讓數(shù)學(xué)課堂更有“科學(xué)味”

中圖分類號(hào)：G427 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2097-1737（2025）14-0030-03

隨著新課改的不斷深入，跨學(xué)科教學(xué)逐漸成了教學(xué)新常態(tài)。學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)可以發(fā)展邏輯思維、抽象思維和問(wèn)題解決能力，而通過(guò)科學(xué)學(xué)習(xí)可以提升觀察力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。數(shù)學(xué)與科學(xué)在課程性質(zhì)、課程目標(biāo)和學(xué)習(xí)要素之間存在巨大的可融合空間[1]。因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)順應(yīng)課程改革的要求，積極打破學(xué)科邊界，推動(dòng)數(shù)學(xué)與科學(xué)的相互滲透、交叉融合，從而最大限度地體現(xiàn)知識(shí)的整體性，切實(shí)提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)的聯(lián)系

小學(xué)階段的數(shù)學(xué)與科學(xué)課程在教學(xué)實(shí)踐中展現(xiàn)出了顯著的相互滲透和互為支持的特性，這種內(nèi)在關(guān)聯(lián)性不僅為教學(xué)創(chuàng)新提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，還極大地促進(jìn)了教學(xué)成效的提升[2。通過(guò)將這兩門學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，教師能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的綜合素養(yǎng)和問(wèn)題解決能力，這對(duì)于學(xué)生的全面發(fā)展和未來(lái)的職業(yè)生涯具有不可估量的積極影響。

作為自然科學(xué)的兩個(gè)重要分支，數(shù)學(xué)與科學(xué)之間存在許多共性，如對(duì)邏輯推理、實(shí)證分析和精確計(jì)算的共同需求[3]。在教學(xué)過(guò)程中，數(shù)學(xué)的概念和方法可以用于解釋和探究科學(xué)現(xiàn)象，而科學(xué)的實(shí)際應(yīng)用又能加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解和記憶。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)幾何圖形時(shí)，可以通過(guò)構(gòu)建物理模型來(lái)直觀感受圖形的性質(zhì)；在學(xué)習(xí)概率和統(tǒng)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)收集和分析科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)掌握這些數(shù)學(xué)工具的實(shí)際應(yīng)用。這些均為兩門學(xué)科的跨學(xué)科教學(xué)創(chuàng)造了有利條件。

另外，通過(guò)研讀《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》與《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》可以發(fā)現(xiàn)，兩門學(xué)科在課程目標(biāo)及課程內(nèi)容方面也存在較大的相似之處。從課程目標(biāo)來(lái)看，數(shù)學(xué)和科學(xué)這兩門學(xué)科均重視突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，強(qiáng)調(diào)以具體問(wèn)題為載體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理，并利用數(shù)據(jù)來(lái)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，即這兩門學(xué)科均重視培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，關(guān)注學(xué)生學(xué)以致用能力的發(fā)展。在課程內(nèi)容方面，兩門學(xué)科在知識(shí)編排上也存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和相似性。比如數(shù)學(xué)學(xué)科中的“位置與方向”和科學(xué)學(xué)科中的“指南針”，二者的教學(xué)內(nèi)容均指向?qū)W(xué)生運(yùn)用東西南北、前后左右來(lái)描述物體相對(duì)位置或方向的能力的培養(yǎng)。再如，數(shù)學(xué)學(xué)科中的“折線統(tǒng)計(jì)圖”“條形統(tǒng)計(jì)圖”，與科學(xué)學(xué)科中的“氣溫、降水量的統(tǒng)計(jì)”也存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，均涉及統(tǒng)計(jì)圖、統(tǒng)計(jì)表、概念圖等統(tǒng)計(jì)學(xué)內(nèi)容，并且需要學(xué)生掌握應(yīng)用這些圖表來(lái)記錄、整理信息。另外，這兩門學(xué)科還均涉及體積、長(zhǎng)度等內(nèi)容，需要學(xué)生掌握用簡(jiǎn)單的工具、儀器測(cè)量物體長(zhǎng)度的能力，以及用合適的計(jì)量單位計(jì)量物體的能力。

