融入科學元素的實踐與思考

〔摘" "要〕" 本文探討了在小學數學應用題教學中融入科學元素的重要性、實踐策略與教學思考。通過將科學知識、科學思維與應用題教學相結合，不僅能豐富教學內容，提高學生的學習興趣，還能培養學生綜合運用知識解決實際問題的能力、科學素養以及創新思維。文中闡述了多種融入科學元素的實踐方式，如結合自然科學現象設計應用題、利用科學實驗數據構建問題情境等，并對教學過程中應注意的問題進行了深入分析，旨在為小學數學教學提供有益的參考與借鑒，促進數學教育與科學教育的有機融合。

〔關鍵詞〕" 小學數學；應用題教學；科學元素；教學實踐

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）12" " 0127-03

小學數學應用題教學是培養學生數學應用能力和邏輯思維的重要環節，在強調跨學科教育與綜合素質培養的背景下，將科學元素融入小學數學應用題教學具有重要意義?？茖W元素的融入可以使數學知識更加生動形象、貼近生活實際，幫助學生更好地理解數學概念和原理。同時，也能激發學生對科學的興趣，促進學生科學素養的提升，為培養具有創新精神和綜合實踐能力的人才奠定基礎。

一、小學數學應用題教學融入科學元素的重要性

（一）激發學生學習興趣

傳統的小學數學應用題往往較為抽象和枯燥，而科學元素的融入可以為應用題增添趣味性和新奇性。例如，以天文現象（如日食、月食的發生時間計算）、生物生長規律（如植物的生長高度與時間的關系）等作為應用題的背景，能夠吸引學生的注意力，激發他們主動探究問題的欲望，從而提高學生學習數學應用題的積極性。

（二）促進學生對知識的理解與遷移

科學知識與數學知識有著緊密的聯系。在應用題教學中融入科學元素，能夠幫助學生更好地理解數學在實際生活中的應用價值，加深對數學概念和運算的理解。例如，在學習速度、時間和路程的關系時，引入物理學中的運動知識，通過汽車行駛、物體自由落體等實例，可讓學生直觀地感受這些數量關系。這有助于學生將數學知識遷移到其他科學領域的問題解決中，提高知識的綜合運用能力。

（三）培養學生科學素養與創新思維

科學素養包括科學知識、科學方法、科學態度等多個方面。通過在數學應用題中融入科學元素，學生在解決問題時需要運用科學思維分析問題、收集數據、建立模型等，這有助于培養學生的科學探究能力和創新思維。例如，在設計關于環境保護的應用題時，可讓學生通過數學計算分析資源消耗、污染物排放等數據，從而引導學生思考環境保護的策略，培養學生的社會責任感和創新意識。

二、小學數學應用題教學融入科學元素的實踐

在小學數學應用題教學中融入科學元素，能夠為傳統的數學教學注入新的活力，讓學生在學習數學知識的同時，拓寬科學視野，提升綜合素養。以下將詳細闡述多種融入科學元素的實踐策略。

（一）結合自然科學現象設計應用題

1.天文現象

天文學充滿了神秘與奇妙，其中地球繞太陽公轉以及月球繞地球公轉的周期是極具代表性的科學知識。以其為基礎設計的應用題，如“地球繞太陽公轉一周大約是365天，月球繞地球公轉一周大約是27.3天，如果從某一時刻開始，地球和月球同時開始公轉，那么經過多少天月球繞地球公轉的周數比地球繞太陽公轉的周數多10周？”對學生而言，解這道題首先需理解地球和月球公轉周期的概念，這是天文知識的初步滲透。在解決問題時，設經過x天滿足條件，根據周數的關系可列出方程：[x27.3""]-[x365]=10。在求解過程中，學生要運用方程的移項、通分等數學運算技能，從而深入理解方程思想。學生通過這樣的題目，不僅能鞏固數學知識，更能加深對天文現象的認識，激發他們探索宇宙的好奇心。

