推進(jìn)科學(xué)教學(xué)與數(shù)學(xué)有機(jī)融合

譚暢

〔摘? ? 要〕? 隨著教育的不斷發(fā)展，小學(xué)5～6年級數(shù)學(xué)與科學(xué)的有機(jī)融合成為提高學(xué)生綜合素養(yǎng)的關(guān)鍵。本文旨在探討有效的融合策略，以促進(jìn)學(xué)生在數(shù)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科理解和應(yīng)用能力。通過綜合運(yùn)用問題解決、實踐探究、小組實驗等跨學(xué)科融合教學(xué)方法，可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)科興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維和解決問題的能力。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；小學(xué)數(shù)學(xué)；融合；策略探究

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 15? ? 139-141

小學(xué)5～6年級學(xué)生的科學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科知識在日益拓展的同時，也呈現(xiàn)出更多的交叉點(diǎn)。傳統(tǒng)的學(xué)科劃分難以滿足培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)的需求，因此有機(jī)融合成為提高教學(xué)效果的一項重要任務(wù)。本文將從五個策略出發(fā)，深入探討如何在教學(xué)中有機(jī)地融合小學(xué)5～6年級的數(shù)學(xué)與科學(xué)，以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

一、科學(xué)教學(xué)與數(shù)學(xué)有機(jī)融合的意義

新課程改革強(qiáng)調(diào)課程的綜合化，最終促進(jìn)學(xué)科知識的綜合應(yīng)用，以解決融合型問題，服務(wù)于生活。在教育教學(xué)中，小學(xué)數(shù)學(xué)和小學(xué)科學(xué)的融會貫通能夠讓教學(xué)資源得到優(yōu)化，可以促進(jìn)教學(xué)效率的提升，而小學(xué)數(shù)學(xué)和小學(xué)科學(xué)之間的共同之處便成了其融合的重要基礎(chǔ)。小學(xué)科學(xué)的教學(xué)包含了物理、生物、化學(xué)和地理等多個學(xué)科的知識，其本身就屬于融合的學(xué)科，也是學(xué)生學(xué)習(xí)初中學(xué)科知識的基礎(chǔ)。

數(shù)學(xué)學(xué)科作為理科，與科學(xué)學(xué)科有許多共同之處。數(shù)學(xué)學(xué)科相對而言比較抽象，而科學(xué)學(xué)科往往是通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灪同F(xiàn)象得出結(jié)論，最后或許從公式和數(shù)字上得以呈現(xiàn)結(jié)論。將這兩個學(xué)科進(jìn)行融合，創(chuàng)新教學(xué)模式，綜合教學(xué)內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)的高效性。

二、科學(xué)教學(xué)與數(shù)學(xué)有機(jī)融合的策略

（一）問題解決導(dǎo)向，進(jìn)行跨學(xué)科設(shè)計

問題解決導(dǎo)向的跨學(xué)科設(shè)計是基于學(xué)科之間相互關(guān)聯(lián)的理念，通過解決實際問題，促使學(xué)生綜合運(yùn)用不同學(xué)科的知識和技能。在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，折線統(tǒng)計圖是一個涉及數(shù)據(jù)整理與搜集的重要內(nèi)容，而與之相關(guān)的科學(xué)學(xué)科《垃圾的分類》則提供了一個實際問題的背景，使數(shù)學(xué)知識能夠應(yīng)用于解決實際環(huán)境問題。

首先，以“我是環(huán)保小衛(wèi)士”為主題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注校園垃圾問題。通過觀察和調(diào)查，學(xué)生了解校園中不同類型垃圾的種類和數(shù)量，并了解垃圾對環(huán)境的影響。再引導(dǎo)學(xué)生使用分?jǐn)?shù)加減法，計算校園內(nèi)各類垃圾的比例。最后，將數(shù)學(xué)統(tǒng)計的結(jié)果與科學(xué)學(xué)科的《垃圾的分類》相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生探討如何通過正確的垃圾分類行為解決校園垃圾問題。學(xué)生可以從環(huán)保、資源回收等角度出發(fā)，提出相關(guān)建議。

通過“問題解決導(dǎo)向的跨學(xué)科設(shè)計”，我們成功將小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容與科學(xué)學(xué)科相融合，使學(xué)生在解決實際問題的過程中更好地理解和應(yīng)用所學(xué)知識。通過統(tǒng)計和折線統(tǒng)計圖的繪制，學(xué)生不僅提升了數(shù)學(xué)技能，還培養(yǎng)了對環(huán)境問題的敏感性。這種教學(xué)設(shè)計不僅滿足了課程要求，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素養(yǎng)，使其在實際生活中能夠更好地運(yùn)用所學(xué)知識解決問題。

