科學教學與數學整合途徑

〔摘" "要〕" 小學科學與數學學科存在著許多聯系。通過組織跨學科學習活動，可以增加學生對理論知識的理解，提高學生知識遷移應用的能力，有助于學生建構系統的知識體系，有效培育學生的學科核心素養。本文探討了小學科學和數學學科的關聯性，指出二者能力培養目標相同、教學內容相似、教學方法共通，然后分析了小學科學和數學教學融合的要點，包括科學設計跨學科學習主題，加強合作學習，組織探究活動。在此基礎上，論述小學科學和數學教學有效融合的路徑，旨在提高學生的跨學科學習效果，促進學生綜合、全面發展。

〔關鍵詞〕" 小學科學；數學教學；整合

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 08" " 136-138

新課標中明確指出，在小學科學教學中，應基于培養學生學科核心素養的要求積極組織跨學科學習活動，打破原有學科設置的限制，促進科學與數學兩個學科緊密融合，整合和優化教學內容，豐富跨學科主題活動的形式。要將數學思想、知識、方法應用到科學實驗探究中，深化學生對科學知識的理解和遷移，提高學生的實踐操作能力、創新能力和解決問題能力，從而推動教學改革順利開展，激發科學課堂活力，展現學科育人功能，致力于培養全面發展的現代化人才。

一、小學科學和數學學科的關聯性

（一）能力培養目標相同

無論是科學學科還是數學學科，主要教學目標都是培養學生的知識應用能力，引導學生應用所學知識解決生活中的實際問題。而在新課標中，對在小學科學教學中的跨學科學習活動也有著明確表述，指出在跨學科學習活動中要以培養學生綜合能力為目標，給學生創造思考、交流、討論、實踐和探究的機會，助力學生全面發展。這為小學科學與數學教學的融合提供了理論支撐。

（二）教學內容相似

通過對小學科學和數學教學內容進行分析，可以找到許多相似之處。例如，在小學數學“位置與方向”的教學中，通常會使用指南針傳授給學生辨認方向的方法；而小學科學課程拓展了這一內容，帶領學生走進大自然，了解太陽、北極星、大樹等天然的指南針，揭示了小學科學與數學學科的密切聯系。通過組織開展跨學科學習活動，有助于深化學生對知識的理解和記憶，提高學生的學科核心素養。

（三）教學方法共通

在素質教育的背景下，小學科學與數學教學中通常應用合作探究法、實驗法、觀察法等多種教學方法，充分調動學生的主觀能動性，在手腦配合中促進學生知識能力協同發展，降低學生的學習難度，提高教學質效。這說明，小學科學與數學教學在教學方法上具有共通性，為跨學科學習活動的開展奠定了基石，能夠實現立德樹人目標。

二、小學科學教學與數學整合的要點

（一）科學設計跨學科學習主題

跨學科學習活動實施效果如何主要取決于主題設計是否合理?；谛W科學和數學教學融合的要求，教師要深入解讀新課標和教材內容，找到小學科學和數學學科的契合點，科學設計跨學科學習主題，將零散的知識加以整合和優化，組織開展層次性、遞進性的跨學科學習活動。引導學生逐層深入思考，學會從不同角度看待問題，將科學知識、數學思想與生活經驗相結合進行分析，創新性地解決各類復雜的現實問題，建構系統的知識體系。

（二）加強合作學習

小學生的興趣愛好、思維特征、學習能力、知識結構都有著顯著的差異。應在小學科學和數學教學跨學科融合學習中開展合作學習活動，鼓勵各小組成員科學分配職責，加強交流與協作，互相啟發，在思維激烈碰撞之下形成創新觀點。同時，通過合作學習，促進學生分享跨學科學習經驗，改正不良學習習慣，提升跨學科學習效能。