2.氣象現象

氣象與人們的日常生活息息相關，氣溫隨海拔高度變化的規律是氣象學中的重要知識。例如對于“一座山的山腳海拔高度為200米，氣溫為20℃。山頂的海拔高度為2200米，那么山頂的氣溫是多少？”這道應用題，學生首先要明確已知條件，即山腳海拔、氣溫以及山頂海拔。然后根據氣溫垂直遞減率（每升高1000米氣溫下降約6℃）計算山頂氣溫。先算出山頂與山腳的海拔差為2200-200"=2000米，2000÷1000=2，即氣溫下降2×6=12℃，所以山頂氣溫為20-12=8℃。在這個過程中，學生運用了數學中的減法和乘法運算，同時也學習了氣象學中的氣溫變化規律，體會到數學在氣象研究中的應用價值。

（二）利用科學實驗數據創設問題情境

1.物理實驗數據

物理實驗中的數據往往蘊含著豐富的數學關系。以杠桿原理為例，“在一個杠桿實驗中，當動力臂為3厘米、阻力臂為6厘米時，動力為10牛，能撬動一個重物。如果動力臂變為4厘米，要撬動同樣的重物，動力應為多少牛？”根據杠桿平衡公式（動力×動力臂=阻力×阻力臂），先求出阻力為10×3÷6=5牛。當動力臂變為4厘米時，設動力為x牛，則x×4=5×6，解得x=7.5牛。學生通過分析實驗數據，建立數學比例關系，不僅能熟練運用比例知識解題，還能深入理解杠桿原理在實際生活中如蹺蹺板、起重機等工具中的應用，感受物理與數學之間的緊密聯系。

2.化學實驗數據

在化學實驗中，配制溶液是常見的操作。如“實驗室要配制200克濃度為15%的鹽水，現有濃度為20%的鹽水和蒸餾水，需要取多少克濃度為20%的鹽水和多少克蒸餾水？”設需要取x克濃度為20%的鹽水，則蒸餾水為（200-x）克。根據溶質質量守恒可得20%×x=200×15，解得x=150克，那么蒸餾水為200-150"=50克。學生在解決這個問題時，可運用數學中的濃度計算公式，深入理解溶液配制過程中溶質、溶劑和溶液之間的數量關系，同時也了解了化學實驗中的基本操作原理，提升了運用數學知識解決化學問題的能力。

（三）以科學探究過程為藍本編寫應用題

1.生物探究過程

生物探究過程通常包括提出問題、做出假設、進行實驗、收集數據、分析數據和得出結論等步驟。以植物種子發芽率探究為例，“小明進行了一次綠豆種子發芽實驗。他一共種下了100顆綠豆種子，經過一段時間后，有85顆種子發芽了。如果他再種下500顆同樣的綠豆種子，按照這個發芽率，大約會有多少顆種子發芽？”學生首先要從題目中收集數據，即第一次實驗的種子總數和發芽數，然后計算出發芽率為85÷100=85%。接著運用這個發芽率預測新的發芽數量，即500×85%=425顆。學生通過這道題，經歷了完整的科學探究數據處理過程，同時運用數學中的百分數計算知識，提高了數據處理和數學應用能力，也對生物實驗的科學性有了更深的理解。

2.地理探究過程

在地理學習過程中，比例尺是繪制地圖和計算地理距離的重要工具。例如，“在一幅比例尺為1∶5000000的地圖上，量得甲、乙兩地的距離為4厘米。如果一輛汽車以每小時60千米的速度從甲地開往乙地，需要多少小時？”對這道題，首先需根據比例尺計算實際距離：4×5000000=20000000厘米=200千米；然后根據速度公式時間=路程÷速度，可得時間為200÷60=[103]小時。學生在解決這個問題時，掌握了比例尺的概念和運用方法，同時也熟練了行程問題的數學計算，體會到地理知識與數學知識在實際生活中的綜合應用，如旅行路線規劃、地圖導航等。

（四）跨學科主題活動中的應用題設計

1.環保主題

環境保護是當今社會的重要課題，在數學應用題中融入環保元素具有很強的教育意義。如在“一個小區有500戶居民，如果每戶居民每天節約用水20升，一年（按365天計算）這個小區能節約多少立方米的水？這些水可以供一個面積為1000平方米、水深為1.5米的池塘補充多少厘米的水？”這道題中，首先需計算小區一年節約的水量為500×20×365=3650000升，因為1立方米=1000升，所以節約水量為3650立方米。池塘原有水量為1000"×1.5=1500立方米。加入節約水后的總水量為1500+3650"=5150立方米。新的水深為5150"÷1000"=5.15米。再計算水位上升高度：5.15-1.5"=3.65米=365厘米。學生在解題過程中，運用了數學中的乘法運算、單位換算等知識，同時深刻認識到節約水資源的重要性，增強了環保意識。

