劉靜

〔摘? ? 要〕? 教育領(lǐng)域當前強調(diào)開展探究性教學(xué)，此方法被視為關(guān)鍵手段以激勵學(xué)生的好奇心、創(chuàng)造力及動手解決問題的能力。這種學(xué)習(xí)方法致力于讓學(xué)生在探究和解決問題的過程中自發(fā)地建立知識框架，并獲得深入的認知經(jīng)歷。特別是在小學(xué)教學(xué)中，數(shù)學(xué)和科學(xué)的交融極其關(guān)鍵，因為它們共同促進學(xué)生的邏輯思維和科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。結(jié)合這兩門學(xué)科不僅有助于學(xué)生理解數(shù)學(xué)與自然界的相互作用，還能提升知識的實際應(yīng)用意義。整合數(shù)學(xué)和科學(xué)課程內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)包含探究元素的活動，不僅可以提高學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣，也能培育他們跨學(xué)科的思考技能，幫助學(xué)生適應(yīng)不斷變化的世界。因此，探討如何將小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)教育有效交融，以及如何使探究式學(xué)習(xí)過程更加吸引人，對于提升學(xué)生整體素質(zhì)和面對未來的挑戰(zhàn)具有深遠的意義。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)數(shù)學(xué)；小學(xué)科學(xué)；探究性教學(xué)

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 16? ? 130-132

探究性教學(xué)是一種將學(xué)生置于學(xué)習(xí)核心的方式，突出了學(xué)生自我探索與積極參與的重要性。在小學(xué)教育中，數(shù)學(xué)與科學(xué)構(gòu)成學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的基石，而將此類教學(xué)策略整合進這兩門課程，有助于點燃學(xué)生的求知欲和增強他們的學(xué)習(xí)成效。傳統(tǒng)教學(xué)模式經(jīng)常沉溺于單向知識傳遞，忽略了促進學(xué)生的自發(fā)探索。鑒于此，探索在小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)課程中嵌入探究式學(xué)習(xí)，并注入神秘與趣味性，已成為教育改革的關(guān)鍵議題之一。本研究旨在基于具體的教學(xué)實例，分析如何將探究式學(xué)習(xí)與這些學(xué)科有效結(jié)合，以豐富教學(xué)過程，提升學(xué)生的興趣與學(xué)業(yè)表現(xiàn)。

一、小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)交融的意義

（一）培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

融合小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)教學(xué)對于深化學(xué)生探究技能極為關(guān)鍵。這兩個領(lǐng)域本質(zhì)上都注重探索規(guī)律性和解題策略，通過將它們相結(jié)合，學(xué)生能夠在實踐中學(xué)會概念與法則，遠超過簡單的知識記憶。數(shù)學(xué)提供了量化分析科學(xué)現(xiàn)象的語言及工具，讓學(xué)生在進行科學(xué)實驗記錄數(shù)據(jù)時，可以憑借數(shù)學(xué)的力量進行更深入的理解與處理。此種課程結(jié)合使學(xué)生能在真實情境下練習(xí)數(shù)學(xué)技巧，同時讓科學(xué)探索更加具體和富有啟發(fā)性。在科學(xué)探究的全過程，包括假設(shè)的設(shè)定、實驗的設(shè)計、數(shù)據(jù)的收集和分析，以及結(jié)論的提煉，數(shù)學(xué)的應(yīng)用是核心要素。通過整合教學(xué)，學(xué)生能夠在日常生活中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)與科學(xué)的應(yīng)用，從而理解科學(xué)在社會發(fā)展和個人生活中的重要性。這樣，學(xué)生不僅能學(xué)習(xí)到科學(xué)知識，還能形成正確的科學(xué)態(tài)度和價值觀，將科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)用到實際生活中。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

整合小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)課程對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)起到了關(guān)鍵作用?？茖W(xué)素養(yǎng)涵蓋了對科學(xué)理念、程序以及科學(xué)態(tài)度和倫理的全面理解，這些是現(xiàn)代社會成員在日常生活中不可或缺的。將數(shù)學(xué)與科學(xué)的課程內(nèi)容聯(lián)結(jié)起來，學(xué)生能通過數(shù)學(xué)的理論框架來加深對科學(xué)理論的洞察。例如，在掌握有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的生物學(xué)知識時，學(xué)生可以借助數(shù)學(xué)的圖形和數(shù)理模型來表征和處理數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化原本抽象的生態(tài)知識為具象可視。這種跨領(lǐng)域的學(xué)習(xí)模式助力學(xué)生構(gòu)建科學(xué)信息的整合體系，從而提升整體的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度

