推動學科融合將科學知識引入數學教學

◇汪良梅（福建：泉州市泉港區第三實驗小學）

在新課程改革的背景下，學科融合成為學科發展的主要趨勢，也成了探索創新教學實踐的重要途徑。科學知識為數學教學提供了值得研究的有趣的問題，數學為科學提供了有力的數據分析工具。在小學階段，數學與科學這兩個學科之間互為關聯，水乳交融。因此，數學教師應順應學科融合的教育趨勢，積極探究、優化在教學中融入科學知識的教學模式，堅持以生為本、資源共享，促進學生數學核心素養的發展。

一、利用科學知識激發學生數學學習興趣

在新課程標準的指導下，學生是教學的主體，而充分調動學生主動性和積極性，讓每個學生都參與探索學習，享受成功的喜悅，是教學的重要任務。教師將科學知識融入小學數學，能夠為數學打開一扇大門，讓數學知識以更加生動有趣的形式展現出來，從而吸引學生的注意力，激發學生的探索興趣。基于此，在小學數學教學實踐中，教師應深入研究科學與數學課程之間的融合點，設計令學生感興趣的探索活動，讓學生在積極的情感體驗中發現知識、提升素養。

如，在整合了科學知識與數學知識后，教師以“神奇的紙”為主題引導學生探究學習。課堂教學開始，教師開門見山，引導出紙的特點和用途，讓學生通過觀察瓦楞紙的形狀，發現瓦楞紙側面的一小部分像一個個三角形，連在一起是鋸齒狀，并點名學生在黑板上畫出它的形狀。接下來，設計探究任務，引導學生通過親身體驗來了解瓦楞紙的彈性、隔熱效果和承重力。在活動中，教師指導學生結合數學的統計來分析瓦楞紙的特性，進而根據這些知識來解決實際問題，體會科學知識、數學知識的應用價值。最后，教師要求學生把紙放在水里，并適時提出問題：怎樣才能做到紙放在水里不被打濕？然后要求學生帶著問題在課下探究。這樣的教學設計既有科學知識，即對客觀事件的觀察、解釋和應用；又有數學目標，即對客觀事件定性與定量的分析。科學與數學知識的融合十分恰當也十分有趣，學生通過親身體驗激發了探究興趣，同時在教師的引導下一步步計算，在探究科學知識的同時深入理解運用數學知識。

教師將學生分成不同的小組，提供相應的學具，要求學生開放討論，實踐操作，通過拼一拼、比一比、畫一畫、估一估、量一量等活動來完成任務，探索周長的意義。在這一過程中，學生經歷提出問題、猜想、驗證、得出結論等一系列過程，教師要在每一個環節都對學生進行及時引導，讓學生不僅能夠探索數學知識，更能夠理解這一思考過程的科學價值，從而提高思維的邏輯性。

在科學知識融入小學數學的過程中，教學的關鍵是激勵和喚醒。核心素養的培養需要學生的自主參與，教師不僅僅要培養學生的知識和技能，以及解決問題的能力和創新思維能力，更要喚醒他們的興趣，讓他們樂于用數學的眼光觀察世界，用數學的思維分析世界，用數學的語言表達世界。只有這樣，學生才能在學科融合中實現全面發展。

二、利用科學知識引導學生展開數學實驗

在小學數學教學中，設計實驗活動能有效激發學生的探究學習熱情，培養學生的數學核心素養。在科學課程中學生會參與一些實驗探索，而其中積累的知識和經驗自然也為學生的數學實驗奠定了基礎。因此，在小學數學實驗指導中，教師應有意識地將科學知識與數學探究相結合，為學生從問題入手，經歷猜測→實驗→結論的過程，在科學探索發現中深入數學學習。