2.能源主題

能源問題也是現代社會關注的焦點。例如，在“一個太陽能路燈每天需要消耗"0.5度電，如果一個太陽能電池板每天能產生2度電，那么，這個太陽能電池板可以供幾個這樣的路燈正常使用？如果要在一條長1000米的道路兩側每隔20米安裝一個這樣的太陽能路燈，一共需要多少個太陽能電池板？”這道題中，先計算電池板可供路燈數量為2÷0.5=4個。道路一側路燈數量為1000÷20+1=51個，兩側共51×2"=102個，則需要電池板數量為102÷4=25.5，向上取整為26個。這道題綜合了能源利用與數學中的除法、乘法運算以及植樹問題，讓學生在解決能源相關問題時，提升了數學應用能力，同時了解太陽能等清潔能源在現代生活中的應用，培養了學生的節約能源和可持續發展意識。

通過以上多種實踐策略，將科學元素巧妙地融入小學數學應用題教學中，能夠使數學教學更加生動有趣、富有內涵，促進學生在數學學習中全面發展，為培養具有跨學科素養的創新型人才奠定堅實的基礎。

三、小學數學應用題教學融入科學元素的思考

（一）把握科學元素與數學知識的融合度

在應用題教學中融入科學元素時，要確?？茖W知識與數學知識的有機結合，避免出現科學知識過于復雜而掩蓋數學教學目標，或者數學應用過于牽強附會的情況。教師需深入研究科學知識和數學知識的內在聯系，精心設計應用題，使學生在解決問題的過程中既能體會到科學知識的趣味性，又能扎實地掌握數學知識和技能。

（二）關注學生的知識儲備和認知水平

不同年齡段和學習階段的學生具有不同的知識儲備和認知水平。在融入科學元素時，要充分考慮學生已有的科學和數學知識基礎，選擇適合學生理解的科學內容和難度適中的應用題。對于低年級學生，可以多采用一些簡單直觀的科學現象，如動植物的基本特征、天氣變化等；而對于高年級學生，則可以引入一些較為深入的科學概念和原理，如物理中的力學、電學知識等，逐步提高學生的綜合應用能力。

（三）培養學生的跨學科思維和探究能力

教師在教學過程中不僅要注重知識的傳授，更要注重培養學生的跨學科思維和探究能力。應鼓勵學生在解應用題時，主動思考科學知識與數學知識的相互關系，引導學生從不同學科的角度分析問題、提出假設、驗證結論。

（四）利用現代教育技術輔助教學

現代教育技術如多媒體課件、虛擬實驗室、在線教育資源等，可以為在小學數學應用題教學中融入科學元素提供有力支持。教師可以通過播放科學實驗視頻、展示科學現象動畫等方式，幫助學生更好地理解科學知識背景，創設生動有趣的問題情境。同時，利用在線教育平臺，教師可以讓學生獲取更多的科學與數學跨學科學習資源，拓寬學生的學習視野，提高教學效果。

在小學數學應用題教學中融入科學元素是一種富有創新性和教育價值的教學實踐。通過結合自然科學現象、利用科學實驗數據、以科學探究過程為藍本以及開展跨學科主題活動等多種策略，可以有效地激發學生的學習興趣，促進數學知識與科學知識的融合，培養學生的綜合應用能力、科學素養和創新思維。然而，在教學過程中，教師需把握好科學元素與數學知識的融合度，關注學生的知識儲備和認知水平，注重培養學生的跨學科思維和探究能力，并充分利用現代教育技術輔助教學。只有這樣，才能實現數學教育與科學教育的有機整合，為學生的全面發展奠定堅實的基礎。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育數學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]劉恩山.小學科學教育的理論和實踐[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3]馬云鵬.小學數學教學論[M].北京：人民教育出版社，2003.