小學數學與小學科學的有效融合

胡慶春 云南省昭通市鎮雄縣潑機鎮堵密小學

進入新時代后，為貫徹落實國家素質教育理念的要求，不少教育科研工作者開始關注跨學科學習，注重通過學科融合提升教育質量。其中，小學數學與小學科學均屬于自然科學的基礎科目，在塑造學生理性思維、實踐能力方面具有共同優勢。因此，推進小學數學與小學科學的融合有其可行性。

一、小學數學與小學科學之間的學科聯系

小學數學和小學科學與人們的日常生活有密切聯系，且在教育內容上有諸多相通之處，將其進行融合有助于突破學科界限，為學生深層次理解學科知識拓寬渠道，提升學生的學科知識綜合運用能力，進而促進學生綜合素質的提高。

（一）兩者在學生能力目標培養上具有共性

小學科學教學過程中涉及的測量項目繁多，包括物質的體積、質量、長度、容量，物體的狀態、溫度、柔韌度，運動與靜止的時間等，對這些項目內容進行學習需要學生具備單位識別能力、基礎運算能力、數據處理能力、邏輯推理能力以及科學思考能力等。數學作為一門工具學科，大量的應用題目有助于提高學生的數據處理能力，使學生能夠形成正確的數學應用觀念，并掌握處理實際問題的數學思想方法，而這些恰巧是科學探究活動開展的重要能力基礎，也是小學科學教師在設計科學教學活動時需要考慮的問題。

（二）數學理性思維的形成以科學探究活動為手段

小學數學是一門科學性較強的科目，在學習的過程中除了需要學生具備基礎的計算能力與數學知識外，還需要學生具備抽象思維與推理能力。這樣，學生遇到問題時能夠理性分析、處理、解決問題。而科學探究活動的開展需要學生仔細觀察現象，對現象提出問題，進而通過觀察與比較，得出正確科學的結論。科學探究這一過程有助于鞏固學生在數學學習過程中所養成的數據處理能力、邏輯推理能力及科學思考能力。科學問題的自主提出、自主分析與自主解決能夠培養學生的數學理性思維，還能夠培養學生的動手能力，使學生形成理論與實踐相結合的正確學習理念，對學生今后學習實踐的開展大有裨益。由此可見，科學探究活動是學生培養數學理性思維與實踐思維的重要手段。

（三）兩者在課程標準和課程內容上具有一定相似性

通過分析課程標準發現，小學數學與小學科學具有許多相通之處。兩門學科都注重培養學生發現問題、解決問題的實際能力，都提倡通過理論與實際相結合的方式來開展教學，在創新意識、模型思想、推理分析、應用能力方面都有著相似的指向性，同時兩門學科的課程標準都明確指出要注重學生在學習過程中好奇心與求知欲的建立與保持，也就是均提倡通過數學與科學的探究與推理過程來提高學生的學習興趣。

在課程內容上兩門學科也有許多共同之處。例如，科學課中“指南針”的內容與數學課中“位置與方向”的教學內容相通；科學課中的“空氣有質量嗎？”與數學中的“千克和克”內容相通；科學課中的“認識固體”與數學課中“多面體”的內容相通；科學課中的“氣溫、降水量的統計”與數學中“條形統計圖”內容相通。由此可見，小學數學與小學科學在教學內容上具有很強的關聯性，兩者的融合教學有助于學生鞏固知識、強化知識體系，從而更好地實現優勢互補，提高教學質量。

（四）在促進學生綜合素質提升方面有共同效用

數學學科與科學學科的基本特點決定了兩者能夠從多個方面培養學生綜合素質。小學數學所涉及的知識大多為基礎知識與基礎技能，但隨著素質教育理念的持續推進，目前小學數學的知識與技能的范圍與內容實現了優化與更新，更注重訓練學生思維發散能力與邏輯推斷能力的培養，小學科學則強調通過調動學生已有生活經驗來激發其發散思維，充分調動學生動手、動腦的積極性，并且小學科學教學中合作探究式的學習方式能夠大大提升學生的主體能動性，兩者的能力目標均致力學生綜合素質的提升。兩學科的融合教學有助于打破單一學科教學的壁壘與界限，使課程資源、課程要素產生聚焦效應，促進兩科目教學方式的創新與變革，進而促進學生綜合素養的發展，助推國家“立德樹人”素質教育目標的實現。