（二）聯(lián)系生活實際，進(jìn)行實踐探究

實踐探究的教學(xué)活動基于學(xué)生在實際操作中更容易理解和記憶知識的認(rèn)知原理。通過將數(shù)學(xué)學(xué)科與科學(xué)學(xué)科相結(jié)合，學(xué)生能夠在實踐中深入理解數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用，并從中獲取更為具體和實際的經(jīng)驗。

教師可以以“健康飲食從了解食品包裝開始”為主題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注食品包裝袋上的營養(yǎng)成分表。通過展示不同食品包裝上的營養(yǎng)成分表，激發(fā)學(xué)生對食品中各項營養(yǎng)成分的認(rèn)識和關(guān)注。然后引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識百分?jǐn)?shù)的概念，并掌握百分?jǐn)?shù)與分?jǐn)?shù)、小數(shù)的轉(zhuǎn)化，使之能夠通過食品包裝袋上的營養(yǎng)成分表，學(xué)習(xí)如何用百分?jǐn)?shù)表示脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物等各項營養(yǎng)成分的含量。接著，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實踐探究，選擇不同食品，觀察其包裝袋上的營養(yǎng)成分表，計算各項營養(yǎng)成分在總量中所占的百分比。通過手動計算和討論，學(xué)生將深入理解數(shù)學(xué)中百分?jǐn)?shù)的應(yīng)用，并培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析和計算能力。在實踐探究的基礎(chǔ)上，可以簡要地進(jìn)行小組分享和總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注不同食品對身體的影響。通過分析營養(yǎng)成分表，強(qiáng)化學(xué)生對健康飲食的認(rèn)識，培養(yǎng)他們在選擇食物時的健康意識。最后，要求學(xué)生基于所學(xué)知識，制定個人的飲食計劃，包括合理攝入各類營養(yǎng)成分的百分比。這一環(huán)節(jié)既鞏固了數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用，也使學(xué)生將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實際生活中的行動，促進(jìn)健康飲食理念的形成。

通過實踐探究的教學(xué)活動，我們成功將數(shù)學(xué)學(xué)科與科學(xué)學(xué)科融合，使學(xué)生在對實際問題的解決中深入理解百分?jǐn)?shù)的應(yīng)用。學(xué)生通過分析食品包裝袋上的營養(yǎng)成分表，既提升了對數(shù)學(xué)知識的理解，又培養(yǎng)了對健康飲食的認(rèn)知和意識。這種教學(xué)設(shè)計不僅使學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)科中得到了實際應(yīng)用的體驗，也幫助他們將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實際生活中的實用技能。通過實踐探究，學(xué)生在學(xué)科融合中獲得了更為全面和深刻的學(xué)習(xí)體驗，促使知識更加有機(jī)地融入實際生活中。

（三）借助科學(xué)原理，整合數(shù)字化技術(shù)

數(shù)字化技術(shù)的整合應(yīng)用在教學(xué)中具有重要意義。通過引入計算機(jī)模擬、虛擬實驗等工具，可以將數(shù)學(xué)和科學(xué)的抽象概念具象化，使學(xué)生更容易理解和接受。這種整合不僅提供了更直觀的學(xué)習(xí)體驗，還能夠增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)與科學(xué)之間關(guān)系的認(rèn)識。在這個理論框架下，結(jié)合五年級數(shù)學(xué)的“中國的熱極——認(rèn)識負(fù)數(shù)”與小學(xué)科學(xué)的《溫度和溫度計》內(nèi)容，我們可以設(shè)計一場數(shù)字化技術(shù)融合的教學(xué)活動，以促進(jìn)學(xué)生對抽象概念的深刻理解。

