滲入數(shù)學知識更好地完成科學教學

〔摘 要〕 小學科學課堂上，教師發(fā)現(xiàn)部分科學知識的習得會運用到許多的數(shù)學知識和方法，而學生只有先掌握了這些數(shù)學知識和方法才能更好地完成科學課程內(nèi)容的學習任務。因此，為了讓小學生更好地獲得科學知識和技能，科學教師應該利用科學課程和數(shù)學課程之間的聯(lián)系，將數(shù)學課程和科學課程融合理念注入課堂教學設計中，不斷提高教學能力，提高課堂教學成效，為學生的學習增效減負。

〔關鍵詞〕 小學科學；數(shù)學課程；融合課程；教學建議

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 21 118-120

小學科學可分為物理學、化學、生物學、天文學和地球科學等分支，它是研究事物的本質(zhì)與規(guī)律的學科，可以培養(yǎng)學生理性思維，與同為理科的數(shù)學課程有著相同的教學理念和教學思路。因此，在日常教學中，如果科學教師能關注科學和數(shù)學的內(nèi)在相關性進行融合教學，便能提高小學生學習科學和數(shù)學知識的興趣，從而大大提高課堂教學效率，在達到科學教學目標的同時還能培養(yǎng)學生的科學思維。

一、小學科學課程和數(shù)學課程具有關聯(lián)性

（一）課程性質(zhì)相輔相成，課程目標高度一致

《義務教育科學課程標準（2022年版）》中指出：“科學是在人類研究自然現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的基礎上形成的知識系統(tǒng)，以及獲得這些知識系統(tǒng)的認識過程和在此過程中所利用的方法”“科學課程要培養(yǎng)的學生核心素養(yǎng)包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任等方面”；《義務教育數(shù)學課程標準（2022年版）》中也對數(shù)學課程要培養(yǎng)的學生核心素養(yǎng)作出了解釋：“會用數(shù)學的眼光觀察現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的思維思考現(xiàn)實世界、會用數(shù)學的語言表達現(xiàn)實世界”。對比科學和數(shù)學的課程目標可以發(fā)現(xiàn)，學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)都離不開對客觀物質(zhì)世界的觀察、思考和感悟。

1.科學觀念的形成需要數(shù)學的“觀察方式”

科學觀念是對客觀事物的總體認識，數(shù)學為人們認識客觀世界提供了一種觀察方式。如對物質(zhì)的認識中，學生可以觀察到物質(zhì)的形態(tài)、顏色、堅硬程度等特征，而融入數(shù)學的測量手段，可以觀察到物質(zhì)的質(zhì)量、體積等特征，進而可以抽象出該物質(zhì)的密度、結構等其他屬性。又例如科學課上學生需要感知光速和聲速的“快”，我們就要運用數(shù)字讓學生有具體的認知，還可以與其他運動速度進行對比或者換算，發(fā)現(xiàn)具體的數(shù)量關系，讓“快”這個感覺真實地轉化成了一個科學知識。

2.科學思維的形成需要數(shù)學的“思考方式”

科學思維是學生通過模型建構、推理論證、創(chuàng)新思維等方式認識客觀事物，在平時的科學課堂上，學生會通過運算、推理去探究自然現(xiàn)象中的一般規(guī)律，而在義務教育階段，運算能力、推理能力也是數(shù)學思維的主要表現(xiàn)。例如在探究杠桿平衡條件的實驗中，學生需要運用數(shù)學思維去發(fā)現(xiàn)杠桿的平衡條件，運用數(shù)學的運算規(guī)律去建構省力杠桿、費力杠桿的模型，并能在實際生活中發(fā)現(xiàn)并辨別各種杠桿類型。

3.科學方法的形成需要數(shù)學的“表達方式”

在科學探究實踐活動中，學生需要運用觀察、實驗、測量、推理等基本的科學方法解決科學問題。例如學生在探究一杯熱水變涼規(guī)律時，需要連續(xù)多次測量水溫、記錄數(shù)據(jù)、繪制折線圖、分析圖形、得出結論，而這些數(shù)據(jù)與圖形都是數(shù)學的語言，它簡約而精確地表達了這杯熱水溫度下降的規(guī)律是先快后慢。