數(shù)學(xué)教育強調(diào)精確和邏輯推理，要求學(xué)生掌握逐步解題的技巧，這些技巧在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也是非常重要的。結(jié)合這兩個學(xué)科，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)的同時練習(xí)精確思考和深入分析，培養(yǎng)出一種科學(xué)的問題解決策略。這種綜合的教學(xué)方式激勵學(xué)生在實驗和解決實際問題時不斷地進行自我完善。在實踐過程中遇到失敗或出人意料的結(jié)果時，他們需要學(xué)會如何分析問題所在并調(diào)整方法再次嘗試。這個過程的重復(fù)試驗和改進有利于形成持之以恒和注重細節(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)交融的探究性教學(xué)途徑

（一）根據(jù)數(shù)學(xué)疑問，引入科學(xué)知識

在小學(xué)階段，融合數(shù)學(xué)與科學(xué)的教學(xué)不僅能夠吸引學(xué)生的興趣，還能加強他們對兩者之間聯(lián)系的理解。以學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時遇到的問題為出發(fā)點，引入相關(guān)的科學(xué)概念，能夠讓他們看到數(shù)學(xué)知識在現(xiàn)實世界中的應(yīng)用，并體會到科學(xué)實驗對數(shù)學(xué)理解的重要性。

例如，在數(shù)學(xué)課上，學(xué)生學(xué)習(xí)如何計算不同幾何形狀的體積。在這樣的課堂上，學(xué)生可能會對這些形狀在日常生活中如何使用產(chǎn)生好奇。例如，學(xué)生學(xué)習(xí)到圓柱體和立方體的體積計算方法后，他們可能會有疑問：為什么同樣體積的立方體和圓柱體，圓柱形容器似乎能夠裝更多的液體？教師可以利用這個機會介紹有關(guān)容積和形狀的科學(xué)原理，如流體的物理特性。通過諸如測量不同形狀容器裝水量的活動，學(xué)生能夠觀察到數(shù)學(xué)公式在實際應(yīng)用中的效果，理解形狀對容積的影響。在另一個場景中，當學(xué)生在數(shù)學(xué)課學(xué)習(xí)如何收集和表示數(shù)據(jù)時，他們可能會對如何實際進行數(shù)據(jù)收集產(chǎn)生疑問。這為將科學(xué)方法和數(shù)學(xué)圖表結(jié)合起來提供了良好的契機。例如，教師可以指導(dǎo)學(xué)生記錄一段時間內(nèi)的氣溫變化或降雨數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖表。在這個過程中，學(xué)生不只是學(xué)到了如何制作圖表，還學(xué)習(xí)了科學(xué)的數(shù)據(jù)收集方法，認識到精確記錄和表示數(shù)據(jù)在科學(xué)研究中的重要性。這種互動的教學(xué)方法讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)圖表在描述和分析科學(xué)現(xiàn)象中的應(yīng)用。通過這種策略，教師能夠清晰展示數(shù)學(xué)與科學(xué)的相互關(guān)系，以及數(shù)學(xué)工具如何在科學(xué)探索中發(fā)揮核心作用。學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)和科學(xué)的專業(yè)知識，還培育了跨學(xué)科思考的能力，這對他們將來面對復(fù)雜問題時采用綜合方法尋求解決方案具有重要意義。

（二）依托科學(xué)知識，設(shè)計數(shù)學(xué)問題

整合科學(xué)知識與數(shù)學(xué)問題的教學(xué)法，能有效提升學(xué)生綜合性思考能力。以此方法，學(xué)生將學(xué)到的科學(xué)原理應(yīng)用于解決數(shù)學(xué)問題，不僅加深了對數(shù)學(xué)概念的理解，還能夠體會到學(xué)科間的聯(lián)系。