我們以“數(shù)字化技術(shù)助力認(rèn)識負(fù)數(shù)與溫度”為主題，通過簡短而引人入勝的故事或問題引發(fā)學(xué)生興趣，激發(fā)他們對數(shù)學(xué)和科學(xué)的好奇心。首先，進(jìn)行“中國的熱極——認(rèn)識負(fù)數(shù)”這一數(shù)學(xué)知識點(diǎn)的講解。通過生動的例子和教學(xué)視頻，讓學(xué)生初步了解什么是負(fù)數(shù)，以及在實際生活中負(fù)數(shù)的運(yùn)用場景。然后，引入小學(xué)科學(xué)的《溫度和溫度計》內(nèi)容，簡要介紹溫度的概念和溫度計的使用。通過圖文或視頻展示，激發(fā)學(xué)生對溫度變化的興趣。接著，利用計算機(jī)模擬軟件或虛擬實驗平臺，展示一個虛擬溫度實驗。通過在虛擬環(huán)境中調(diào)整溫度，讓學(xué)生觀察溫度計的變化，并引導(dǎo)他們思考在什么溫度降低的情況下，溫度計可能顯示負(fù)數(shù)。這種虛擬實驗?zāi)軌蛏鷦拥爻尸F(xiàn)抽象的數(shù)學(xué)概念，幫助學(xué)生直觀地理解負(fù)數(shù)與溫度之間的關(guān)系。此后，讓他們在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自己的溫度實驗。學(xué)生需要根據(jù)指導(dǎo)問題，觀察、記錄實驗數(shù)據(jù)，并從中總結(jié)負(fù)數(shù)與溫度的關(guān)聯(lián)。通過這一系列過程，學(xué)生能夠更深入地理解負(fù)數(shù)在溫度表示中的應(yīng)用。在整個實驗過程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生思考負(fù)數(shù)是如何在溫度計中體現(xiàn)的。通過數(shù)學(xué)運(yùn)算和科學(xué)實驗的結(jié)合，學(xué)生將更全面地理解負(fù)數(shù)在實際生活中的應(yīng)用，同時加深對負(fù)數(shù)概念的認(rèn)知。

通過數(shù)字化技術(shù)的整合應(yīng)用，本教學(xué)設(shè)計旨在提高學(xué)生對負(fù)數(shù)與溫度關(guān)系的理解。通過虛擬實驗，學(xué)生能夠在具體的情境中感受數(shù)學(xué)和科學(xué)的交匯，增強(qiáng)對抽象概念的直觀認(rèn)識。此外，小組合作和實際操作的設(shè)計有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和實踐動手能力。

（四）小組合作實驗，了解科學(xué)現(xiàn)象

小學(xué)階段的學(xué)科教育應(yīng)當(dāng)注重學(xué)科之間的融合，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的綜合能力。在數(shù)學(xué)學(xué)科中，學(xué)生學(xué)習(xí)的不僅僅是抽象的概念和運(yùn)算技能，更包括了實際應(yīng)用和問題解決的能力。同時，科學(xué)教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗探究精神以及對自然現(xiàn)象的好奇心。將小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)進(jìn)行有機(jī)融合，可以促使學(xué)生更好地理解抽象概念，培養(yǎng)他們的實踐能力，同時激發(fā)其對科學(xué)的興趣。在這個討論中，我們借助小學(xué)數(shù)學(xué)《有趣的溶解現(xiàn)象》這一內(nèi)容進(jìn)行論述。

首先，明確小組合作實驗的目的，即了解科學(xué)現(xiàn)象。在這個階段，學(xué)生將通過小組合作實驗，探究溶解現(xiàn)象，了解鹽和水在混合中的變化。這不僅是數(shù)學(xué)概念的應(yīng)用，還涉及對物質(zhì)變化的觀察和理解。接著，分組讓學(xué)生進(jìn)行小組合作實驗，每組成員負(fù)責(zé)不同的任務(wù)，如測量水和鹽的體積、攪拌混合、觀察溶解過程等。通過這個實驗，學(xué)生將學(xué)到測量、計算等數(shù)學(xué)技能，并且在實踐中理解物質(zhì)的溶解現(xiàn)象，培養(yǎng)實驗探究的興趣。在實驗過程中，學(xué)生需要運(yùn)用數(shù)學(xué)技能，如測量、計算等完成任務(wù)。比如，他們可以使用容器的體積單位，測量水和鹽的體積，然后通過數(shù)學(xué)運(yùn)算計算它們的和。這樣的設(shè)計既強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)技能的應(yīng)用，也讓學(xué)生在實際操作中理解數(shù)學(xué)概念。在實驗完成后，鼓勵學(xué)生進(jìn)行對實驗現(xiàn)象的觀察和總結(jié)。他們可以比較水和鹽的體積之和與鹽水的體積是否相等，進(jìn)而理解鹽溶解在水中的過程。這個階段既是對實驗成果的總結(jié)，也是對科學(xué)現(xiàn)象的深入理解。

