鄧萬蘭

摘 要：數(shù)學與科學內容存在大量“交集”，若能在小學科學中積極應用這些“交集”，發(fā)揮數(shù)學知識在科學學習中的獨到作用，意味著科學教學的升華，還能幫助學生鞏固數(shù)學知識，可謂“一舉兩得”。因此，科學教師要有學科聯(lián)系意識，盡可能多地探索兩門學科的知識交融點，并結合學科的知識交匯情況擬定科學教學方案，幫助學生從更高的角度認識科學知識，同時體現(xiàn)科學課程的包容性。

關鍵詞：小學科學;數(shù)學;融合

小學科學課程內容蘊含著大量數(shù)學因素，也為跨學科教學提供了豐富的素材。教師若能在科學教學中深入挖掘其中的數(shù)學因素，加強與數(shù)學教學的融合，不僅能突破傳統(tǒng)科學教學的局限，而且能為學生深層次理解科學知識奠定基礎，間接提升自身的綜合素養(yǎng)。因此，教師有必要探索數(shù)學與科學融合的教學思路，充分體現(xiàn)跨學科教學的優(yōu)越性。

一、兩門課程的聯(lián)系

（一）教學目標

科學與數(shù)學課程在教學目標方面有諸多相通之處，兩門學科的教學都與生活關系密切，可引導學生關注日常生活，從生活的細微之處挖掘問題并深入探究。學生在學科學習中要有合作的意識，通過協(xié)作完成各類學習任務。兩門學科都強調培養(yǎng)學生精益求精的態(tài)度，利用常見的測量工具完成部分參數(shù)信息的測量任務，并將測量結果準確地記錄在表格或者文本之中，為深入探討數(shù)據因素奠定基礎。學生在學習數(shù)學與科學知識后，能夠靈活運用所學知識應對生活中的小問題，這與數(shù)學、科學兩門學科的“學以致用”原則吻合。教師應強調圖表數(shù)據信息的應用，由此提升學生的數(shù)據意識和分析數(shù)據的能力。

（二）教學內容

數(shù)學與科學的知識“交集”也有很多，例如在科學教材中安排了“認識固體”的課程，與數(shù)學課程中“認識圖形”的內容有共通之處;科學教材中的“空氣質量”課程則與數(shù)學教材中“認識重量”的課程有交匯之處;數(shù)學課程中的“數(shù)據統(tǒng)計分析”課程則與科學教材中的“關心天氣”內容有較多的融合點。兩門學科知識交匯點不僅限于上述層面，還有更多的知識交匯點等待教師探索。教師在探究兩門課程內容交匯點的前提下，為兩門課程之間的優(yōu)勢互補奠定基礎，借助跨學科效應實現(xiàn)良好的教學效果。

二、課程融合路徑

（一）注重知識聯(lián)系

1.聯(lián)系新舊知識

數(shù)學與科學教學的融合需要從知識點入手，根據教材知識點擬定問題并作為學習任務。學生根據問題自行討論分析，總結得出屬于自己的結論。學生討論的過程也是思考的過程，從中發(fā)現(xiàn)知識點之間的規(guī)律，對數(shù)學與科學知識的理解更勝一籌。例如在講授科學教材中的“形狀與結構”時，常規(guī)路徑是在課堂中展示三角形和四邊形框架，讓學生動手操作并認識這兩種圖形。盡管這種方式鍛煉了學生的動手能力，課堂形式更加立體，但是自身的思維能力并沒有提升，實際教學效果并不理想。

因此在“形狀與結構”的教學過程中，可適當融入探究性因素，與數(shù)學學科“三角形”“四邊形”課程融合，將生活環(huán)境中的三角形、四邊形建筑物引入課堂。教師通過多媒體播放金字塔、朝鮮酒店等代表性的三角形建筑物，說明三角形的穩(wěn)定性屬性。隨后引導學生主動設計方案證明“三角形足夠穩(wěn)定”，由此引入“形狀與結構”中的“搭支架”課程，讓學生親自動手搭支架證明三角形的穩(wěn)定性。學生可以使用小棒搭建三角形，學生行動的目的性較強。隨后讓學生利用同樣的材料搭建“四邊形”，并讓學生展示個人的“三角形”“四邊形”搭建成果。學生的三角形搭建效果統(tǒng)一，四邊形的搭建效果各有不同，直接說明三角形的穩(wěn)定性優(yōu)勢。學生搭建圖形的過程中也會思考圖形的特征，鍛煉個人思維能力。