（二）教材內(nèi)容交叉滲透，教學效果互相優(yōu)化

小學科學課程和數(shù)學課程聯(lián)系密切，體現(xiàn)在教學內(nèi)容的相關內(nèi)容中，仔細對比蘇教版小學科學教材和數(shù)學教材，可以看出小學科學的教學內(nèi)容中滲透著較多的數(shù)學知識，而且數(shù)學知識的運用也從簡單到綜合、從單一到復雜，因此，數(shù)學可以作為科學課程的工具，幫助學生更好地掌握科學知識；而科學可以為較難理解的抽象數(shù)學知識的學習提供具體而生動的真實情境，讓數(shù)學課堂更能激發(fā)學生學習的興趣和積極性。

同時，在多年的教學實踐中我們也不難發(fā)現(xiàn)，當科學和數(shù)學作為獨立學科課程時，學生在“重復”著接觸和學習一些知識。在當今“雙減”政策下，一線教師都在努力追求增效減負，因此，探索小學科學和數(shù)學有效融合方式，或許可以幫助科學和數(shù)學教師提高課堂效率，同時幫助學生減輕學習負擔，激發(fā)學生學習的內(nèi)在動力。

二、科學課與數(shù)學課融合面臨的問題

（一）教學方式固化

找尋科學和數(shù)學課程之間的有效融合方式，依靠科學教師獨立完成任務的難度很大。首先要求兩科教師具備良好的學科融合意識，主動發(fā)現(xiàn)兩學科課程之間的契合內(nèi)容，積極調(diào)整各自的教學方式方法。而科學和數(shù)學作為兩個獨立的學科已經(jīng)存在多年，科學教師和數(shù)學教師已經(jīng)在長期的教學實踐中形成了適應各自學科教學的風格和習慣，有部分教師更喜歡傳統(tǒng)的教學方式，認為分學科教學可以讓自己教得更得心應手，學生也能學得更專注；也有部分科學教師在課堂教學中發(fā)現(xiàn)了數(shù)學知識對科學課堂具有輔助和支持，但苦于自己專業(yè)不對口，不能用更理性的數(shù)學語言去讓學生理解數(shù)學知識，也苦于科學課時有限，不能用寶貴的科學課堂教學時間去講授其他學科知識，于是科學課教學效果大打折扣。

（二）知識點的編排順序有年級差異

單看課程內(nèi)容和教學目標，科學和數(shù)學有較多共通之處，但是在知識點的編排上卻有較大的年級差異，而且科學教材的知識點編排大多較早于數(shù)學知識點，這就造成科學課上需要提前讓學生學習相關數(shù)學知識來解決科學知識的問題。而數(shù)學的教學內(nèi)容又是課標所規(guī)定的，對學生的學習情況也有更嚴格和系統(tǒng)的評價機制，數(shù)學教師必然會重復對該內(nèi)容的講授。以蘇教版小學科學三年級上冊《空氣有質(zhì)量嗎》為例，這課是第一單元的第二課，為了讓學生更具體地認識到空氣有質(zhì)量且質(zhì)量很輕，教材中安排了用電子天平稱量各種物體和皮球中空氣的質(zhì)量的活動環(huán)節(jié)，用電子天平可以精確到零點零幾的質(zhì)量變化來達到教學目標——學生能意識到空氣真的很輕很輕。這個活動涉及數(shù)學中的物體質(zhì)量單位、小數(shù)的認識和應用的知識點。再看蘇教版小學數(shù)學教材，學生初次接觸“物體質(zhì)量”是在三年級上冊第二單元，比科學教材的編排晚了一個多月時間，這個問題不大，可以調(diào)整科學課這個單元的教學順序，去配合數(shù)學的教學安排。但是蘇教版數(shù)學中關于“小數(shù)”的內(nèi)容，在三年級下冊，學生在初步接觸小數(shù)后，才能將“零點零幾”和“很輕很輕”建立直接聯(lián)系，而這近一年的時間差距就是我們面臨的實際問題。同樣的還有科學四年級下冊的第一課《冷熱與溫度》，學生根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制折線統(tǒng)計圖，然后根據(jù)折線的傾斜程度判斷水溫下降速度的快慢，而數(shù)學中關于“折線統(tǒng)計圖”的內(nèi)容安排在五年級下冊第二單元。

三、小學科學和數(shù)學融合的教學建議

（一）要意識到融合教學的重要性，探討教學策略

2022年新課標的修訂優(yōu)化了課程內(nèi)容結構，加強了學科間的相互關聯(lián)，強化了實踐性要求。教師是課程標準的實施者，要時刻更新教學理念，調(diào)整教學方式，一切為了學生的終身發(fā)展。兩科教師可以組織聯(lián)合教研活動，以新課標為標準，整合相關教學內(nèi)容，制訂符合學生能力和經(jīng)驗的教學目標和教學策略，擔當好課程標準和教材之間的橋梁角色，充分讓課堂教學的效果最優(yōu)化。

