跨學科視角下小學數學與科學深度融合教學策略研究

隨著教育改革不斷深化，跨學科融合教學逐漸成為小學學科教學的重要手段。“加強教學內容整合，注重教學方法改革”是《義務教育科學課程標準（2022年版）》針對“課程實施”提出的教學建議，也為數學與科學的融合教學指明了方向。數學是科學的語言，科學則為數學的應用提供了廣闊的空間。為了有效構建數學與科學融合教學的課堂，為課堂賦能、為教學提質，教師需要高效整合知識、拓展教學思路，讓學生從科學生活中汲取數學知識，并借助數學知識探索科學生活。

一、跨學科融合教學策略設計原則

（一）學生中心原則

學生中心原則是跨學科融合教學的核心要素[2]。跨學科教學強調不同學科間的知識拆解與重組，單一學科教師能夠為學生提供某一學科的知識，而該學科與其他學科的融合過程需要學生自主探索和學習，從而彰顯學生在學習中的主體地位。

（二）知識整合原則

跨學科學習注重不同學科知識的有效整合。因為不是所有的知識都適合開展跨學科教學，所以教師不能簡單地在數學教學中加入科學的內容。根據知識整合原則，教師需要先深度解讀數學教材，尋找與科學知識緊密相關的內容，再圍繞這些內容確定一個主題或者教學單元，從而設計具體的學習探究活動[]。在小學階段，某一主題的數學知識往往零散分布在不同年級的教材中，教師需要有效整合這些零散的知識，并引導學生從實際操作和生活經驗中獲取知識，讓學生形成自己的知識結構網絡。

（三）真實情境原則

在小學階段，科學課程的內容大多與生活有關。教師應注重引領學生探索真實的世界，讓學生通過生活實踐形成對科學概念、定律和理論等的認知。因此，教師需要立足生活，借助真實情境開展教學活動，讓學生在真實情境中觀察、測量、計算，逐漸使他們形成正確的科學觀念，豐富他們的科學知識，同時鞏固他們的數學知識與技能。

二、小學數學與科學深度融合教學的意義

（一）促進知識整合與遷移

在小學階段，學生需要學習的數學知識繁多，教材內容較為分散，難以構成體系，一些知識需要學生綜合多年所學知識才能夠構建系統的知識框架。學科深度融合教學能夠使學生系統學習某一知識點，逐步探索問題的本質，從而加深對知識的理解。教師可通過引入科學問題，深化學生對數學知識的理解。例如，與統計相關的知識分散在三至五年級數學教材的多個單元中，教師可引入科學測量問題，開展體系化的教學活動，讓學生利用數學統計知識解決科學測量問題。同時，數學知識也可遷移到科學課程中，如教師可借助氣溫的統計、降水量的統計等知識，深化學生對氣候知識的理解。可見，為了實現不同學科知識的整合與遷移，教師應重視對知識的整合與遷移。

（二）提升學習興趣與動力

對小學階段的學生而言，數學是一門具有挑戰性的學科，其知識掌握的難度較大，對學生的思維能力要求較高，也是一門需要通過大量練習才能夠熟練掌握的學科。這容易使學生認為數學是一門枯燥、乏味的學科，甚至部分學生可能會對數學產生畏難情緒。而科學課程包含豐富的實驗，其學科知識與學生的生活息息相關，能夠有效激發他們的探索興趣。科學的融入能使數學課堂更具趣味性，而數學知識又能幫助學生更好地觀察和分析科學現象。可見，數學與科學深度融合教學能夠激發學生的學習興趣和動力，引領他們自主探索與學習。

（三）培養創新能力和素養

在小學階段，數學能夠有效培養學生的邏輯思維能力，而科學能夠培養學生勇于探索的精神，讓他們學會用實踐驗證真理。小學生充滿想象力和創造力。數學與科學融合，能夠使學生在解決問題的過程中，嘗試各種新的思路和想法。對小學生而言，這種融合不同學科的教學方式，能夠使他們學會如何用科學的方法來思考問題和解決問題，進而提升創新能力。

三、小學數學與科學深度融合教學的策略

（一）構建生活化教學情境，激發學生探索興趣

教育是一個社會生活的過程，學習則是其中一個與情境緊密相關的環節。高質量的教育應能夠激活學生的思維，而生活情境能喚醒學生的思維，讓他們“從做中學”。小學生的生活經驗與閱歷有限，因此他們看待事物的角度和思維會比較單一，這會制約他們對數學知識的認知。對此，教師應將校內學習與校外學習串聯起來，將數學與科學相融合，構建生活化教學情境，讓學生從生活中認識數學、驗證數學，并從數學的角度來看待生活、認識生活。