2.把握教學進度

教師要有“突破傳統(tǒng)、厲行創(chuàng)新”的意識，盡可能多地探索教材知識點的聯(lián)系，同時突破不同學科的桎梏，打通不同學科知識點之間的“溝通”渠道。結合多門學科知識點并綜合應用，真正實現(xiàn)多學科教學的融合效果。教師在教學活動中或多或少地忽視了知識點的聯(lián)系，實際教學過程比較單一。學生雖然接觸并掌握教學計劃內的知識點，但是對知識點的聯(lián)系仍然一無所知。學生只能被動接受知識，無法實現(xiàn)知識學習立體化效應，因此對教師把握教學進度的能力提出較高要求，教師要整體把握學科知識，從學科結合的角度出發(fā)，適當調整知識的教學順序，為學科之間知識的關聯(lián)和遷移做好準備。例如，在講授科學教材“固體和液體”單元的“把固體放到水里”一課時，可能涉及物體體積的相關知識。由于數(shù)學課程中的“體積”知識安排相對靠后，教師可以將數(shù)學“體積”知識前移。在“把固體放到水里”一課中，教師將兩塊質量完全相同的橡皮泥做成不同的形狀，讓學生思考形狀變化是否會影響橡皮泥的質量。隨后將這兩個橡皮泥放入水中，讓學生觀察橡皮泥對水體積變化的影響。在上述操作后，教師引入“體積”概念，也就是橡皮泥放入水中后的排水量。但是學生尚未全面理解“體積”概念，對與“體積”有關的“容積”概念認識更加模糊。將數(shù)學課程的“體積”概念前移，首先讓學生建立“體積”概念的基本認識，明確體積、容積等概念之間的關系，幫助學生更好地理解“體積”的概念，也為后續(xù)正式學習數(shù)學“體積”知識奠定基礎。不同學科之間的橫向聯(lián)系明顯增強，學生也能建構“體積”的知識結構。另外，學生可真正理解“體積”從何而來，與何種因素有密切關系，懂得利用所學知識分析生活中的種種問題，掌握學科知識的脈絡，使知識點不再是“無源之水”。

（二）注重知識拓展

1.注重知識的溝通和聯(lián)系

學科整合不能僅靠某一學科教師單方面努力，不同學科的教師要有合作意識，通過溝通交流確定學科之間的融合點，提升學科教學的綜合性特征，共同促進學科融合。數(shù)學與科學教師要有合作意識，結合各自講授的學科知識盡可能多地定位融合點，為學科之間的結合提供更多機會，學生得以通過學習全面發(fā)展。例如，教師講授數(shù)學“平均數(shù)”知識時，學生直接理解“平均數(shù)”概念比較困難，體現(xiàn)了“平均數(shù)”概念的抽象性?！捌骄鶖?shù)”概念的講授必須結合生活實際，讓學生感受到“平均數(shù)”的體現(xiàn)方式和重要作用，方可理解“平均數(shù)”的含義，也就是用一個數(shù)字代表一個群體的整體水平。在講授科學教材“神奇的機械”單元中“怎樣移動重物”一節(jié)時，教師可以將小纜車引入課堂，探索小纜車運動速度與拉力之間的關系。在課堂中設計拉動小纜車的實驗，并得出“小車運動速度與拉力成正比”的結論。僅僅進行一次實驗得出的結論未必可靠，需要多次進行實驗，確保得出的結論讓學生信服。例如，教師進行了五次拉動小纜車的活動，獲得五個數(shù)據樣本。通過計算五個樣本的平均值得到的結論使人信服，說明“平均數(shù)”的作用，學生對“平均數(shù)”概念與重要性有更深刻的認識，體會到“平均數(shù)”在生活中的巨大作用。

