芻議小學數學與小學科學的有效融合

李靜麗

（甘肅省隴西縣渭州學校，甘肅隴西 748100）

隨著素質教育和新課程改革的不斷推進，更多的教育工作者開始認識到學科融合教育所具有的必要性和價值性，相應的教學思路、策略也得到了廣泛的應用。小學數學和小學科學均是自然性課程中的奠基科目，對學生的理性思維、科學常識體系和實踐能力的塑造也都有著不容忽視的重要價值，在融合教學方面具有得天獨厚的優勢。據此，特結合個人工作經驗和有關研究成果，依托文獻查閱和案例分析等方法，圍繞“芻議小學數學與小學科學的有效融合”一題撰文，并從不同角度出發提出一些策略性的建議，希望可以給諸位同仁的工作優化帶來一定的靈感和幫助。

一、依托小學數學教學，實現對學生科學知識的豐富

自然學科的一大特點就是具有巨大的知識容量，且各個學科的知識內容在很大程度上都體現出很強的共同性和兼容性。小學數學教師要在教學過程中有意識地豐富學生的科學知識，從課本資源、生活資源和社會資源三個方面著手來完成相應的融合教育任務，為后續數學、科學的進一步滲透工作提供良好的基礎。

（一）依托課本資源實現對科學知識的體現

科學知識的存在是非常廣泛的，其中最為集中的體現必然是在諸多課程的教材中。小學數學教師在講解課本內容時，要根據課程任務、目標以及學生們的理解能力和興趣，有意識地挖掘其中能夠體現或者聯系到科學常識的一些內容提供給學生，在完成數學知識教學的同時引導學生對有關的科學常識形成關聯認知，并可借助這種方式實現對數學概念的實例體現和趣味導入，從而起到“一箭雙雕”的作用。例如在進行“克與千克”的教學時，教師可以在完成基本知識的講解后提出這樣一個問題：“既然任何物體都能夠用‘克’和‘千克’作為計量單位去計算重量，那么大家想一想，我們周圍的空氣有沒有重量呢？”當學生們紛紛給出自己的猜測并說明理由后，教師就可以根據學生的回答做出講解，介紹空氣的重量屬性以及常規狀態下以“克”或“千克”為單位表現出的空氣重量數值。

（二）依托生活資源實現對科學知識的體現

科學知識是無處不在的，它在人們的日常生活中同樣有著巨大的“存在感”。小學數學是一門基礎性課程，其中的很多知識內容都可以在生活中找到體現、應用點，而這些體現、應用點又可以成為連接科學知識的橋梁。小學數學教師在依托生活元素講解數學知識時，可以同時從中提煉出一些關聯的科學內容介紹給學生，讓學生真切感受到數學和科學的并項存在和在生活中的廣泛體現，使學生科學知識的融入獲得更有體驗感。比如在帶領學生學習“位置與方向”的內容時，教師可以在完成基本知識的串講后詢問學生：“大家想一想，平日里我們不可能隨身攜帶指南針，大家年紀還小也都沒有手機，那么我們怎么快速地判斷方向呢？”學生們根據自己的生活經驗和常識會給出“看太陽的位置”或者“看樹木的生長方向”等回答，而教師則可根據這些回答為大家補充一些有關天體運行和植物生長方面的簡單知識。

（三）依托社會資源實現對科學知識的體現

高質量的教育永遠是“課堂＋社會”的有效結合，而數學和科學作為應用范圍最廣的兩門自然學科，其知識內容在社會當中的體現則更為突出、豐富。小學數學教師可以根據課程內容和教學計劃，為學生引入一些有利于他們數學學習和科學知識吸收的社會資源，帶領學生剖析其中所蘊含的數學、科學知識，同時進一步讓學生體會到這兩門學科的巨大實用價值。例如在完成“折線統計圖”的教學后，教師可以播放一段紀錄視頻給學生看，讓學生了解氣象觀測人員利用折線統計圖來計算、記錄某地降水量的場景，并對影響一個地區降水量大小的主要因素做出簡單的介紹，如果學生的條件允許的話，還可在視頻中加入工作人員對降雨形成的過程等知識的講解。