二、小學數學與小學科學的融合路徑建議

在學科融合過程中，教師應當盡快轉變教學思路，將課堂的主導權還給學生群體，重視課堂互動，同時為學生預留充分的學習、思考空間，多使用探究式、鼓勵式、情境式等教學手段，塑造良好的學科融合氛圍。

（一）依托數學資源普及科學知識

科學知識即生活常識，廣泛存在于我們的日常生活中，在小學數學資源中也常有涉及，因此數學教師可以適當利用數學資源對相應的科學知識進行普及。這樣，一方面能緩解學生學習數學的枯燥性，另一方面也能吸引學生的注意力，提高學生的聽課興趣。例如，教師可以列舉一些與學生生活實際相關聯的科學知識，從而在學生頭腦中形成數學學科與科學學科的關聯認知。具體來說，在講解數學中的“克與千克”時，教師可以在課后向學生提出問題：“空氣有質量嗎？可以用克與千克進行衡量嗎？”同時，教師以此問題為契機，讓學生展開短時間的討論，進而促使其提出猜想并積極驗證，最后再由教師對各種問題進行總結，為學生做出講解，介紹空氣的質量屬性及質量數值；在講解“位置與方向”的相關內容時，教師可以關聯科學中的“指南針的運用”，向學生提出問題：“在日常生活中，我們往往無法隨時隨地找到指南針，那我們還可以用什么東西來分辨東西南北呢？”由此可以引出關于太陽的方位、樹木生長的方位、夜晚天上北極星的方位等較簡單的科學知識。

（二）將科學實驗方法引入數學課堂

科學教學活動的開展離不開實驗的輔助，而將科學實驗的方法運用到數學教學過程中，可以增強數學的趣味性，進而實現兩學科的有效融合。例如，在數學教學中，教師往往會直接告知學生一些數學定理，并要求學生運用在推理過程中，但實際上學生對定理如何誕生并不知曉，此時教師就可以運用科學實驗中的變量控制法來引導學生自行驗證數學定理。這樣既增強學生對定理的理解，也有助于其更好地運用定理。例如，圓具有“等長面積最大”的幾何屬性，此時教師就可以讓學生利用相同長度的短繩先后在紙上圍出不同的三角形、四邊形、圓形等，然后將其用剪刀剪下來重疊進行面積對比，看哪個圖形的面積最多。在這一實驗中，唯一的變量就是形狀的不同。此外，除了最為常用的變量控制法之外，還有科學推理法、同效轉換法等，均能在數學教學過程中進行運用。由此可見，將科學實驗方法引入教學課堂是一種驗證數學理論、鞏固數學知識的重要方式。

（三）在數學教學過程中培養學生科學思維

知識與技能的培養從本質上來說是“治標”范疇，而只有對學生的科學思維進行塑造才能達到“治本”的教育要求。為此，在數學教學過程中，教師要注重學生創新意識、發散思維、探究能力的培養，以此塑造學生的科學思維，提升學生的綜合素質。其中，想象力是培養學生創新意識、發散思維、探究能力的重要前提。這就要求教師在教學過程中要有“留白意識”，在課前、課中、課后給予學生充分的時間與空間去討論、思考、探究、驗證，讓學生成為教育過程的主導者，并且要鼓勵學生大膽猜想，仔細論證，嚴謹推理，引導其形成活躍、能動、自主的思維意識與探究能力。例如，在學習“相交與平行”這部分知識時，教師可以在學習階段末向學生提出探究問題，“兩條直線不是相交就是平行”這一說法是否正確，學生可以聽出這句話的表述過于絕對，但是一時之間又找不到反例，如此教師就可以讓學生自行組織四人小組進行討論，探討在什么樣的條件下此說法成立，何時又不成立，原因是為何，并且可以適時給他們一些提示，引導他們向正確的方向思考。