（二）明確主題課程的教學目標，去繁取精

構建小學科學和數(shù)學融合課堂雖然具有積極意義，但是如果沒有明確的課程主題和教學目標，便失去了融合的價值，因此，確定共同的教學目標至關重要。為了實現(xiàn)構建高效課堂的宗旨，確定教學目標后還需要選擇有價值的教學內(nèi)容，既能充分發(fā)揮科學的實踐性，又能體現(xiàn)數(shù)學的工具性和實用性，使學生愿意投入真實的情境中去探2a3904b5ca3ba6cf78fa92a1f0fa3cc6ad856ecd41a9afb0407062dcbff89b98索和發(fā)現(xiàn)。

例如一年級的“找出校園里最粗的那棵樹”活動，科學的教學目標是讓學生用適當?shù)姆椒ū容^樹干的粗細，認識到校園里的植物有不同種類，相同種類的植物也各有不同。可以與數(shù)學的“厘米和米的認識”相融合，它們有共同的教學內(nèi)容，并且都是在一年級的年段，對孩子的能力要求也較為一致。首先確定兩者共同的教學目標是學生會用合適的工具測量長度并比較長度的大小，然后再設計“用身體各部位測量長度→認識標準測量工具直尺→小組設計方案嘗試測量曲線的長度→認識軟尺→找出校園最粗的香樟樹”進階式的主題活動，讓學生在實踐中真正掌握數(shù)學學科中測量和比較的能力，也感受到植物的多姿多彩。

（三）善用小組協(xié)作的教學方式，自主探究

由于我?？茖W專職教師人員有限，有部分數(shù)學教師兼職科學教師，這些教師上了科學課之后都發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象，那就是對于活潑好動的小學生來說，科學課比起數(shù)學課更有吸引力，平時在數(shù)學課上默默無聞的孩子在科學課上也積極活躍。這是因為科學課上有很多實踐研究，科學課大多是運用小組協(xié)作探究的教學方式開展活動的，教師與學生之間縮短了距離，學生之間有更多的溝通和合作，相互取長補短共同進步，教與學的模式更輕松自然，解放了學生好動好奇的天性。

例如數(shù)學“比例”這課，對于學生來說就是大量的數(shù)據(jù)計算，但是融入科學中便是制作太陽系大家庭模型的活動。學生是以小組為單位展示模型，小組討論確定好作為參照的行星，再由小組成員各自選擇自己喜歡的星球并根據(jù)資料換算出模型的直徑和到太陽的距離。在成員遇到困難的時候，其他成員及時提供幫助，相互再交叉計算，確保各自比例換算正確，然后再選取合適的材料制作模型，最后再展示評選。學生不再對數(shù)字和運算感到枯燥，在真實的挑戰(zhàn)情境中學會了比例的運算，也完成了科學教學目標，一舉兩得。

（四）精心設計課后實踐活動，注重課堂延伸

科學問題和數(shù)學問題都是從生活中來，到生活中去，學生在課上習得的知識方法和能力都是為了讓學生將來能將其運用到生活中。因此，課堂教學結束后還要有課后實踐活動，這不僅能讓學生持續(xù)保持學習的興趣，鞏固學得的知識，還可能促使學生發(fā)現(xiàn)新的問題，從而再接觸其他知識，將理論教育與實際生活緊密聯(lián)系。

例如在學生認識了角，會用量角器測量角的大小之后，我們給學生安排在同一時刻測量太陽高度角的課后實踐活動。在這個活動中，教師給同組學生提供長度分別為10厘米、20厘米、30厘米的小棒，學生發(fā)現(xiàn)同一時間內(nèi)，用不同高度的小棒測出的太陽高度角基本一樣，得出這個結論，在下節(jié)課學生制作太陽鐘時就明白為什么太陽鐘的小棒不需要統(tǒng)一高度，而學生的好奇心也會讓他們的探究活動繼續(xù)下去，為今后學習直角三角形的性質(zhì)奠定基礎，并提供經(jīng)驗支持。

綜上所述，新課標的修訂和“雙減”政策奠定了新時期課程融合的教學模式，小學科學教師也要把握新課標的指導思想，解放傳統(tǒng)刻板的教學思想，努力向創(chuàng)新生動的教學方式過渡，探尋科學與數(shù)學的融合點，實現(xiàn)科學課程與數(shù)學課程相整合的目標，促進兩學科良性循環(huán)的建設與發(fā)展。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育數(shù)學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.