科學教學與數學的深度交融

〔摘" "要〕" 隨著現代教育理念的不斷發展，跨學科整合教學逐漸成為教育改革的重要方向?？鐚W科整合打破了學科的界限，將不同學科的知識進行有機融合，通過多元化的視角，促進學生全面理解和掌握知識。特別是在科學教學中，跨學科整合能夠使抽象的科學概念更具實際意義，提高學生的學習興趣和動手能力。本文將深入探討跨學科整合在科學教學中的應用，分析其對學生學習效果的促進作用。結合實例，本文展示了科學教學與數學深度交融的策略，讓學生通過科學學科與數學學科的聯系，深入理解科學知識，培養核心素養。

〔關鍵詞〕" 小學科學；跨學科整合；數學；深度交融

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 07" " 127-129

在當前的教育背景下，學科之間的界限越來越模糊，傳統的單一學科教學模式已經難以滿足現代社會培養人才的需求?？茖W作為培養學生理性思維、實驗能力的重要課程，面臨著如何讓抽象的概念更加生動、實際的問題。跨學科整合教學通過將不同學科的知識和方法融入科學教學中，不僅讓學生對科學知識有更深入的理解，還能促進學生在不同領域的知識遷移和綜合應用能力的提升。

一、科學教學與數學深度交融的意義

（一）激發學生興趣，讓科學學習不再枯燥

跨學科整合在科學教學中能夠有效激發學生的學習興趣，使原本抽象、復雜的科學知識變得更加直觀、有趣。將其他學科的知識融入科學教學，教師可以運用多種教學手段，增加課堂的趣味性。

（二）打破學科界限，讓知識遷移更具實效

跨學科整合的另一個重要優勢在于能夠幫助學生打破學科間的界限，實現知識的有效遷移。在科學課堂上融入數學學科知識，學生不僅學習科學原理，還能從數學學科中獲得有益的補充和應用。多維度的知識結合使學生能夠從不同角度理解科學現象，并通過知識遷移應用到實際生活中。

（三）培養創新思維，讓科學探究更具深度

跨學科整合為學生提供了一個多元的學習環境，鼓勵他們通過不同學科的交叉思維進行科學探究，培養創新思維。在科學教學中，跨學科的探究模式打破了傳統的“教—學—評”結構，學生從被動的知識接受者變成了主動的知識創造者。通過跨學科整合，學生的創新能力得到有效提升，科學探究的深度也得到了增強。

二、科學教學與數學深度交融的策略

（一）科學與數學實踐的結合，讓知識更加實用

在小學科學課程中，結合數學實踐可以使科學知識更加實用，幫助學生更深入地理解復雜的自然現象。例如，在《水在自然界的循環》這一課中，通過引入與數學實踐相關的實際測量、數據記錄活動，不僅能夠讓學生掌握自然界水的循環原理，還能提升他們運用科學知識解決實際問題的能力。

1.實地觀察。水循環的概念涉及蒸發、凝結、降水和地表徑流等自然過程，單憑課本上的描述會較為抽象。教師可以帶領學生進行實地觀察，結合當地的自然環境，運用數學的綜合實踐知識，觀察自然界中水循環的實際例子。比如，在一個雨后的日子，學生可以記錄積水在太陽下的蒸發情況，或者在清晨觀察露水的形成。通過親身體驗，學生能夠更加直觀地理解水的不同狀態及其循環方式，從而提升他們對自然現象的敏感度和觀察力。在記錄的過程中，學生可以通過計算雨量數據，了解不同因素對水循環的影響，這是數學知識實踐的重要方向。