將小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)進(jìn)行有機(jī)融合，通過小組合作實驗的方式，既培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)技能，又激發(fā)了他們對科學(xué)的興趣。學(xué)生在實踐中不僅學(xué)到了數(shù)學(xué)知識，還培養(yǎng)了實驗探究的精神和觀察問題的能力。這種融合設(shè)計不僅豐富了學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，更有助于全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，促使其在學(xué)習(xí)中形成更為完整的認(rèn)知體系。

（五）結(jié)合融合教學(xué)策略，建立綜合評價體系

綜合評價體系的建立旨在超越傳統(tǒng)的學(xué)科單一評價，更全面地了解學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和跨學(xué)科整合能力。這樣的評價方式通過項目式學(xué)習(xí)、綜合考核等手段，為學(xué)生提供更豐富的學(xué)習(xí)體驗，推動其在數(shù)學(xué)和科學(xué)中的全面發(fā)展。

1.項目式學(xué)習(xí)

引入項目式學(xué)習(xí)是建立綜合評價體系的重要步驟。通過設(shè)計涵蓋數(shù)學(xué)和科學(xué)知識的項目，學(xué)生能夠在實際問題中應(yīng)用所學(xué)概念，培養(yǎng)解決問題的能力。例如，在探討“中國的熱極——認(rèn)識負(fù)數(shù)”和《溫度和溫度計》的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以展開一個項目，設(shè)計一個虛擬環(huán)境中的溫度控制系統(tǒng)，要求考慮負(fù)數(shù)在溫度變化中的作用。這樣的項目既涉及對數(shù)學(xué)概念的理解，又要求學(xué)生在科學(xué)實踐中運(yùn)用這些概念。

2.?跨學(xué)科整合考核

綜合評價要注重跨學(xué)科整合能力的培養(yǎng)。設(shè)計綜合考核題目，要求學(xué)生同時運(yùn)用數(shù)學(xué)和科學(xué)知識解決實際問題。例如，給定一個復(fù)雜的情境，要求學(xué)生通過建模使用負(fù)數(shù)表示溫度變化，并分析這一變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響。這樣的考核既能測評學(xué)生對數(shù)學(xué)和科學(xué)的理解，也能檢驗他們在跨學(xué)科整合方面的能力。

3.實踐操作與觀察評價

綜合評價體系應(yīng)包含實際操作和觀察評價。通過學(xué)生在項目中的實際操作和解決問題的過程，評估其動手能力和實踐經(jīng)驗。觀察評價可以從學(xué)生在虛擬實驗中的表現(xiàn)、小組協(xié)作中的互動等方面進(jìn)行，以全面了解學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和團(tuán)隊協(xié)作能力。

4.反思與展示環(huán)節(jié)

引入反思與展示環(huán)節(jié)是建立綜合評價體系的關(guān)鍵一環(huán)。學(xué)生在完成項目后，通過書面或口頭方式對自己的學(xué)習(xí)過程、解決問題的策略進(jìn)行反思。同時，通過展示項目成果，學(xué)生能夠展示他們在數(shù)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域的全面發(fā)展。這有助于培養(yǎng)學(xué)生對自己學(xué)科能力的認(rèn)知，并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

綜合評價體系的建立不僅關(guān)注學(xué)生在數(shù)學(xué)和科學(xué)學(xué)科中的表現(xiàn)，更注重其在跨學(xué)科整合中的能力。通過項目式學(xué)習(xí)、跨學(xué)科整合考核、實踐操作與觀察評價以及反思與展示環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合，可以全面評估學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和綜合能力。這樣的評價方式不僅能夠更好地滿足學(xué)科融合的需求，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，推動他們數(shù)學(xué)和科學(xué)的全面發(fā)展。

三、結(jié)語

小學(xué)5～6年級數(shù)學(xué)與科學(xué)的有機(jī)融合是教育改革的重要方向。通過以上教學(xué)策略，可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)科興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維和解決問題的能力。希望本文提出的策略能夠為小學(xué)5～6年級數(shù)學(xué)與科學(xué)的教學(xué)提供參考，促進(jìn)學(xué)生全面素養(yǎng)的提升。

參考文獻(xiàn)

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[2]徐世鳳.小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科融合的教學(xué)實踐與思考[J].教育實踐與研究（A），2022（11）：53-55.