例如，在教學“升與毫升”相關知識的過程中，教師有意識地引入科學課程中關于“測量體積”的相關實驗內容，引導學生回顧、類比科學實驗知識，完成對容量單位的探究。具體地說：第一，設計問題，引出實驗。教師展示兩瓶飲料，并提出問題：我們在日常生活中常喝飲料。那么你知道老師手中這兩瓶飲料，哪個多一些，哪個少一些？你是怎樣知道的？學生通過觀察、猜測得出結論，教師繼續提問：你的結論真的準確嗎？如果想要進一步探究，我們應該怎么辦？通過問題教師引出探索“升和毫升”相關知識的實驗。第二，展開實驗，引導探究。教師出示兩杯不同顏色的水（高度不一樣），并請學生仔細觀察，說一說哪一杯水多。學生通過觀察給出答案。教師再出示兩個大小不同的杯子，繼續提問：哪一杯裝水多。學生通過肉眼觀察進行猜測，得出的答案并不統一，教師借機引導學生思考：有什么好辦法來準確判斷、比較哪個杯子里的水更多？學生合作討論、動手操作，并給出了不同的實驗方案。有的學生把兩個杯子放在一起比較；有的學生把一個杯子裝滿水，再倒入另一個杯子里，觀察水能否裝滿另一個杯子；有的學生把兩個杯子都倒滿水，然后再分別倒進兩個一樣大的杯子里，觀察水在杯子中的高度。教師對學生的實驗方案給予了充分肯定，并在此基礎上給出結論：杯子裝的水多，我們就說這個杯子的容量大。第三，繼續實驗，認識升和毫升。教師出示兩個高度一樣、裝著水的高度也一樣，但粗細不同的兩個瓶子（用不同顏色加以區分），然后設計任務：這里還有兩個瓶子。比一比，哪個瓶子裝的水多？你是怎么比較的？現在以小組為單位相互討論。學生集思廣益繼續設計實驗方案。有的學生用一個大杯子，先把一個瓶子的水倒進去，做一個記號，然后倒出來，再把另一個瓶子的水倒進去，和剛才做的記號比較；有的學生將水分別倒進兩個一樣大的杯子里，再比一比哪個多；還有的學生用量杯測量出瓶里的水的體積。針對學生的實驗，教師引導他們認識要想精確測量液體，就需要用到計量液體工具，而這些工具上的“l”“ml”就是容積單位，即“升”和“毫升”。最后，教師引導學生用量杯測量兩個瓶子中的液體，并讀出兩個量杯中液面所在的刻度，記錄測量結果，切實體會、理解升與毫升的意義。

這樣的數學實驗設計與科學知識密切相關，學生不僅可以回顧測量的相關知識，也可以回顧實驗過程，進而發展科學精神，讓數學探索更加嚴謹、客觀。

三、利用科學知識促使學生拓寬探究范圍

科學知識在小學數學教學中的融合能拓寬學生探究學習的范圍，讓學生回歸生活、體驗生活，在實踐中全面發展。在新課程標準的指導下，數學教師應積極探索數學與科學的融合點，設計綜合實踐活動，促使學生結合科學知識探索數學，進而在思考、積累、感知中不斷成長。

例如，學生在科學課程中學習了“食物中的營養”等知識之后，教師可以此為切入點設計數學綜合實踐活動，并以“舌尖上的數學”為主題，引導學生展開實踐，通過計算、搭配等數學方法為自己制作科學菜單。在綜合實踐中教師對學生進行科學指導：第一，精挑細選，準備食材。教師引導學生回歸生活，結合自己所學的科學知識以及向家長學習的營養知識，選擇各類食材，為制作菜肴做好全面準備。教師創設生動有趣的課堂情境，激發學生學習興趣，引起思考，鼓勵學生積極發言，分享自己喜歡的菜肴，說一說這些菜肴的營養。第二，構建展示空間，引導讀算思辯。教師通過引導學生閱讀素材、觀察計算、動手操作、小組交流、猜想爭辯等數學活動，營造活躍的數學課堂氛圍，讓學生的思維碰撞出智慧的火花，提升其綜合素養。在學生的熱情中，教師展示一道道美食，并讓小組之間相互品嘗。針對這些美食，教師提問：如何才能吃得既營養又健康呢？這一問題引起了學生的思考，讓學生認識到熱量、脂肪、蛋白質等等是健康飲食必須考慮的因素。接下來，教師出示相關科普材料，其中顯示“10歲左右的兒童從每餐午飯菜肴中獲取的熱量應不低于2926千焦，脂肪應不超過50克”等信息。基于此，教師提問：你的營養菜肴有沒有實現這個標準呢？你能算一算嗎？學生根據教師提供的各種食材的營養表，認真地計算著、比較著、討論著，并用心設計著營養菜單。第三，拓展升華，滲透德育。通過科學知識與數學知識的融合，部分學生開始反思自己的飲食習慣，教師也趁機對偏胖和偏瘦的同學提出葷素搭配、合理飲食、加強鍛煉的建議，進而讓學生在學以致用中感受到知識的力量。最后，教師利用多媒體展示社會中存在的餐桌浪費問題，并滲透思想品德教育，讓學生感受到“一粥一飯當思來之不易”的道理，讓數學知識蘊涵著溫情滋潤學生心靈。

教學的目的不僅僅是讓學生學習知識，更重要的是拓寬視野，提高素養，健全人格。在這樣的教學設計中，教師將科學知識與數學知識進行綜合，為學生設計探索、實踐活動。體驗式數學綜合實踐活動為學生創造了思考、積累、感知及成長的機會，讓學生在體驗中學習、運用科學知識及數學方法，同時也接受了情感教育和價值引導，實現了健康成長。

總之，將科學知識融入小學數學教學，對于推動學科融合，促進學生核心素養發展有著重要意義。基于此，數學教師要與科學學科的教師密切溝通，根據實際教學需要調整教材內容，讓數、科的結合呈現更高的知識含金量。同時，在將科學知識融入數學學科的過程中，教師應積極面對其中遇到的新問題，進一步反思并努力推動數學和科學融合向縱深發展，在學科融合建設的道路上持續進行有益探索。