（四）將數學知識與科學情懷培育相結合

數學學科既注重學生推理能力的培養，又注重對學生精神品質的塑造。為此，數學教師應積極挖掘數學理論知識中蘊含的人文類知識，在完成知識性教學目標的基礎之上，根據學生的知識水平與理解能力對學生適當開展科學情懷教育。這樣一方面能夠緩解學生由數字推理帶來的學習壓力，另一方面也能夠培養學生敢于探索、敢于追求的科學精神。為此，教師可以通過講述一些突出數學家的貢獻、經歷來培育學生的愛國情懷與遠大理想，從而激發學生的數學學習熱情。例如，在講述“圓”的相關知識時，教師可以向學生普及祖沖之、劉徽兩位數學家在“圓”的研究領域的突出成就，為他們講述祖沖之計算圓周率的過程、“割圓術”發明過程中的一些小插曲等，引導學生感受數學探究過程的奇妙之處，以及這些數學家體現出來的不畏艱難、追求真理的偉大科學精神，從而強化其數學學習訴求。除此之外，教師還應結合“寓教于常”的理念，經常開展一些兼具數學知識應用與科學方法應用的趣味活動，養成學生數學素養與科學素養協同提升的習慣。

（五）依照相似學科內容調整兩科目的課時進度

要將小學數學與小學科學兩科目進行融合，僅僅依靠一方學科教師的努力是遠遠不夠的，只有兩學科的教師進行相互溝通、相互配合，實現學科教師之間的資源、經驗共享，才能讓學科融合更加高效。正常情況下，數學科目與科學科目的教學順序與教學進度是不同的，但是鑒于兩者在內容上有諸多相似之處，在條件允許的情況下，學科教師應該根據教學內容對課程進度、課時順序進行協商調整。例如，在三年級下冊的科學科目中有一節內容是“指南針”，剛好對應三年級下冊數學科目的“位置與方向”一課，為此，兩學科教師可以將這兩節內容放在同一時段進行講解，借此機會將兩課內容進行有效結合。在科學課上，教師可以在講授指南針相關知識的同時，對位置與方向等內容進行講解；在數學課上，教師則可以利用指南針作為課堂導入。這樣既有助于鞏固科學知識，又能豐富課程教學手段，從而可以讓學生更加扎實地掌握這兩節課的教學內容，實現兩科目的有效融合。

（六）構建小學數學與科學知識融合的評價體系

構建適用于“小學數學與小學科學的跨知識融合”課堂評價體系，是促進兩者有效融合的關鍵。教師要明白，評價不是為了讓學生發現彼此之間的差距和不足，而是要讓學生的學習更有方向和目標，讓教師的教學計劃更有針對性。因此，教師在構建評價體系時，要進行綜合考慮，既要尊重學生成長發展的規律，激發學生的好奇心和創造力，又要體現數學學科和科學學科特性。首先，學校要根據小學階段的數學、科學的人才培養目標以及相關的課程標準、學生的實際發展情況來制定相應的評價標準。由于學生的實際情況不同，教師可以采用分層評價的方式，制定基礎知識、綜合素養、思維能力三個評價標準，爭取讓每一個學生都能靈活地掌握小學數學和小學科學的基礎知識，提升綜合知識運用能力，培養創新思維能力和解決問題的能力。其次，評價內容不僅涉及學生知識掌握能力和運用能力，還涉及學生個人的“縱向發展對比”。也就是說，教師要將學生思維能力的提高、學習成績的進步、課堂活躍度等，作為學生評價的主要內容，弱化學生與學生之間的“橫向對比”，發現學生在學科融合中的優勢，并給予其適當的鼓勵，以促進學生的全面發展。另外，教師還可以采取“理論+實踐”的評價方式，將學生在實踐活動中所表現出來的探索精神、合作精神、創新精神等作為課堂評價的重要內容，從而引導學生主動將學習到的知識應用于生活之中，進而促進學生的全面發展。