總而言之，數(shù)學(xué)和科學(xué)在課程內(nèi)涵、課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)等多個(gè)方面具有關(guān)聯(lián)并相互滲透，為小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)的跨學(xué)科教學(xué)創(chuàng)造了有利條件。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的意義

第一，從政策層面來(lái)看，《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》明確指出，義務(wù)教育階段各學(xué)科教學(xué)中跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)課時(shí)設(shè)計(jì)應(yīng)不低于 10 % ，強(qiáng)調(diào)要通過(guò)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)強(qiáng)化學(xué)科間的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)課程綜合化。同時(shí)，教育部于2023年5月印發(fā)了《基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動(dòng)方案》，強(qiáng)調(diào)要全面推進(jìn)教學(xué)方式變革，并應(yīng)將學(xué)科實(shí)踐、跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)等作為教學(xué)改革的重點(diǎn)。這些政策文件的頒布為小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)學(xué)科的融合關(guān)聯(lián)提供了堅(jiān)實(shí)的政策支持。因此，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中合理融入科學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)兩門學(xué)科的跨學(xué)科教學(xué)不僅符合相關(guān)政策要求，還是推進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的重要路徑。

第二，從教學(xué)實(shí)踐層面來(lái)看，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中與科學(xué)學(xué)科開(kāi)展跨學(xué)科教學(xué)對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率具有積極作用。數(shù)學(xué)學(xué)科本身具有較高的抽象性和邏輯性，對(duì)于以形象思維為主的小學(xué)生而言理解難度較大，這也是導(dǎo)致很多小學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)存在畏懼感的原因之一[4]。相比之下，科學(xué)學(xué)科更具形象性和直觀性，因此在數(shù)學(xué)教學(xué)中融入科學(xué)探究活動(dòng)，可以為學(xué)生提供更豐富的現(xiàn)實(shí)情境。通過(guò)將抽象的數(shù)學(xué)概念與學(xué)生日常生活中熟悉的事物聯(lián)系起來(lái)，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)會(huì)變得更具體形象，也更易于被學(xué)生理解和掌握。這不僅有助于降低數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)難度、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還能改變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)于偏重?cái)?shù)字運(yùn)算、公式推導(dǎo)的現(xiàn)狀，拓展學(xué)生的知識(shí)面，使數(shù)學(xué)課堂內(nèi)容更豐富、有趣，從而在無(wú)形中激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的熱情和積極性，促進(jìn)他們的全面發(fā)展。

三、小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的實(shí)施策略

（一）依據(jù)數(shù)學(xué)問(wèn)題，引入科學(xué)知識(shí)

在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不可避免地會(huì)遇到一些疑問(wèn)。這些疑問(wèn)是學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)探究性學(xué)習(xí)的重要契機(jī)。教師不僅要鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，還要指導(dǎo)他們獨(dú)立解決這些問(wèn)題[5]。當(dāng)前，新課改強(qiáng)調(diào)，教師應(yīng)適當(dāng)?shù)貙?shí)施問(wèn)題探究式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的疑問(wèn)進(jìn)行更深層的探索。在數(shù)學(xué)與科學(xué)課程相結(jié)合的教學(xué)環(huán)境下，教師可以利用學(xué)生在課堂上提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題，及時(shí)引入相關(guān)的科學(xué)知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)與科學(xué)的跨學(xué)科教學(xué)。