2.模擬實驗。數學實踐與科學實驗相結合能夠更好地激發學生參與課程的興趣，為了讓學生更好地理解水循環的過程，教師還可以設計一些簡單的實驗來模擬水循環的各個環節。例如，可以用透明的塑料瓶裝滿水，放置在陽光下，觀察瓶內水的蒸發過程，讓學生探究蒸發量如何隨著溫度的變化而改變，并制作數學的折線圖。學生親身參與科學實踐，通過動手操作可以增強對抽象科學概念的理解。教師還可以通過建立小型水循環模型，如使用加熱器和冷卻器模擬水的蒸發與冷凝。學生在繪制完折線圖后，不僅能夠更加直觀地理解水的循環路徑，還可以通過實驗發現一些有趣的現象，例如溫度升高時水的蒸發速度加快等。因此，與數學實踐融合的科學體驗能夠幫助學生將課本中的知識進行深度內化。

3.聯系生活。科學源于生活，數學知識又運用于生活，因此，聯系生活的點滴，可以讓數學實踐更深入地融合在生活中，在數學實踐中又可以體驗科學的魅力。在這節課中，教師可以讓學生思考天氣變化對水資源的影響，如降雨、河流的形成以及地下水的補充等。通過討論實際生活中的現象，學生能夠理解水循環在生態系統中的關鍵作用。為此，教師可以設計一些項目作業，讓學生統計每日用水量來節約、保護水資源，幫助學生從數學的角度看待環境問題，培養他們的環保意識。

4.實際應用。通過學習水循環的相關知識，學生還可以應用這些知識解決日常生活中的問題。例如，學校可以引導學生觀察雨季時如何通過合理的排水系統來處理積水，避免積水對環境和建筑物造成破壞。開展實踐活動不僅能培養學生的科學素養，還能夠讓他們在現實生活中運用所學的知識，為社區和環境做出貢獻。

（二）科學與數學幾何的結合，讓知識更加直觀

在小學科學教學中，科學與數學幾何的結合能夠使學生對自然現象的理解更加直觀，特別是在學習“推和拉”這一單元時，想要更好地理解拉力概念，可以引入數學幾何。將科學實驗與幾何知識相結合，學生不僅能夠理解拉力的基本原理，還能通過圖形和空間感知來提高科學思維能力。

1.理解拉力的基本概念。教師首先通過簡單的實驗向學生演示拉力的作用，例如使用繩子拉動玩具車或拉動一個空箱子。通過直接觀察的方式，學生可以看到拉力如何使物體移動，教師詢問學生：“當你拉動繩子時，車子為什么會動？”互動性的問題能夠引發學生的思考，讓他們逐步理解拉力是如何工作的。接下來，教師引導學生觀察并討論拉力的方向和大小。比如，在拉動玩具車時，學生可以用手感受到不同的力量，理解用力的大小與車子移動速度之間的關系，學生不僅學習了拉力的概念，還通過實操將科學知識與日常生活聯系起來。

2.直觀地了解拉力的作用。在理解拉力的基本概念之后，教師引入幾何知識，幫助學生更直觀地理解拉力的作用。例如，教師可以使用直尺或量角器，測量拉力方向與物體運動方向之間的角度關系，通過幾何圖形的展示，學生能夠看到力的作用方向與物體移動之間的聯系。教學實踐中，教師可以在黑板上畫出一個玩具車與繩子的示意圖，標明拉力的方向。在圖中，教師可以說明拉力與重力的關系，并讓學生理解當拉力與重力之間的角度為直角時，玩具車會沿著最短路徑運動。幾何示意圖能夠幫助學生在空間上理解拉力的作用，更容易掌握這一科學概念。

3.應用幾何知識進行實驗。在掌握拉力的基本概念后，教師可以設計一些簡單的實驗活動，讓學生將科學與幾何知識相結合。例如，學生可以分組進行拉力實驗，每組使用不同的繩子和重物，記錄下拉動這些物體所需的力量，并用幾何圖形展示不同情況下拉力的變化。學生可以測量不同物體的重量，計算出拉力的大小，并用線條在圖紙上標示出不同的拉力方向和大小。通過實驗，學生不僅能夠理解拉力的作用，還能通過幾何的方式分析和比較不同情況下的拉力效果，從而讓科學知識的學習變得更加直觀且生動。