二、依托小學數學教學，實現對學生科學實驗技法的教授

“科學”和“實驗”似乎是永遠聯系在一起的一對“雙生子”，對科學的教育離不開對實驗技法的有效教學。小學數學教師要認識到這一點，在課程教學的過程中選擇變量控制法、推理法和轉換法等小學生能夠理解的實驗技法做課堂滲透，讓學生能夠順利掌握這些技法，并完成對數學、科學問題的自主驗證，從而進一步優化數學與科學融合教育的執行效果。

（一）在教學過程中引導學生學習變量控制法

變量控制法，即在保證其他條件不變的情況下通過改變一種條件來探究該條件的影響性質和程度的方法。小學數學雖然具有較強的理論推導性，但是很多知識內容也是可以通過實踐操作的方式來證明的，而這些知識的證明過程中就為變量控制法的應用提供了必要的平臺。小學數學教師可以在講解過程中加入一些簡單的數學實驗，引導學生試著通過調整實驗中的目標條件來了解相應數學概念的正確性，并在這期間實現對學生變量控制法應用意識的培養。比如在進行“圓”的教學時，為了讓學生真切地理解圓所具有的“等長面積最大”的幾何屬性，教師可以讓學生利用自己的鞋帶做一個簡單的實驗：準備三張紙，用鞋帶先后在紙上圍出三角形、矩形和圓形（必須保證鞋帶首尾恰好對接），并將每種圖形中的紙減下來，然后將這三張紙重合在一起，看看哪種圖形的紙片“露出”的部分最多。這個實驗中唯一改變的就是鞋帶圍成的幾何形狀，而取得的效果卻非常明顯。

（二）在教學過程中引導學生學習推理法

推理法，即通過以既有科學認知為基準的合理想象而完成結論推導的實驗方法。小學數學的理論性較強，故而學生在學習過程中會更快地適應以思維推導為渠道完成知識概念解讀的方法。小學數學教師可以在教學過程中利用本課程的這一優勢條件，選擇一些概念性、理論性較強的內容引導學生做思維推證，并結合其他更具科學屬性的實例來讓學生熟悉這種方式，從而達成引導學生掌握推理實驗法的目標。例如對于“運算定律”的教學，“計算”本身是一個可以用實際操作來演示的行為，但是“定律”則具有較強的抽象性，教師可以借助實物演示的方式來呈現出計算的具體過程，而后引導學生將這個過程“復刻”到自己的腦海中，并結合對本課概念內容的理解完成抽象的思維推導，之后教師則可選擇諸如“聲音傳播的規律”“地球運動的規律”等其他具有“規律”屬性的科學內容，帶領學生做同樣的抽象“復刻”，使學生對推理法形成熟悉感。

（三）在教學過程中引導學生學習轉換法

轉換法，又名“同效轉換法”，即使用具有同等作用效果但是更容易獲取或執行的材料、方式開展科學實驗的方法。小學生的行為能力比較有限，課堂教學能夠提供的認知條件也不是非常完備，因此小學數學教師在帶領學生開展數學實驗時也必然會經常用到轉換法。在進行轉換數學實驗教學時，教師可以讓學生深度體會這種方法的便捷性和趣味性，并啟發學生想一想這種方式可以被用來開展哪些“科學氣息”更濃厚的探究小活動，從而使學生對轉換法形成正確的初步認知。比如在講解“觀察物體”這一系列的內容時，教師可以讓學生利用手中的文具盒作為被觀察的物體來了解“三視圖”的概念并形成具體的印象，同時還可讓學生選擇其他的手頭有的物品來不斷完善觀察物體不同角度視圖的效果，在這個過程中讓學生學會用實物來代替抽象概念進行科學探究的方法。

三、依托小學數學教學，實現對學生科學思維的培養

無論是對知識還是技能的教學，從本質上來說都屬于“治標”的范疇，而只有對學生的思維進行有機塑造，教育問題的解決才能收獲“治本”的效果。小學數學教師要認識到這一點，在數學教學過程中針對發散思維和探究精神這兩種比較基本的科學思維來開展融合教育，讓學生能夠在實現知識、技能的豐富的同時在思維層面完成科學素養的進一步提高。