在“拉動小纜車”的課堂實驗中，教師首先演示小纜車在外力作用下“動”起來的場景，誘導學生思考影響小車速度的因素，讓學生大膽猜測。學生會提出很多影響小車速度的可能性因素，教師總結這部分因素后，強調無法全部驗證這些因素，需要選擇其中的典型因素。多數(shù)學生提出的因素涉及“小纜車運動的快慢”，教師圍繞這個因素設計“上坡實驗”。教師準備小纜車、斜面、砝碼，通過調整砝碼數(shù)量改變拉力，判斷拉力對小車運動速度的影響。首先讓全部學生進行實驗并匯報結果，學生匯報的結果存在差異。教師提出“如何記錄匯報結果”的問題，但是否定任何一組學生的實驗成果都不合適。在學生共同商議下，將全部實驗結果的平均數(shù)作為最終結果。這種教學方式實現(xiàn)了“平均數(shù)”概念的延展效應，同時鍛煉了學生的合作與協(xié)商能力。

2.注重課外延伸

數(shù)學和科學知識與生活環(huán)境緊密關聯(lián)，在生活范圍中選擇學科關聯(lián)素材，根據生活中常見的現(xiàn)象設問，為學科融合注入更多創(chuàng)造性因素，學生因此會更加熱愛科學、熱愛生活。在講授“生命之源——水”單元課程時，教師搜集、整理關于水資源的素材信息，并在科學課堂中播放，讓學生認識到日益緊張的水資源狀況，引導學生在生活中隨時隨地都要有節(jié)約用水的意識。例如，教師展示兩種不同的刷牙方式，對比兩種刷牙方式的耗水量，從生活點滴之處激發(fā)學生的節(jié)水熱情。為了進一步說明節(jié)水的重要意義，可以將數(shù)學學科中的四則運算引入課堂，并布置“計算水龍頭滴水量”的課外任務，計算某個時間段內水龍頭的滴水總量。在掌握單個水龍頭的滴水量后，教師給出學校衛(wèi)生間的全部水龍頭數(shù)量，讓學生計算學校全部水龍頭一個月內浪費的水量。學生的課外調查結果中，體現(xiàn)30分鐘、1小時、2小時等不同時間段內的耗水量，由此推導出更長時間范圍內的水龍頭耗水量，并通過計算結果體現(xiàn)生活中浪費水資源的嚴重性。教師還可以進一步拓展任務，將每立方米的水費引入其中，讓學生計算學校每年因為浪費水需要額外支出的水費。這項課外任務不僅強調學生的自主參與，還鍛煉了學生的計算能力，培養(yǎng)學生的社會意識，在完成計算任務的同時實現(xiàn)個人情操的升華。

3.注重協(xié)作

跨學科教學對協(xié)作提出較高要求，學科教師需要更新教學觀念，從學科融合的角度備課并設計教學方案，在更新個人思維方式的基礎上為學科教學融合奠定基礎。在學科有效融合的過程中，可以采用單學科教師獨立教學或者雙學科教師共同教學的方式。例如，在教學科學“空氣的質量”一課時，設計探索空氣質量的實驗方案以及具體的步驟。首先讓學生選擇稱量工具，以生活中常見的稱量工具為首選項，如天平、磅秤等，并在科學課堂中介紹自己選擇的稱量工具。隨后讓學生思考記錄數(shù)據的方式，注意計量物體質量的單位。在學生思考的過程中，教師引導學生觀察稱量工具中的單位信息，由此導入質量單位知識。