以小學(xué)數(shù)學(xué)“三角形”的教學(xué)為例。學(xué)生對(duì)于“三角形的穩(wěn)定性”這一性質(zhì)的了解通常較為模糊。為了加深學(xué)生對(duì)三角形這一性質(zhì)的理解和記憶，教師可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐來(lái)親身體驗(yàn)。比如，教師可以結(jié)合科學(xué)學(xué)科中的“搭支架”這部分內(nèi)容來(lái)開(kāi)展跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生探究什么樣的支架才是最穩(wěn)定的，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)與科學(xué)學(xué)科的相輔相成。在具體開(kāi)展跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師可圍繞“我是小小搭建師”這一主題開(kāi)展跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生扮演“搭建師”的角色，并為其提供木棒等材料，鼓勵(lì)他們動(dòng)手搭建出自己認(rèn)為最穩(wěn)定的支架結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)活動(dòng)既可以個(gè)人進(jìn)行，又可以小組合作完成。在搭建完成后，學(xué)生需要展示自己的作品，并分析不同結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性原因。以上實(shí)踐活動(dòng)不僅能夠幫助學(xué)生深刻理解“三角形的穩(wěn)定性”這一數(shù)學(xué)概念，還能夠讓他們親身體驗(yàn)科學(xué)原理的應(yīng)用，從而加深對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)的理解，提升空間觀念、應(yīng)用意識(shí)、探究能力和創(chuàng)新思維。

（二）從教學(xué)內(nèi)容切入，進(jìn)行有效結(jié)合

將科學(xué)學(xué)科知識(shí)引入數(shù)學(xué)教學(xué)中能夠極大地豐富課堂教學(xué)的內(nèi)容[。因此，在開(kāi)展小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)在備課環(huán)節(jié)深入挖掘數(shù)學(xué)與科學(xué)學(xué)科知識(shí)間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，并以適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)兩門學(xué)科知識(shí)進(jìn)行結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的有效滲透，通過(guò)跨學(xué)科教學(xué)來(lái)推動(dòng)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升。

以小學(xué)數(shù)學(xué)“方向與位置”的教學(xué)為例。這節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生辨認(rèn)東、西、南、北四個(gè)方向，培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念，讓學(xué)生感受并理解數(shù)學(xué)和現(xiàn)實(shí)生活的緊密關(guān)聯(lián)。在科學(xué)學(xué)科中，“指南針”這部分內(nèi)容旨在引導(dǎo)學(xué)生了解指南針的歷史、掌握指南針的使用方法。可見(jiàn)這兩門學(xué)科在教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)上存在一定的關(guān)聯(lián)性和一致性。因此，在具體教學(xué)時(shí)，教師可以將科學(xué)學(xué)科中“指南針”的知識(shí)引入數(shù)學(xué)課堂，為學(xué)生介紹指南針的歷史，并教會(huì)學(xué)生如何利用指南針來(lái)判斷方向，從而為學(xué)生辨認(rèn)東、西、南、北四個(gè)方向提供幫助，促進(jìn)其空間觀念的發(fā)展。

（三）創(chuàng)設(shè)科學(xué)情境，激發(fā)數(shù)學(xué)興趣

通過(guò)分析數(shù)學(xué)教材可知，許多數(shù)學(xué)題目都是在科學(xué)背景下提出的。創(chuàng)設(shè)科學(xué)背景下的數(shù)學(xué)問(wèn)題情境不僅能提升學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，開(kāi)闊他們的視野，還能增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的信心，同時(shí)能培養(yǎng)他們求真務(wù)實(shí)、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度[7]。

