跨學科融合視角下小學科學與數學教學的碰撞

周福嶺

小學是學生學習的重要階段之一，科學和數學作為小學必修課程，對學生的成長發展具有重要意義。科學教學注重學生實踐能力和創新意識的培養，數學教學則注重學生邏輯思維和數學素養的培養。如果能夠將科學與數學教學有效融合，不僅可以提高學生的學習效果，還可以促進學生創新能力和綜合素質的發展。小學生在學習數學和科學的過程中應該養成自主探究的習慣，而融合教學可以提高學生的綜合能力和創新能力，有利于培養學生的科學素養。因此，小學數學和科學教學的有效融合已經成為當前教育領域的研究熱點之一。然而，數學和科學教材常常分開使用，導致學生難以將兩者聯系起來。

一、小學科學和數學的概述

小學科學和數學是兩門基礎學科，在小學階段是不可或缺的課程。小學科學是培養學生科學素養、科學方法和科學思維的學科，內容包括生物、物理、化學等自然科學領域。小學數學是培養學生數學思維、數學方法和數學技能的學科，內容包括算術、幾何、統計和代數等數學領域。小學科學和數學的教學目標旨在培養學生的科學素養、科學方法和數學思維，幫助學生通過實驗、觀察、探究和推理等方式掌握科學知識和數學技能，形成科學思維和數學思維習慣。

二、小學科學和數學教學融合的理論基礎

小學科學和數學教學融合是指在教學過程中，將科學和數學知識、方法和思維有機地結合在一起，使學生成為具有科學素養和數學思維的綜合型人才。小學科學和數學教學融合的理論基礎包括以下幾個方面。

第一，統一性原則。科學和數學都是邏輯思維的運用，都應該遵循一定的邏輯，如歸納推理、演繹推理和逆向思維等。因此，在進行科學和數學教學時，應該強調這種邏輯思維的共性和統一性，促使學生形成統一的邏輯思維體系。

第二，實用性原則。科學和數學都是將理論應用于實踐的一門學科。因此，在教學過程中，應該注重科學和數學的應用性和實用性，鼓勵學生在實踐中應用所學知識、方法和思維。

第三，交叉性原則。科學和數學之間存在的交叉性非常強，許多科學問題都需要借助數學方法進行求解，而許多數學知識也會應用于科學領域。因此，在小學科學和數學教學中，應該強調這種交叉性，促使學生在學習中獲得更加全面的知識、方法和思維。

第四，創新性原則。科學和數學之間的關系非常密切，因此，小學科學和數學教學應該注重創新性，鼓勵學生在學習中進行創新，培養學生勇于探索的精神。

三、小學科學和數學教學有效融合的意義

（一）提高學生學習興趣和質量

小學生的好奇心很強，希望了解自然界的規律和數學公式的應用。如果將數學和科學融合在一起，可以讓學生更好地理解這兩門學科的基本概念和原理，同時提升學生的學習興趣和參與度，讓學生更愿意學習。

（二）提高學生學習效率

科學和數學教學需要邏輯思維和分析能力。將科學和數學課程相融合，可以幫助學生更清晰地理解兩門學科之間的聯系，提升他們的邏輯思維和分析能力，從而更高效地學習這兩門學科。

（三）促進學科之間的交流與合作

科學和數學兩門學科之間有很多相似之處，如數學中的代數和科學中的物理學。將兩門學科融合在一起，可以促進學生之間的交流與合作，使他們更好地理解兩門學科之間的聯系，有助于培養學生的團隊精神與合作意識。

（四）提高學生的綜合素質

小學生需要掌握一定的科學和數學知識，但是單獨學習一個學科可能難以培養學生的綜合素質。將科學和數學融合在一起，可以讓學生更全面地掌握知識，培養他們的綜合素質，如邏輯思維、分析能力、創新能力等。

四、小學科學和數學教學融合的實踐策略

（一）任務型教學模式

任務型教學模式是一種以任務為核心的教學模式，側重培養學生主動學習和解決問題的能力。在小學科學和數學教學中，教師可以根據學生的學習需求和教學目標設計一些任務型教學活動，讓學生在完成任務的過程中掌握相應的知識。