通過協(xié)作性活動，學生親自參與到實際任務中，自己動手測量水龍頭的滴水情況，并獲取第一手數(shù)據。隨后利用個人測量獲取的數(shù)據進行整理計算，鍛煉了個人的數(shù)學學科素養(yǎng)，對數(shù)學學科中的計算知識理解得更加透徹。協(xié)作性任務具有社會意義，學生計算水龍頭浪費水的規(guī)模以及對應的水費，能夠直觀認識浪費水資源的不利影響，在心靈深處埋下節(jié)約用水的“種子”，并將節(jié)約用水的意識融合在個人生活的方方面面，實現(xiàn)科學知識陶冶情操的效果。

三、對融合兩門課程的總結

（一）強調知識的連續(xù)性

任何學科的知識都不是孤立的，不同知識點之間存在或多或少的聯(lián)系。某種程度上來講，每個階段的知識點都是對上一階段知識點的總結與延伸，并構成全新的知識體系。傳統(tǒng)學科教學中并不注重知識點的聯(lián)系，學生雖然接受到一大堆知識點，但是這些知識點沒有固定規(guī)律，無法構建成熟的知識系統(tǒng)，降低學科知識點之間的連續(xù)性，對學生智力與綜合素養(yǎng)的發(fā)展有抑制作用。教師應當致力于探究學科間知識的融合點，系統(tǒng)梳理小學階段的數(shù)學與科學教材，將兩個學科的知識融合點制作為清單。這樣的話，學科之間的聯(lián)系一目了然，也為數(shù)學與科學的融合教學指明了方向。列舉知識聯(lián)系清單，還能直觀展示知識點之間的密切關系，形成數(shù)學與科學的“知識鏈”，使知識點的系統(tǒng)性更強。學生在學習中也會有意識地理解知識之間的聯(lián)系，對知識的連續(xù)性有更深刻的認識。

（二）強調知識的延伸、拓展

在小學科學課程標準中，明確指出科學課程的包容性特征?？茖W課程不應當孤立存在，而應與其他課程充分融合，將科學課程知識融合在其他學科的知識體系之中，在小學教學中構建“大知識”體系。在課程知識廣泛融合的基礎上，使學生從更高的角度看待科學課程，在任何學科的學習中具有應用科學知識的意識，將“用科學”的意識扎根在心中。結合小學科學課程標準不難看出，科學知識的延伸導向。不同學科之間要相互包容、相互開放，盡可能多地找到知識之間的關聯(lián)，實現(xiàn)學科知識的延伸效果。學生在其他學科學習中也能感受到科學的魅力，同樣提升學生個體的科學素養(yǎng)。

（三）把握課程原本屬性

跨學科教學的融合意義顯而易見，但是在數(shù)學、科學的融合教學中，要始終把握學科原本的“度”。學科融合并不意味著輕視學科的基本屬性，任何融合教學都要從學科的基本屬性出發(fā)，方可體現(xiàn)學科融合的意義。教師在科學教學中融合數(shù)學課程資源，不能讓數(shù)學知識喧賓奪主，必須圍繞科學教學的核心展開。因此，教師在積極推動兩門學科資源融合的同時，也要將思想方法擺在重要的位置。在滲透有效思想方法的基礎上，幫助學生建立正確的學科思想。教師在科學教學中對數(shù)學知識的認識不能停留在工具層面，而應將數(shù)學知識真正融合在教學體系中，真正實現(xiàn)“以數(shù)學知識促科學教學”的效果，數(shù)學知識理應是科學教學中的關鍵角色。教師通過兩門課程的完美融合，為科學課程學習提供更優(yōu)質的環(huán)境;學生感悟到科學的重要意義，愿意主動投身到科學探究之中，理解科學原理的奧秘并提升科學素養(yǎng)。

四、結語

數(shù)學與科學教學深度融合，不僅是跨學科教學的典型探索，也為學生從更廣闊的角度看待數(shù)學與科學知識提供了一扇窗戶。相關教師在教學過程中要逐步積累兩門學科的融合思路，將“跨學科合作”理念作為重中之重，不斷挖掘數(shù)學與科學教材內容的潛在價值，提升課程教學的實用導向，契合小學學科教學的新精神導向，使學生在學習中感受到別樣的樂趣。

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