料，不僅傳授數學知識，還要充盈學生的其他知識，從而使學生獲得數學知識之余還可以博覽群書，讓學生感受生活中到處都存在數學，使學生愿意學習、樂于學習、能夠學習、懂得運用數學知識。在小學數學的教學中滲透科學知識，這樣既可以增強數學課堂的吸引力，也激勵學生更熱愛學習數學，提升數學教學效果，加強素質教育的發(fā)展，提高學生的興趣，慢慢地學生的數學成績也有所提升。

（三）在數學知識中引入與生活有關的科學知識

科學知識融入小學數學的學習中，教師應該根據學生已有的生活經驗和平時的興趣愛好設計教學情境，利用書本涉及的科學知識培養(yǎng)學生的良好品質。

教材上的你知道嗎、生命世界領域的動物、我的重量、脛骨與股骨的比值，還有曹沖稱象的科學小故事，這是科學物質世界中的浮力知識以及地球的自轉和公轉周期產生日和年的長短，這些都是以科學知識介紹關聯的數學內容，使數學與科學關系密切，同時在數學學習中滲透了科學知識，令數學變得更加真實，與生活更加靠近，這樣有助于學生喜歡學數學，在生活中遇到的問題能用課堂上學到的知識解決。

（四）利用科學知識可視化數學概念，拓寬學生思維

在新課程改革下，教師是一個引導者，引導和幫助學生對知識的加工重構，學生自己得出的新知識比直接向學生輸送現成的知識好得多，突顯了學生的主體地位，只有學生通過思考對原有知識進行加工后獲得的新知識才記憶更的深刻，自身也會有成就感，知識更能被掌握和靈活運用。

人教版五年級下冊第27頁《體積和體積單位》這一課和教科版三年級上冊科學中的認識量同兩課的知識相聯系。在教學《體積和體積單位》這一課時，教師引導學生拿兩個一模一樣的玻璃杯，把其中的一個玻璃杯裝滿水，在另一個杯子里放入一塊小石子，將第一個玻璃杯的水倒進第二個玻璃杯，引導學生觀察結果，再進行合作探究討論，教師可以拿出課前已經準備好的量筒，再讓學生自主進行探究溢出來的水的體積，從而引出體積和體積單位的概念。

這樣學生不但對體積有了一定的概念，而且掌握了量筒的讀數方法。對學生而言，只要所學的知識是通過加工創(chuàng)造出來的，學習新知識與培養(yǎng)創(chuàng)新意識是可以統(tǒng)一的。因而，在小學數學教學中滲透科學知識可以拓寬學生的思維。

四、在實際教學中如何滲透科學知識（教學案例）

前述分析闡述了科學知識融入小學數學學習中的重要性，為了解決在實際教學中如何滲透科學知識這個問題，提供部分教學設計方便教師在教學時進行參照。

（一）案例一：小學數學《負數》和小學科學《認識氣溫計》

在本節(jié)課滲透教學中，筆者設計了兩個教學探究活動：探究一，多媒體屏幕呈現1月22日北京、上海、哈爾濱、長沙、武漢、海口六個城市圖片以及溫度，同時教師出示溫度計，介紹溫度計的構造，組織學生觀察并在體溫計上找到每個城市溫度對應的位置，說說不同城市的冷暖情況。由出現不熟悉的數字引出課題。探究二，在圖上觀察到長沙的氣溫是0 ℃，引導小組討論0℃、-3 ℃和3 ℃分別表示什么意思，要求學生在溫度計上找出來，你是從哪兒數到哪兒表示3 ℃和-3 ℃，再進行師生總結。再進行舉一反三進行練習鞏固，最后問學生在這節(jié)課中學習收獲了什么？

在這節(jié)課的教學中，探究一滲透科學工具——溫度計，學生可以直觀形象地學會負數的寫法，并理解正負數及零的意義，掌握正負數的表述方法。同時學生感受到生活中每個地方都存在著數學，幫助他們解決生活中遇到的問題。

（二）案例二：小學數學《解簡易方程》和小學科學中的天平

在本節(jié)課滲透教學中，筆者設計了四個教學探究活動：探究一，先出示科學工具——天平，引導學生在天平兩側放置質量相同的砝碼，提問：天平左右兩側物體的質量關系是否可以用式子表示？揭示像這樣左右兩邊相等的式子叫作等式。探究二，以四人為小組，拿走天平左邊的砝碼，學生觀察并說出天平此時的情況，提問：現在還能用等式表示兩邊物體的質量關系嗎？[7]那如果不能怎樣表示左右兩邊物體的質量關系呢？從而引出本課的重點。探究三，將未知數用字母表示，用含未知數的式子表示數量關系，將未知數加到左邊，使方程兩邊相等，從而小結方程的概念。學生動手列方程，在學生分清了那些方程后，再進行探究四，如何進行解方程。

將天平引進教學，天平中隱含的科學知識，當托盤兩邊物體質量相等，天平平衡的性質滲透于解簡易方程這一單元的學習中，幫助學生更好理解方程的意義，為以后的學習打下基礎，同時，小組合作探究可以提高他們的合作交流能力和自主探究的思維能力。

五、結束語

總而言之，本研究是以大多數教師上課枯燥為研究緣起，基于許多學者對數學與科學這兩學科的相關研究，目的是建立將科學知識滲透于小學數學學習的教學設計，為小學數學教師提供教學啟示。在本研究中，通過文獻調查法對目前有關小學教學中滲透科學知識的研究進行分析，結果表明大多數教育工作者只是將小學數學和小學科學的知識進行梳理總結，缺乏在實際教學中將這兩學科相關知識融合再進行教學的研究及相關經驗。同時，研究通過訪談形式得知大部分學生對數學的學習沒有興趣，甚至厭煩數學，認為數學的知識復雜且難理解，而只有少部分的學生對數學感興趣是因為覺得數學對自身有利，研究進一步地利用比較分析法對文獻調查和訪談進行科學分析和探討，明確科學知識的滲透在實際教學中的重要性以及給學生帶來的益處，研究結論表明目前小學教育中融合科學知識所存在的主要問題是數學概念抽象難理解，教師教學方法枯燥以及家長不主動在家庭作業(yè)輔導中滲透科學知識，這些問題給學生學習數學造成不良影響，在此基礎上提出在小學數學教學中滲透科學知識對促進學生各方面成長的重要性，既可以讓學生更喜歡學習數學，也能幫助學生理解抽象的數學概念，還能解決生活中遇到的難題，開闊他們的思維，促進他們綜合素質全面發(fā)展。最后對小學數學教材中科學知識的滲透案例進行個別分析，提出滲透教學的建議，并結合研究結論和自身的實習工作經驗，選取設計了部分滲透教學的案例，為廣大一線教師提供小學數學與科學知識相互聯系教學的理論基礎和實踐方法指導。