小學科學和數學學習資源有效融合的實踐

從近代自然科學誕生以來，數學就一直作為自然科學的重要基礎而存在。自然科學和數學的聯系緊密而復雜：科學為數學提供了值得研究的問題，而數學則為科學數據的分析提供了有力的工具。

小學科學教學離不開數學知識，如何用好用活數學知識，對自然科學知識的掌握和運用有很重要的作用。數學作為科學的工具主要有兩個功能：一是把科學理論抽象成“公式”，另一個是對自然現象進行定量的描述與測量。在小學階段，數學在科學中的作用主要表現在第二功能，即計算、測量、制表作圖以及用數學語言來描述、解釋圖表。如果只是對科學中觀察的現象和測量的數據進行大致的了解，不但不會實現科學課探究的目的，同時也有悖于科學的學習態度。因此，將數學知識運用到科學探究中可以使科學探究更加嚴謹、準確。

從現在的教科版小學科學教材和人教版小學數學教材中，我們發現它們之間存在著許多聯系。如下表所示：

從上表中不難看出，教科版小學科學教材和人教版小學數學教材的很多知識互相關聯。但在學校課程中，因為“科學”和“數學”分列為兩個學科，分科教學，“各自為政”，學科間知識的呈現順序不一致，缺乏縱向的、統籌的安排。

小學科學和數學知識具有很強的系統性，很多新知識都是在已有知識的基礎上形成和發展起來的，知識間相互聯系，從而形成了知識的整體性和連續性。筆者就此進行了兩門學科相關內容的重組嘗試，力圖形成學科間學習內容的優勢互補，更好地為科學和數學教學服務。

一、 注重知識的整體聯系

知識發展是一個連續的過程，每一個階段都是前一階段的延伸，更是在新水平上對前階段進行改進而形成的新知識體系。如果學生獲得的知識繁雜無序、無系統性，也就不能使學生獲得連續的知識，這樣就會制約學生能力和智力的發展。因此作為教師，我們首先要著力研究科學和數學間有內在聯系的知識網絡體系，這樣才能在教學中有意識地溝通知識間的聯系，引領學生形成連續性、系統性的知識。

1.聯系舊知，創造新知

科學和數學學科之間的知識是有機聯系的，具有嚴密性、系統性的特點。在課堂教學中，教師可以結合教材，將一些問題提供給學生，讓學生根據已有的知識和經驗去分析、比較，再進行討論，并處理加工形成自己的看法、結論，這個過程實質上就是學生創造“新知”、發現“規律”的過程，也是學生綜合運用知識的過程。

例如，六年級上冊科學第二單元“形狀與結構”第五課“做框架”。

本課的科學概念是：三角形框架具有穩定性，利用三角形框架可以加固框架結構。其實學生早在四年級的數學課上就已經學習了“三角形具有穩定性，四邊形易變形”這一知識點，如果教師沒有基于學生的認知起點，在導入新課后按照教材編排的活動，組織學生扎一個三角形框架和一個長方形框架，那么學生只沉浸在動手操作的實踐活動中，興奮點僅集中在操作上，而他們的思維沒有在原有的基礎上得以提升，這樣的課堂教學效率會大打折扣。

因此，在本課設計中，我們聯系學生已有的數學基礎知識，把以制作、體驗為主的活動改為以探究為主的活動。先組織學生觀看生活中的三角形：從古埃及的金字塔到現代的宏偉建筑物，從大型的橋梁到輕巧的晾衣架，勾起學生對“三角形具有穩定性”這一特性的回憶……隨后拋出問題：“你能通過這些材料來證明三角形確實比其他圖形穩定嗎？”學生立即想到了“做框架”；接著分組讓學生用小棒圍一個三角形和一個四邊形，這時他們的操作是帶有目的的。推、拉之后再引導學生觀察全班已圍好的三角形，大小、形狀都相同，是唯一的；而圍好的四邊形大小、形狀都各不相同，不是唯一的；通過對比、分析，從數學角度再次證明了“三角形具有穩定性”，讓學生知其然也知其所以然。

實踐證明，通過上述知識的重新整理、組合和比較，不僅有利于學生整體觀念的建立，有利于基礎知識的落實，而且為培養學生的思維能力提供了基礎條件。

2.調整進度，形成整體

新課程倡導：教學中應突破一些傳統的東西，創造性地使用教材，既重視知識點間的內在聯系，又注重學科間知識點的結合和應用，突破學科中心，突破固有的模式，以學生素質發展為目標。但在具體教學中，教師往往忽略了知識的內在聯系，常常采用較為單一的教學模式和方法。這樣，雖然便于教師日常教學，但學生在學習的過程中，無法整體把握知識點之間的內在聯系，無法形成實際解決問題的能力。長此以往，他們只能被動地學習，缺乏基本的實踐能力。因此，我們要根據知識的特點，對教材中的教學內容進行有針對性的適度調整，便于科學和數學間關聯知識的遷移。

