讓數學與科學課程變得親切而有價值

胡文利

科學是堆磚頭，數學家將之變成華廈。只有數學與科學的完美結合，才能為科學打下基礎。在新的時代，所有科學將以數學為中心。在小學學習階段，注重培養學生的數學和科學素養至關重要，它將為學生未來發展提供不竭的動力。

如何讓日復一日的教學更具創意？如何讓課程更有價值？中關村第一小學開發了旨在提升學生數學與科學素養、培養學生實踐創新能力的可選擇性課程。本課程以探究性學習為載體，整合學科教師、教育專家、科學家等資源，以學校、實驗室、社會為學堂，著力引導學生用科學嚴謹的態度經歷解決現實問題的全過程。把培養學生質疑與思辨、合作與創新、思維與實踐等能力作為核心目標，在學習中以情促知，以知怡情，從而激發學生對生活、自然和社會的探索熱情。

一、以學生的經驗為核心整合內容

數學與科學選修課教材采用主題式的單元設計，注重為學生提供課本之外的學習資源，增加其學習探究、體驗、合作的機會。與此同時，課程研發的挑戰也提升了教師的課程研究能力。

結合數學教材中的“綜合實踐”“數學好玩”“數學游戲”以及科學學科中的自然科學內容，教師以主題活動的形式重新設計了“身邊的數學”領域，沿著“走進社會”“認識熟悉的校園”“認識自己”的思路展開教學。為了讓學生更有興趣，素材的選擇成為教師研究的核心。因此，可選擇課程內容的編排在為教師們提供創造性自由空間的同時，也提出了更大的挑戰。教師不僅是這一課程的實施者，更是課程的締造者。在編寫和實施的過程中，教師對這一領域的認識也在不斷提高。

數學與科學可選擇課程鼓勵學生對自我、社會和自然的內在聯系進行全面的認識和感悟，為學生開辟了一條與現實世界互通的橋梁。它淡化學科界限，以學生的體驗、社會的需要和問題為中心，為學生綜合應用各學科知識提供了新的路徑，更有效地培養和拓展了學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。

二、科學探究讓數據更富生命力

DI原意是“目的地想象”，旨在培養人的三個至關重要的生活技能：創意、團隊合作和問題解決。在“DI創意秀”的課堂里，孩子們自愿組合成5～7人的團隊，教師為學生創設虛擬的場景，引導他們進行有目的的想象，運用學到的數學知識、科學知識以及自身具備的藝術素養創意性地解決問題。

為了攻克“小車定位”的難題，團隊里的每個孩子都要經歷頭腦風暴、資料查詢、方案確定的過程。在一次次失敗經驗的積累中奠定成功的基礎。最終，他們想到利用重力、發條、氣體推動、磁力作為動力能源，運用磁帶的繞圈數控制、線的長短、軸中螺母的圈數、行走時間來準確泊位，甚至還想到了在起始區繪制每輛小車投放的具體位置，精確到毫米……可見，只要教師勇于為學生創設思考的空間，學生就會呈現意想不到的精彩。

數學教師與科學教師互相學習賦予了課程更多的魅力。數學的縝密思維、精確數據讓科學探究更嚴謹，真實可信。而數學教師也可以在真實的情境中得到更鮮活的數據，增強數學學習的趣味性。課程的開發與實施使每一位教師充滿興奮與激情，使每一個學生滿懷憧憬與幸福。

三、課程實施使學生更具學習主動權

1.從小掌握科學研究的方法

教師最有意義的工作是引導學生掌握知識探究的方法。可選擇課程中的研究方式使學生能夠完整地經歷研究的過程，參與到明確研究主題—討論研究方案—小組分工—實驗操作—撰寫研究報告的全過程。