以環(huán)境科學(xué)為例，學(xué)生在研究生態(tài)系統(tǒng)時了解到動植物種群的數(shù)量變化。數(shù)學(xué)老師可以此為契機，設(shè)計問題讓學(xué)生以圖表形式記錄并分析一個特定環(huán)境下的物種數(shù)量變化，考察物種變化的模式。此時，學(xué)生需運用統(tǒng)計學(xué)的方法來處理數(shù)據(jù)，此舉不僅鍛煉了他們的數(shù)學(xué)技能，還讓他們實踐了數(shù)據(jù)分析在科學(xué)研究中的重要性。在了解天氣學(xué)原理的科學(xué)課上，學(xué)生會接觸到氣溫、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)。數(shù)學(xué)課上，教師可以設(shè)計問題，挑戰(zhàn)學(xué)生使用這些數(shù)據(jù)來創(chuàng)建溫度變化的時間圖或計算一段時間內(nèi)的平均風(fēng)速。學(xué)生必須應(yīng)用他們對圖表的理解、平均數(shù)的計算等數(shù)學(xué)知識，同時認識到這些數(shù)學(xué)工具在氣象學(xué)預(yù)測和分析中的作用。在教授體積和物質(zhì)密度等概念時，科學(xué)知識同樣能為數(shù)學(xué)問題提供實際背景。例如，科學(xué)課中學(xué)生學(xué)習(xí)到不同材料的密度，數(shù)學(xué)課上的挑戰(zhàn)可能是讓他們計算給定體積的不同材料的重量。這要求學(xué)生掌握乘法及密度概念，同時，也展示了數(shù)學(xué)在物質(zhì)性質(zhì)研究中的實用性。通過這種跨學(xué)科的問題設(shè)計，學(xué)生得以在實際情境中應(yīng)用科學(xué)與數(shù)學(xué)知識，增強了他們的解題能力和對知識用途的認識。這不僅促進了學(xué)生的積極學(xué)習(xí)，也為他們?nèi)蘸蟮膶W(xué)術(shù)和職業(yè)生涯打下了扎實的跨學(xué)科基礎(chǔ)。

（三）設(shè)計科學(xué)游戲，開展數(shù)學(xué)教學(xué)

整合科學(xué)與數(shù)學(xué)的游戲設(shè)計為小學(xué)生提供了一條充滿樂趣且富有成效的學(xué)習(xí)道路，促進了他們在實踐中對兩門學(xué)科知識的深入理解。通過互動游戲，學(xué)生可以在不知不覺中掌握數(shù)學(xué)計算、數(shù)據(jù)分析及預(yù)測等技能，同時加深對科學(xué)現(xiàn)象的認識。

考慮到植物生命周期這一主題，教師可以創(chuàng)造一款名為“綠色園丁”的游戲，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中栽種和照料植物。在游戲過程中，學(xué)生將監(jiān)測植物的生長數(shù)據(jù)，比如葉片長度和莖的高度。他們需要運用加法來統(tǒng)計每日的生長量，利用乘法計算總的生長速率，并通過繪制曲線圖來觀察生長趨勢。這個過程不但讓學(xué)生練習(xí)了算術(shù)計算，也讓他們理解到這些數(shù)學(xué)方法在生物學(xué)研究中的應(yīng)用。再比如，創(chuàng)建一個名為“星際導(dǎo)航”的游戲，學(xué)生在其中學(xué)習(xí)星體的運動規(guī)律并解決與之相關(guān)的數(shù)學(xué)難題。游戲中可能需要學(xué)生計算星體之間的相對位置變化，或者推算出載人飛船軌道的最佳路徑。這些任務(wù)要求學(xué)生使用角度測量、時間計算和空間幾何等數(shù)學(xué)知識。通過這種方式，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了天體物理的概念，還培養(yǎng)了對幾何和代數(shù)知識的應(yīng)用能力。還可以創(chuàng)設(shè)一個關(guān)于天氣預(yù)報的游戲“天氣小預(yù)報員”。在這個游戲中，學(xué)生扮演氣象預(yù)報員，收集各類氣象數(shù)據(jù)并做出天氣預(yù)測。學(xué)生需要學(xué)會讀取氣壓表、溫度計，并將日降水量和風(fēng)速的數(shù)據(jù)進行記錄。通過構(gòu)建圖表和計算一定時間段的氣象數(shù)據(jù)平均值，他們不僅鍛煉了統(tǒng)計分析能力，而且對氣象科學(xué)有了更深的理解。這些游戲設(shè)計的核心是將數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)自然地嵌入科學(xué)探究活動中，從而讓學(xué)生在玩樂的同時發(fā)展了解決實際問題的能力。這種教學(xué)策略有效地激發(fā)學(xué)生的積極性，增強了他們對科學(xué)探索的興趣，并深化了對數(shù)學(xué)概念在現(xiàn)實生活應(yīng)用中重要性的理解。