（一）培養學生的發散性思維

科學之所以能夠持續進步，靠的就是人們天馬行空的想象；而想象的價值轉化需要以發散性的思維作為重要前提。小學數學教師在培養學生的發散思維的過程中，應當以“留白意識”作為教學工作的主導意識，將一些存在較大討論空間和價值的知識點留給學生，讓學生圍繞這些知識點進行自主思考和合作探討，使他們在這個過程中依托自己的既有學習成果和智慧進行大膽猜想、仔細論證，幫助學生形成活躍、自主、能動的認知意識和探究能力。例如對于涉及“相交和平行”這一部分的知識教學，教師可以在基礎講解結束后提出這樣的問題：“‘兩條直線之間不是平行關系就是相交關系’，這句話是否絕對正確？”從教師的語氣中學生大概可以判斷出這句話的非絕對性，但是又不知道有什么對應的反例。這時教師就可以組織他們以同桌或四人小組的方式進行交流、討論，并可從“處于同一平面”這一前提條件的角度出發給予他們必要的提示。

（二）培養學生的質疑精神

俗話說“學貴有疑”，提出一個問題比解決一個問題更重要。任何科學成果的取得都離不開人們對“想當然”之成論的大膽質疑，這從某種程度上來說可被視為人類文明的精神之源。小學數學教師在教學過程中，可以根據學生的學習情況和能力以及課程的具體內容，有意識地“暴露”出一些錯誤，并通過一定的方式暗示、提醒學生這些錯誤的存在，鼓勵學生根據自己的既有認知大膽指出，正確糾正這些錯誤，使學生既能獲得前所未有的成就感，又可以形成仔細、謹慎的科學態度。當然，教師在執行這一工作時也要把握分寸，不可對學生的學習認知產生實質性的負面影響。比如，教師可以在進行“小數乘法”這一課的例題講解時，故意點錯結果中小數點的位置；或者在進行“分數乘法”的例題教學時“忘記”對分子、分母進行約分；還可以在解答應用題時“落下”對單位的書寫；等等。當發現學生面露疑色，教師則要以眼神暗示等方式鼓勵他們大膽舉手指出自己的錯誤。

四、依托小學數學教學，實現對學生科學情懷的塑造

任何一門課程的教學都應當同步體現出對學生精神品質的塑造作用，這一點同樣適用于小學數學和科學的教育。小學數學教師要在完成知識性教學任務的基礎上，根據學生的理解能力和學習狀態來進行科學情懷的正向塑造，一方面培養學生對科學的好奇心、求知欲，另一方面塑造學生勤于探索、敢于懷疑、恒于追求的科學精神，同時還要樹立起學生通過數學、科學學習為人民造福、為祖國爭光的遠大理想，讓科學情懷得以通過數學課程在學生的心中生根、發芽。例如在結束了“圓”這一課的教學后，教師可以向學生介紹祖沖之、劉徽這兩位在“圓”的研究領域取得突出成就的我國著名的數學家，講一講他們在求取圓周率以及發明“割圓術”的過程中所發生的小故事，引導學生感受到他們身上所具有的追求真理、不畏艱難、執著探索的偉大科學精神，使學生在心里產生“我也要成為偉大的數學家、科學家”的強烈訴求。

除了以上幾方面主要策略外，小學數學教師還要結合“寓教于?！钡睦砟?，通過環境滲透和日常活動設計、組織的方式，帶領學生開展一些兼具數學知識應用和科學方法運用的趣味活動，讓學生形成良好的數學、科學素養同步提升的習慣；此外，教師還可以借助家校合作的機制，鼓勵學生家長在居家期間陪子女做一些體現數學知識、技能成分的益智小游戲，并引導子女發現其中所存在的科學道理；等等。

成功的教育者必然具有宏觀的視野和“兼容并包”的精神，能夠在引導學生學習某一方面的知識時做到對其他方面文明成果的觸類旁通。小學數學教師要充分認識并努力踐行這一點，在日常教學中圍繞科學知識、科學實驗技法、科學思維和科學情懷四大主題，完善對科學課程教育內容的有機融合，帶領學生在研究數學的同時學習科學、在探究科學的同時學會數學，幫助學生拓展知識視野、完善思維結構、提高學習素養，從而為他們將來開展更高階段的課程學習和綜合素質的有機提升注入強勁的驅動。