在執教“節約水資源”時，教師組織學生利用紙杯進行滴水實驗，引導學生運用所學數學知識計算日常用水量和水資源的浪費情況，小組分工收集資料。

為了得到更多的實證，學生走出教室，進行更廣泛的社會調查，通過訪談、網絡查詢對比，了解缺水的現狀。在學生意識到保護水資源緊迫性的基礎上，教師倡導學生積極行動起來，保護水資源。通過征集生活中的節水方法，利用宣傳畫、講故事、播放紀錄片的形式在學校及家庭進行節水宣傳。引導學生關心身邊的環境，滲透公民意識，培養學生的社會責任感。

從研究報告中可以看到，從選題、設計、分工、實施、分析到結論，學生經歷了綜合實踐活動的全過程，他們的創造力、溝通能力、表達能力等綜合能力得到發展。節約用水并不是新鮮話題，活動的重要性在于學生在體驗中，初步學會了科學探究的方法，這種奇特的體驗會讓他們記憶終生。

2.在合作與分享中成長

可選擇課程的內容非常貼近生活中的現實問題，需要學生結合實際解決問題。而在問題解決中資料收集、信息篩選、實驗計劃設計與實施等過程都只有通過小組合作才能完成。

在執教“小球能滾多遠” 時，教師引導學生進行實驗設計，利用學過的數學常識，自己選擇實驗工具，控制實驗進程，記錄實驗困難。學生經過小組商議，制作出各種各樣的跑道。為了控制角度，他們有的選用寬一些的板材，有的利用樂高玩具中的材料，有的設計固定高度的橡皮……通過分工合作，借助各種工具成功完成了測量。

課上學生自豪地說：“我是實驗策劃者！操作臺是我和張驍設計的，這樣才能更好地控制角度。”鄰組的學生說：“我們測量距離時利用了地磚邊長進行計算，考慮了誤差干擾。”通過小組合作，學生們感受不同的設計，分享實驗的快樂，體驗到相互支持的重要性。

3. 課題研究挑戰思維

科學展覽項目是數學與科學可選擇課程中最受歡迎的內容之一，它由中國科學院專家執教，借鑒美國青少年科學研究的模式，重點培養學生科學研究思維并由科學院科學家帶領開展小課題研究活動。

學生們喜歡進行科學研究，但是把自己的研究過程寫出來卻很困難。究其原因：一是孩子們的已有探究經驗大都是片斷式的，科學課堂上的研究也大多以體驗探究為主;二是孩子們沒有感興趣的內容，找不到值得研究的問題;三是缺少進行研究的一些基本技能。因此，如何做計劃，如何選擇適宜的研究方法，如何分析處理數據，如何用規范的行文將自己的成果表述出來皆成為活動的重點攻關項目。

在開展科學研究活動中，導師幫助他們進一步了解和學習科學研究的有效方法，同時提高學生信息收集整理能力、動手能力、創新能力、表達能力以及社會交往能力。活動中教師幫助孩子們主動參與、親身體驗，在參與中深刻體驗成功與挫折、合作與分歧、懷疑與批判。也許他們的成果還很稚嫩，也許他們的研究還不夠嚴謹，但是對數學與科學精神的執著追求不斷激勵著每一個學生的成長，學生的最終表現讓所有人為之喝彩。

富有創造力的人，無不有著豐富的生命體驗，而無限創意正是來自于生活的點滴匯聚成的靈感蓄水池。我們把蓄水池建立在教室、足球場、閱覽室、陽光大廳、社區、大自然中，把生活中的新鮮事物融入學習的目標中，引導學生從身邊開始，觀察伙伴、葵園、氣候、昆蟲、植物……我們把書本上的數學與科學知識融入真實生活中，在綜合所學知識解決問題中感受數學的靈動，在探究活動中培養學生的科學精神以及數學思維。數學與科學可選擇課程以五彩繽紛的世界為最好的教材，引導著師生在創造中實現最有價值的“葵園夢”。

（作者單位：北京市海淀區中關村第一小學）

（責任編輯：任媛媛）