以“觀察物體”教學為例，教師提出問題，引發學生思考，激發他們獨立探究的動機。鼓勵其通過實踐和探究來獲得知識，培養他們的實踐能力。將科學和數學概念結合起來，讓學生在實際問題中綜合運用兩門學科知識。

例如，測量不同物體的長度和重量。首先，將學生分成小組，每組獲得一些不同形狀和大小的物體。其次，學生觀察并記錄物體的長度和重量，并用標準的長度單位（如厘米）和重量單位（如克）進行測量。再次，學生根據測量結果進行分類和比較，討論不同物體的長度和重量有何異同。最后，學生總結測量長度和重量的方法和規律，并與數學中的計量相關知識進行對比。

又如，探究物體的形狀和容量間的關系。首先，學生觀察不同形狀的容器，并預測它們的容量大小。其次，學生用水或相應的材料將容器填滿，并用標準容量單位（如毫升或升）測量容器的容量。再次，學生將測量結果進行整理和比較，討論容器的形狀與容量大小之間的關系。最后，學生總結容量的測量方法和規律，并與數學中的容量計算知識進行對比。

通過這兩項任務，學生既能夠觀察和探究物體的特征，又能夠運用數學中的測量和計量知識，實現了科學和數學的融合教學。因此，小學科學和數學教學融合的實踐需要結合任務型教學模式，通過問題導向的探究學習，培養學生觀察、思考和解決問題的能力。學生測量不同物體的長度和重量，探究物體的形狀和容量之間的關系，可以達到科學和數學的融合教學效果。這種教學策略有助于促進學生對科學和數學知識的綜合理解，培養他們跨學科思維和應用知識的能力。

（二）探究式教學模式

探究式教學模式是一種以探究為核心的教學模式，側重于培養學生的探究精神和創新能力。在小學科學和數學教學中，教師可以采用探究式教學模式引導學生自主探究，理解相應的科學和數學知識。

以“找規律”教學為例，建立科學和數學知識之間的聯系是非常重要的。教師可以將課程內容以一個主題為基礎，讓學生從不同的角度去探究。比如，將物理學中的力學與數學中的力學結合起來，讓學生更好地理解力的概念，并將所學知識應用于實際生活中。探究式教學模式是指學生通過實驗和探究來發現問題，學習相關知識和技能。在科學和數學融合教學中，探究式教學模式是非常適合的。教師可以設計一些有趣的問題，讓學生自己去發現，并引導其逐步掌握規律和方法。

“找規律”是數學教學中非常重要的一個環節，在科學和數學融合教學中也可以使用這種方法。例如，在教授物理學中的速度概念時，教師可以讓學生自主尋找速度與時間、距離等因素之間的關系，通過找規律來掌握速度的概念。同時，結合探究式教學模式，可以讓學生通過實驗來驗證自己找到的規律，進一步鞏固所學知識。還可以舉一反三地將所學知識運用于其他領域，拓展思維。

在科學和數學融合教學中，教師可以引導學生從所學知識中找到其他領域的應用，從而達到開闊視野、拓展思維的效果。例如，在教授物理學中的力學時，教師可以引導學生思考力在生活中的應用，如平衡木、秤等，從而擴展知識。因此，小學科學和數學教學融合需要一些實踐策略，如建立聯系、探究式教學模式、找規律、舉一反三，幫助學生更好地掌握知識和技能，提高學生的綜合素質。

（三）游戲式教學模式

游戲式教學模式是一種以游戲為核心的教學模式，側重于培養學生的興趣和參與度。在小學科學和數學教學中，教師可以采用游戲式教學模式，設計一些趣味性和互動性較強的活動，如小組比賽、角色扮演、智力競賽等，讓學生通過游戲理解科學和數學知識。

以“四則運算”教學為例，游戲是學生學習的主要方式之一，通過游戲，學生可以在積極愉快的氛圍中學習，激發他們的學習興趣。教師引導學生自主探究和發現，培養他們的探究精神和解決問題的能力。將科學和數學概念結合起來，讓學生在實際問題中綜合運用兩門學科知識。