（三）組織探究活動

科學和數學這兩門學科都對學生的探究精神和探究能力有一定的要求。在小學科學跨學科學習活動中，應加強科學與數學知識的整合，組織學生探究知識內涵，引導學生獨立思考、歸納知識，在實踐操作中發現學科規律，深層洞察科學現象。要使學生能夠運用數學概念、定理、公式加以解釋，從而激發他們的探究熱情，提高其學習質量。

三、小學科學教學與數學整合的途徑

為了有效促進小學科學和數學教學深度融合，提高跨學科學習活動實施效果，小學科學教師應合理設計跨學科學習主題，加強生活情境創設，引導學生進行實驗操作，在觀察、思考、交流中深化對理論知識的理解，建構系統的知識體系，提高解決實際問題的能力。下面以人教版小學五年級下冊第14課《斜面》為例，闡述小學科學和數學教學融合的策略。本課的教學重點是研究斜面的特點、規律及其在生活中的應用，要求學生以小組的形式設計實驗，采集和分析數據，運用數學思維解決問題，培養學生的學科核心素養。具體教學流程如下。

（一）創設生活情境

小學生的知識和經驗主要來源于現實生活。在小學科學跨學科學習活動中，應創設生活情境，讓學生結合自己的所見所聞進行交流和探究，以激發學生的學習興趣，發揮學生的主體作用，促使學生始終保持思維活躍，高質量完成跨學科學習任務，強化學生的學科核心素養。在《斜面》一課的教學中，教師可以展示關于斜面的圖片，讓學生思考他們在生活中的哪些地方看到過斜面，這些斜面的用途是什么，斜面給人們的生產生活帶來了哪些好處，引發學生的聯想。當學生形成了對斜面的初步認知后，教師提出以下問題：“傾斜面與水平面的夾角多大時最省力？”這類問題體現了科學與數學學科的有機融合，引導學生打破傳統思維的桎梏，從不同視角觀察現實生活；綜合運用科學和數學知識、方法、思維探究生活問題，改造生活中的事物，更好地服務于人；培養學生學以致用的意識，激發學生的跨學科學習動機，為開展跨學科學習活動打下良好基礎。

（二）設計實驗方案

學生是課堂教學的主體。在小學科學跨學科學習活動中，應鼓勵學生設計實驗方案，采集、整理、分析實驗數據，引導學生運用數學方法和思維解釋生活問題，培養其高階思維能力。在《斜面》一課的教學中，教師可組織開展多項實驗活動，保證不同實驗之間的關聯性、遞進性，促進學生的思維向縱深發展。

實驗一：探究斜面的作用。實驗材料為斜面、小車、測力計。讓學生利用這些材料設計實驗，觀察實驗現象，說出自己發現的規律。有些學生在設計實驗時容易陷入誤區，或是沒有勻速拉動小車，或是實驗次數較少，沒有取平均值，這些都會影響到實驗結果的準確可靠性。教師要鼓勵學生在小組中討論為什么要這樣設計實驗，為什么要取平均值，強化學生的科學思維，提高學生應用數學思維和方法的實踐能力。

實驗二：探究斜面坡度大小對拉力的影響。實驗材料為斜面、小車、木板、測力計。先要讓學生預測斜面坡度大小是否會影響測力計的示數，然后讓學生設計實驗方案，觀察坡度變化前后測力計的數值，分析拉力大小與坡面角度的關系，得出正確結論。在實驗環節，教師要鼓勵學生盡可能提出多種實驗方法，在小組中交流和討論，選出最為科學、簡單易行的一種，明確實驗材料、實驗步驟和操作要點，提高實驗效率，以保證實驗結果的準確性。

教師要在學生設計實驗方案時進行有效引導，攻克幾個難點問題，包括如何進行對比實驗，如何調整斜坡角度，需要使用哪些材料，如何保證小車勻速拉動，應該進行幾次實驗，等等。通過幫助學生完善實驗方案，為實驗操作提供標準指導，增強學生的認知，培養學生的科學精神和數學思維。