以小學(xué)數(shù)學(xué)“數(shù)據(jù)的處理”中“扇形統(tǒng)計(jì)圖”的教學(xué)為例。教師可以巧妙地創(chuàng)設(shè)一個(gè)“節(jié)約用水”的科學(xué)情境。在課堂上，教師可為學(xué)生提供學(xué)校或家庭的日常用水?dāng)?shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生用扇形統(tǒng)計(jì)圖進(jìn)行展示。在此過(guò)程中，教師可從“節(jié)約用水”這一主題出發(fā)，為學(xué)生拓展科學(xué)學(xué)科中“水和空氣很重要”的內(nèi)容，講解水和空氣對(duì)人們生活的影響，并通過(guò)多媒體設(shè)備展示生活中水資源被浪費(fèi)的情景，以及各地缺水的現(xiàn)狀，從而培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約水資源的意識(shí)。在此基礎(chǔ)上，教師可布置實(shí)踐調(diào)查任務(wù)，讓學(xué)生調(diào)查自己家中最近一周的用水情況，包括用量、用途等，并以扇形統(tǒng)計(jì)圖的方式來(lái)呈現(xiàn)調(diào)查結(jié)果。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生會(huì)積極投入實(shí)踐任務(wù)調(diào)查之中。此舉既克服了傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)的枯燥性、單一性，豐富了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，又能讓學(xué)生通過(guò)完成實(shí)踐任務(wù)鍛煉調(diào)查能力、數(shù)學(xué)分析能力、統(tǒng)計(jì)圖應(yīng)用能力，對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展具有積極意義。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)調(diào)查生活用水情況，還可以直觀地了解生活中不當(dāng)?shù)挠盟?xí)慣，這對(duì)學(xué)生節(jié)約用水意識(shí)的培養(yǎng)也具有積極意義。這種跨學(xué)科的教學(xué)方式能夠讓學(xué)生深刻體會(huì)到數(shù)學(xué)與科學(xué)的緊密聯(lián)系，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)是解釋世界、解決問(wèn)題的重要工具。在這樣的教學(xué)氛圍中，學(xué)生的綜合素質(zhì)能得到全面提升，從而為未來(lái)的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（四）結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)，提升探究能力

小學(xué)數(shù)學(xué)教材中包含了大量與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的內(nèi)容[8。教師在教學(xué)中應(yīng)以學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景為基礎(chǔ)，通過(guò)開(kāi)展富有趣味性、探索性和實(shí)踐性的綜合活動(dòng)，將科學(xué)實(shí)驗(yàn)引入課堂，與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合。這樣，學(xué)生在參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，感受數(shù)學(xué)的趣味性和實(shí)用性，從而增強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí)。

以小學(xué)數(shù)學(xué)“長(zhǎng)方體（二）”中“體積和容積”的教學(xué)為例。為了強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“體積”含義的理解，教師可以在課堂上融入簡(jiǎn)單的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。教師可提前準(zhǔn)備好量筒和清水，然后在課堂上將清水裝入量筒，引導(dǎo)學(xué)生觀察量筒內(nèi)的液面高度，同時(shí)做好記錄。之后，教師可拿出提前準(zhǔn)備好的橡皮泥，將橡皮泥捏成長(zhǎng)方體形狀，再以細(xì)線系住置入量筒內(nèi)。此時(shí)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)液面高度上升了。于是，教師讓學(xué)生計(jì)算液面上升的高度，并給予學(xué)生引導(dǎo)，讓他們明白液面上升的部分就是橡皮泥排開(kāi)的水的容積，同時(shí)也是橡皮泥的體積。這樣的教學(xué)方式能夠讓學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的輔助下更充分地理解和掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，同時(shí)能通過(guò)親身探究數(shù)學(xué)知識(shí)的過(guò)程，培養(yǎng)他們的合作精神和探究能力，為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，數(shù)學(xué)與科學(xué)之間有著極為密切的聯(lián)系，通過(guò)對(duì)這兩個(gè)學(xué)科開(kāi)展跨學(xué)科教學(xué)，有利于提高教學(xué)效果，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升理解能力與思維應(yīng)變能力，從而為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，教師可在數(shù)學(xué)課堂上通過(guò)引入科學(xué)知識(shí)、創(chuàng)設(shè)科學(xué)情境、開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)等措施來(lái)有效實(shí)施跨學(xué)科教學(xué)。在未來(lái)的教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)繼續(xù)探索數(shù)學(xué)與科學(xué)教學(xué)的跨學(xué)科教學(xué)方式，不斷優(yōu)化教學(xué)策略，以滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

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作者簡(jiǎn)介：余晶晶（1988.9-），女，福建仙游人，任教于鯉城區(qū)新步實(shí)驗(yàn)小學(xué)，一級(jí)教師，本科學(xué)歷，鯉城區(qū)骨干教師、鯉城區(qū)教壇新秀。