4.運用幾何知識分析物理現象。通過將科學與幾何相結合，學生的科學學習變得更加全面。在拉力的學習過程中，學生不僅理解了拉力的基本原理，還學會了如何運用幾何知識來描述和分析物理現象。不僅提升了學生的科學素養，也增強了他們的科學思維能力。教師可以鼓勵學生將他們的觀察和實驗結果用圖表的形式呈現，例如繪制出不同物體所需拉力的柱狀圖，或用線條展示不同拉力情況下的物體運動軌跡。通過圖形展示，學生能夠更直觀地理解拉力的變化規律，以及如何通過科學與幾何的結合來分析生活中的現象。

（三）科學與數學運算的結合，讓知識更加具象

在小學科學教學中，將科學與數學運算相結合，不僅能幫助學生更好地理解科學概念，還能增強他們的數學運算能力，從而實現科學教學的深化目標。以“天氣與氣候”單元“一天的氣溫”這一節內容為例，通過數學運算，學生可以直觀地感受到天氣變化的規律。

1.觀察與記錄氣溫變化。在學習一天的氣溫這節內容時，教師可以引導學生進行實地觀察和記錄。例如，教師可以設定一個為期一周的氣溫記錄項目，要求學生每天在同一時間測量和記錄氣溫。通過使用溫度計，學生不僅能直觀地感受到溫度的變化，還能參與數據收集的過程，實踐活動能夠激發學生的好奇心，使他們對天氣變化產生濃厚的興趣。在記錄過程中，教師可以引導學生注意不同時間段的氣溫變化，例如早晨、午后和晚上，幫助學生理解氣溫是如何隨時間變化的。這樣，學生不僅能夠學習到氣象知識，還能培養觀察力。

2.計算平均值。在完成氣溫記錄后，教師可以引導學生運用數學運算對收集到的數據進行分析。例如，學生可以計算出一周內每天的氣溫平均值，了解每天氣溫的波動情況。通過運算，學生能夠掌握如何求取平均數這一數學概念，并在實際生活中加以應用。課堂上，首先讓學生將一周內的氣溫記錄整理成表格，然后計算出這些溫度的總和，最后除以記錄的天數，從而得出平均氣溫。將數學運算與科學數據結合的過程，能夠幫助學生將抽象的數學概念變得具體且易于理解。

3.實現數據可視化。為了使數據更加直觀，教師可以指導學生將氣溫數據制作成圖表，例如柱狀圖或折線圖。通過圖表，學生可以一目了然地看到氣溫的變化趨勢和規律。例如，學生可以繪制一周的氣溫變化折線圖，清晰展示出氣溫的高峰和低谷?？梢暬^程不僅增強了學生的數學技能，也讓他們對氣候變化有了更直觀的認識。在圖表制作中，教師可以引導學生討論氣溫變化的原因，例如天氣現象、季節變化等，讓學生在科學與數學的結合中拓展思維，理解氣候與環境之間的關系。

4.促進所學知識的應用。通過天氣與氣溫的學習，教師還可以引導學生將所學知識與生活實際相結合。例如，可以探討溫度變化對日常生活的影響，如衣物選擇、活動安排等，學生不僅可以學會如何運用數學運算分析氣象數據，還能理解這些數據在生活中的實際應用。此外，教師還可以設計一些實際問題，讓學生運用所學的數學知識加以解決。例如，假設某一天的氣溫為10℃，第二天的氣溫上升了5℃，那么第二天的氣溫是多少？通過解決問題，學生能夠更加靈活地運用數學運算，理解氣溫的變化。

三、結語

在當今教育環境中，跨學科整合的教學模式為學生的學習提供了更加豐富和多維的體驗。通過將科學教學與數學深度交融，不僅增強了學生對復雜概念的理解，還激發了他們的創造力。因此，教師在課程設計中應積極探索跨學科整合的策略，為學生創造更多學習的可能性，讓他們在探索世界的過程中，感受到科學知識的樂趣。

參考文獻

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