（四）通過情境創(chuàng)設(shè)，加強教學(xué)整合

情境創(chuàng)設(shè)在小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)的整合教學(xué)中扮演著至關(guān)重要的角色，通過模擬或構(gòu)建具有特定環(huán)境的場景，能夠讓學(xué)生在接近現(xiàn)實的環(huán)境中應(yīng)用數(shù)學(xué)和科學(xué)知識，增進理解并強化實踐技能。

學(xué)習(xí)水循環(huán)，可以構(gòu)思一個“水資源管理者”的角色扮演環(huán)境。在該環(huán)境中，學(xué)生被置于一個需要對小鎮(zhèn)的水資源進行合理分配的任務(wù)中。他們將要進行降雨量的測量、河流流速的計算及湖泊容積的估算等活動。這一過程中，不僅數(shù)學(xué)技能得以應(yīng)用，如測量、四則混合運算、圖表分析等，而且水的狀態(tài)變化和水循環(huán)等科學(xué)原理也需要了解和掌握。在教授分數(shù)時，可以設(shè)計一個“比例廚師”的情境，在其中學(xué)生通過準備比例化的菜單來學(xué)習(xí)分數(shù)。例如，配料比例用分數(shù)表達，如半升牛奶或四分之一公斤面粉，通過實際測量，學(xué)生能夠感受到分數(shù)的生活實用價值。與此同時，烹飪過程中的物理和化學(xué)變化，如面團的發(fā)酵、糖的焦化等都是科學(xué)知識的實際應(yīng)用。在交通工具單元中，情境可以是“城市交通規(guī)劃”項目。學(xué)生在設(shè)計城市交通網(wǎng)絡(luò)的同時，會自然地使用到數(shù)學(xué)中的圖形概念，如各種直線、曲線和形狀，同時對速度、距離與時間的科學(xué)概念有所涉獵。他們會學(xué)習(xí)到力學(xué)、摩擦以及能量轉(zhuǎn)化等概念。通過創(chuàng)建這些情境，學(xué)生能更有效地運用數(shù)學(xué)和科學(xué)知識去分析和解決問題，理解兩者之間的聯(lián)系，同時培養(yǎng)解決問題的熱情與技巧。整合教學(xué)不只是連接知識點，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的思維方式，鼓勵他們在不同環(huán)境下綜合運用多樣的知識與技能，構(gòu)建全面的認知與能力體系。

三、結(jié)語

探究性教學(xué)將學(xué)生放在教學(xué)活動的中心位置，尤其在小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)課堂上顯得尤為關(guān)鍵。此方法不僅能點燃學(xué)生的求知欲，還能夠培育其創(chuàng)新思維，進而提升教學(xué)成果。在執(zhí)行這種教學(xué)策略時，教師需要密切關(guān)注學(xué)生的實際需求，創(chuàng)造充滿樂趣和挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)場景，鼓勵學(xué)生積極地參與和探索。此外，為了確保探究性教學(xué)的成功，教師必須持續(xù)地反思和優(yōu)化自己的教學(xué)方法，應(yīng)當互相交流和分享教學(xué)心得以提升教學(xué)技能，適應(yīng)持續(xù)發(fā)展的教育變革。同時，學(xué)校和家庭也應(yīng)給予足夠的支持，營造一個有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的優(yōu)良環(huán)境，助力他們成長為具有創(chuàng)造力和實際操作能力的未來人才?？傊?，合理運用探究性教學(xué)方法，并促進小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)教育的緊密結(jié)合，是教育工作者的一項關(guān)鍵使命。我們應(yīng)攜手努力，為學(xué)生的全面成長投入精力，為他們未來的成功打下堅實的基礎(chǔ)。

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