科學課中，教師通過改變橡皮泥的形狀，讓學生思考橡皮泥的重量有沒有發生變化，再通過把橡皮泥放入水中，讓學生觀察水的體積有沒有發生變化，從而得出：我們把物體在水中排開水的體積叫做排開的水量。但此時的學生還沒有形成正確的、清晰的、完整的“體積”概念，對體積（容積）單位毫升也非常陌生。為了推動學生對知識的完整把握，在教學本課之前，應該先把數學第三單元“認識體積和體積單位”這一內容前移，讓學生明白什么是物體的體積，體積和容積之間的關系，這樣可以讓學生透徹地理解概念，溝通科學和數學之間的橫向聯系，從而使學生形成合理的知識結構。

這樣調整，既溝通了學科內容之間的橫向聯系，又使學生知道知識是如何產生的，明白其發生過程，懂得如何運用所學知識去解決實際遇到的問題，從而培養學生的整體觀念，提高學生的綜合素質。這樣，學生掌握的科學知識和數學知識就不會變成無本之木、無源之水，就能夠體驗和理解知識的真實來源和意義。

二、 加強資源的延伸拓展

《科學課程標準（3-6年級）》提出：“科學不應是一門孤立的學科，應融入各學科組成的大知識之中，要關注科學與其他學科的綜合，要讓學生善于學科學，愛科學和用科學。”這意味著科學與其他學科之間要相互開放、相互延伸、彼此關聯。只有這樣，才可以讓學生的思維“觸須”向外延伸，從其他學科中汲取營養，促進學生科學素養的提高。

1.有效合作，溝通聯系

對于學科之間的整合，單憑一位學科教師獨立來完成，是不可能的。所以需要各學科教師進行合作交流，以最直接的方法在最短的時間內獲得最廣泛的綜合性教學資源。要實現小學科學課程與數學課程的良好整合需要科學教師和數學教師進行密切的交流和聯系，通過兩者之間的有機結合來促進學生的全面發展。

如三年級數學下冊“平均數”一課，因為平均數的意義非常抽象，對于三年級學生來說，是比較難理解的。教師在課堂中必須讓學生置身于一個生活化的情境，在感知用總體和個體不公平的情況下，用代表這一組數據整體水平的一個數據來衡量。而五年級科學下冊“我們的小纜車”中，在研究“小車的運動與拉力的大小有什么關系”的實驗過程中，用一次實驗就得出“拉力越大，小車的運動就越快”的結論，難以讓人信服，所以需要通過多次實驗，求這幾次實驗的平均時間來得出結論，才更科學，更有說服力。學生在這個過程中，不僅能明白平均時間的意義，還能得出科學的結論，有利于養成科學的探究精神。

這是一節科學與數學有機整合的課例，我是這樣設計的：

教師談話：小車在受到拉力時會運動起來，那么小車運動的快慢與什么有關系呢？我們不妨預測一下。 （學生預測）

教師小結：同學們提出的這些條件都可能影響小車運動的快慢，但是這些因素我們不可能都研究，我們要選擇一下。

（針對學生提出的預測，教師引導學生關注“小車運動的快慢與所受到的拉力有關系”。）

探究思路：教師可以引導學生設計讓小車爬上斜面或橋的模型，把掛的鉤碼當成小車的拉力，改變小車所掛鉤碼的數量，可以改變小車受到的拉力。

學生在做了第一次實驗后，匯報結果。我提出了這樣的問題：“每個小組的結果都不一樣，我們用哪個結果來記錄更合適呢？”通過討論，學生在對本組和其他組結果難以取舍的情況下，一致同意用他們的平均數來表示更合適。

這樣的整合不僅減輕了學生的負擔，更重要的是不同學科得以聯通、整合，使學生得到了更好的發展。

2.課外延伸，聯系生活

小學科學、數學教學中應結合教材內容，根據教學需要，選取一些能與書本知識發生聯系的生活內容作為基本素材，引領學生帶著問題去了解周圍的事物，充分發揮學生的創造性，激發學生愛科學、學科學、用科學的意識，進而促進學生的學習。

例如，六年級下冊科學第四單元“一天的生活用水”的教學，教師組織學生通過課前的“水資源狀況”調查，課堂上觀看關于水的公益廣告和圖片，兩種刷牙方式用水量的對比，了解水資源信息，讓學生的心靈產生震撼，從而呼吁人們珍惜水資源，保護水資源，有效地培養學生的環保意識和節水意識，滲透了環保教育。之后，我們可以結合六年級下冊數學教科書第74頁“節約用水”這一內容，布置有關節約用水的實踐項目：測量一個滴水的水龍頭單位時間的滴水量，如果學校教學樓里每個水龍頭都按這個滴水速度滴水，計算一下學校一年要浪費多少水？

下面是一位學生的調查結果：

學校教學樓共有30個水龍頭，如果這些水龍頭都按這個速度滴水，一年就要白白浪費210立方米的水。計算一下學校每年要多支付多少水費？

通過這樣的實踐活動，讓學生親自參與測量、收集和整理數據，不僅幫助學生鞏固了數學知識，還更充分地認識到科學課中提倡節約用水的重要性和必要性。

我們打破學科界限，提倡科學與數學學科知識的溝通和融合，但還要把握一點：無論是哪一方面的“融合”，都不應放棄本學科應有的本質屬性。我們除了關注這兩門學科之間的資源融合外，更應注重思想方法的滲透。課程整合教學的根本目標不是將數學作為一種單一的工具，而是希望把數學完美地融合到科學課程的教學過程中去，從而有效改善科學學習環境，提高科學探究效率，促進學生科學素養的發展。

參考文獻

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