例如，四則運算拼圖游戲。首先，將學生分成小組，每個小組獲得一張拼圖。其次，拼圖上有各種運算符和數字碎片，學生根據題目要求，將拼圖上的碎片進行組合，形成正確的四則運算表達式。再次，學生通過合作討論，在規定的時間內完成拼圖，并進行檢查對比，看哪個小組完成得最快且正確。最后，學生總結四則運算的規則和性質，并將其與數學中的相關知識進行對比和應用。

又如，設計數字迷宮游戲。首先，將學生分成小組，每個小組設計一個數字迷宮游戲。其次，每個迷宮中設置四則運算題目的障礙和答案路徑，學生需要在迷宮中找到正確路徑，解決問題并到達終點。再次，學生分享自己設計的迷宮游戲，并互相挑戰解決對方設計的迷宮題目。最后，學生通過游戲互動和競賽提高了四則運算技能，并將數學中的概念和方法應用于實際問題中。

通過以上任務，學生既能夠通過游戲的方式進行四則運算學習和訓練，又能夠將科學和數學知識進行整合應用。游戲式教學模式可以增加學習的趣味性，培養學生的合作精神、解決問題的能力和數學思維。因此，小學科學和數學教學融合實踐可以結合游戲教學模式，通過有趣的游戲和活動來激發學生的學習興趣。通過拼圖游戲和數字迷宮游戲，學生可以進行四則運算學習和訓練，培養他們的合作精神、解決問題的能力和數學思維，有助于促進學生對科學和數學知識的綜合理解，提高他們的學習動力。

（四）教學資源的整合

在小學科學和數學教學融合中，教師可以整合各種教學資源來支持學生的學習，如利用數字教育平臺、多媒體教具、實驗設備等資源來呈現科學和數學概念，激發學生的學習興趣。同時，教師可以利用圖書、游戲、模型等資源來豐富教學內容，幫助學生更好地理解所學知識。

以“克和千克”相關知識的教學為例，教師可以整合不同的教學資源，包括數字教育平臺、多媒體教具、實驗設備、圖書等，以支持科學和數學教學的融合。通過教學資源的整合提供多樣化的學習材料，讓學生能夠更直觀地理解抽象的概念，增加學習的趣味性和互動性。

首先，教師可以引導學生閱讀課文，了解克和千克的定義。結合實際生活中的重量單位轉換問題，通過實驗或觀察等方式，讓學生實際操作，體驗克和千克的概念。

其次，教師可以利用數字教育平臺或多媒體教具展示不同物體的重量，幫助學生更好地掌握相關知識。利用現代技術手段制作教學課件，如視頻、動畫、游戲等，輔助科學和數學教學的融合。例如，教師可以制作一個關于重力和重量的動畫視頻，通過生動形象的方式展示物體的重量以及在不同重力場中的變化。教學媒體能夠幫助學生更好地理解和應用所學知識，提高學習效果。

最后，教師可以利用外部資源來豐富科學和數學教學內容，如博物館、實驗室、科技中心等。為了更好地融合科學和數學學科，教師可以組織學生參觀這些場所，讓學生親自體驗科學和數學知識的應用。例如，教學力學時，教師可以帶領學生參觀力學實驗室，讓學生通過實際操作深入理解力學的基本原理。

教學資源的整合可以為科學和數學教學的融合提供更豐富的學習材料，激發學生的學習興趣，提高學習效果。通過實際操作，學生可以更好地理解重量單位的概念，加深對科學和數學學科融合的理解。同時，教師可以利用制作教學媒體和外部資源的方式豐富教學內容，提供更多實踐機會，促進學生綜合發展。

五、結語

總而言之，小學科學和數學教學融合能夠有效促進學生學習和發展，提高他們的興趣和參與度，培養其探究能力和綜合素質。同時，將科學和數學知識有機地結合起來，學生能夠全面理解所學知識，為未來的發展奠定堅實的基礎。小學科學和數學教學的有效融合具有重要意義，可以幫助學生更好地理解兩門學科之間的聯系，提高學生的學習質量，促進學生之間的交流與合作，發展學生的綜合素養。