（三）提高實驗操作的準確性和規范性

驗證學生猜想的有效手段，就是讓學生親自動手操作，將觀察的現象記錄下來，以揭示自然規律，運用科學思維和數學思維適度改造自然，創造美好生活。在小學科學跨學科學習活動中，教師要注重培養學生規范操作、認真觀察、準確填寫實驗數據的意識，確保學生能夠得到真實可靠的實驗結果，理解和內化理論知識，增強學生的成就感。在開展“斜面”的相關實驗之前，教師要講解各類儀器設備的操作方法，校正測力計的示數，使測力計豎直方向上讀數為零。在學生操作的過程中，教師要做好巡查工作，記錄每個學生的實驗情況。這樣，在對學生進行評價時就能提出更具針對性的指導建議，幫助學生改正不良的實驗操作習慣，提高學生實驗操作的準確性和規范性。應采用小組合作學習模式開展實驗活動，并使每個小組成員都有專屬任務，當一個組員操作時，其他小組成員認真觀察，指出其錯誤行為，要求該組員重新操作，這可以保證實驗數據準確無誤，并營造良好的合作學習氛圍。

（四）加強數據分析和教學評價

當獲取實驗數據后，小組成員要填寫表格，運用統計圖表將實驗數據清晰直觀地呈現出來。同時，要運用數學知識、方法、思維對實驗數據進行深入分析，輔助科學研究的開展，使學生能夠迅速找到規律，揭示實驗內涵，提高核心素養。在與“斜面”相關的實驗中，學生通過多次實驗采集數據，取平均值，分析實驗數據，用事實證明：斜面省力，斜面坡度與拉力大小有著密切聯系，較小坡度的斜面會比較省力，增大斜坡角度會更費力。教師要鼓勵各個小組對實驗數據進行分析，從實驗數據中發現了哪種規律，提出自己的觀點；其他小組成員提出相同或不同的意見，經過討論獲得一致見解；各小組依次展示實驗數據、實驗現象和發現的規律。應采用學生自評、組員和組間互評、教師評價的方式，對學生的跨學科學習效果進行綜合全面評價，引導學生加強自我反思，改正不當的思想和行為，學習他人的長處。尤其要對那些提出創新觀點的學生予以表揚，如斜面雖省力，但花費時間更長；斜面不能太光滑，否則會引發安全問題；等等。從而培養學生實事求是的科學態度和邏輯嚴謹的數學思維，實現小學科學與數學教學有效融合的育人目標。

（五）在生活實踐中遷移應用

現實生活既是小學科學與數學教學深度融合的切入點，又是應用科學與數學思維、方法、知識解決問題的歸宿。在跨學科學習活動中，小學科學教師要拓展學生的思維深度，引導學生將知識遷移和創新應用，以提高學生的學科核心素養。例如，在“斜面”的實驗研究過后，教師可以設計以下幾個生活問題，引導學生應用斜面特點和作用等知識加以解決：（1）盤山公路蜿蜒曲折通向山頂，這涉及了哪些科學知識？（2）生活中經常使用螺釘固定物品，這應用了什么原理？（3）要把大卡車上的油桶滾到倉庫里，怎樣搭建斜面能夠延長油桶的滾動長度？通過設置關于斜面應用的問題，引導學生應用科學知識和數學思維解決生活中的各類問題，在思考、實驗、探究中深化對科學和數學知識、方法的理解，強化學生的跨學科學習成效和學科核心素養。

總之，實現小學科學和數學教學的有效融合，需借助跨學科學習活動，創建生活情境，引導學生以小組為單位合作探究，設計實驗方案，規范地進行實驗操作，加強對實驗數據的分析，挖掘科學規律，采用多種方式對學生的跨學科學習效果進行評價。還要引導學生在生活實踐中遷移應用科學和數學知識、方法，從而培養學生的科學精神和數學思維，提高其核心素養。

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