例如，在“認識方向”的數學課堂上，教師可結合科學課程內容“天空中的星體”和“玩磁鐵”，構建生活化教學情境。具體而言，教師可利用日升月落的自然現象來幫助學生認識東、西方向，再根據磁鐵的兩極來認識南、北方向。學生通過課堂學習基本認識東、西、南、北4個方向后，教師可結合“天空中的星體”，帶領他們去辨認星座，如獵戶座、仙女座、天鵝座等。這些星座特征明顯，會在不同的季節處于天空的不同方位，有助于學生清晰辨認。值得注意的是，小學生往往對太空充滿好奇，因此教師可引導學生在晴朗的夜空下尋找星座、判斷方位，鼓勵他們拍照記錄，并與同學分享。如此一來，學生能夠在生活中認識不同的星座，同時在玩樂中熟練掌握辨別方位的方法。可見，生活化教學情境能夠啟迪學生智慧、拓寬學生視野，讓學生在廣闊的天地中自由探索。

（二）設計跨界實驗方案，提升學生跨學科素養

人類的智能是多元化的，包括數學邏輯智能、空間智能、自然觀察智能、語言智能等。在小學數學與科學融合教學的課堂中，教師可通過設計跨界實驗方案，讓學生充分調動多種感官，運用多元智能參與實踐，進而鍛煉和培養他們的跨界整合能力。同時，學生可在與環境互動的過程中，不斷豐富自己的認知，構建自己的知識體系。在數學課堂融入跨界實驗，不僅能夠豐富數學課堂教學的內容，活躍課堂氛圍，還能夠讓學生在切身參與實驗的過程中加深對知識的理解，主動學習新知，提升跨學科素養。

例如，在“統計表和條形統計圖”的數學課堂上，教師可結合科學課程內容“觀測天氣”，設計具有趣味性與連續性的實驗方案。首先，教師可讓學生每天記錄早上和晚上的氣溫情況，并將其用圖表的形式表示出來。然后，教師可引導學生對比早晚溫度變化的情況，讓學生根據數據進行分析和總結。最后，教師可鼓勵學生自主設計實驗，如有學生記錄每天太陽升起和落下的時間，也有學生連續測量自己一周早晨體溫的變化情況。學生通過自主設計實驗方案，不斷增強創造力和想象力，并學會自主尋找新知。如此一來，學生能夠充分感知跨界實驗中蘊含的豐富知識，并逐漸形成跨學科學習的能力。可見，設計跨界實驗方案是提升學生跨學科素養的有效方法。

（三）開展動手操作實驗，培養學生實踐精神

開展動手操作是對學生實驗猜想或學習成果的驗證，學生能夠在操作實驗中鍛煉自身的動手能力和解決問題的能力。此外，測量、采集、統計數據的過程，能夠有效培養學生的觀察能力和統計分析能力。

例如，在“折線統計圖”的數學課堂上，教師可結合科學課程內容“植物的一生”，設計與實施動手操作實驗。在講解折線統計圖的相關知識后，教師可為每名學生發一顆種子，但不告知學生這是哪一種植物的種子。當植物開花結果時，學生才能夠知道自己所種植的是哪一種植物。教師要求學生觀察植物“發芽一長大一開花一結果”的過程，測量與記錄植物每天生長的高度，并根據所記錄的數據繪制折線統計圖。在此過程中，教師要求學生精確測量，盡可能保證數據的準確性。這樣的實驗設計能夠有效激發學生的實驗興趣和學習動力，在進行測量、記錄和繪制統計圖時也會格外用心。如此一來，學生需要靈活運用數學知識，如測量、統計、運算等，以獲得精確的實驗結果，保證科學實驗順利完成，他們在實驗中積累測量和統計知識，逐漸養成科學精神與實踐精神。此外，在每日呵護的植物開花結果后，學生會收獲極大的成就感和滿足感。

（四）組織成果展示交流會，深化學生數學學習

在科學實驗中，為了拓展學生學習數學的深度，在動手操作實驗結束后，教師可組織學生參與成果展示交流活動，為學生搭建自我展示的平臺，加深他們對數學和科學知識的理解。學生能夠通過分析實驗數據、闡述實驗過程，發現自己的不足之處，并自主探索改進和優化的方法。

例如，在結合科學課程內容“植物的一生”開展動手操作實驗后，教師可組織成果展示交流會。在成果展示交流會中，學生帶著自己種植的植物進行展示。在展示過程中，學生可通過PPT呈現自己繪制的統計圖表，并與大家分享自已種植、觀察、記錄的經歷。值得注意的是，有的學生未能成功完成種植，教師則需要鼓勵他們提出自己在種植過程中遇到的問題，并引導其通過小組討論來尋找解決方案。這樣的成果展示交流會，不僅能提升學生的語言表達能力，還能讓學生通過分析與反思，進一步掌握數學知識，學會運用統計圖表來實現數據的可視化，從而更好地理解事物發展規律。此外，教師應為學生提供具有針對性的建議，幫助他們及時發現并糾正實驗中的錯誤，助力其進步與成長。

（五）回歸生活實踐應用，促進知識遷移融合

生活是科學與數學的起點，也是科學與數學的歸宿[4]。學校教育應擔負起讓課程回歸生活的職責，為學生素養和能力的發展打下堅實基礎。在通過課堂學習掌握知識與技能后，學生應在生活中運用這些知識和技能解決實際問題，從而實現“學以致用”，促進知識的遷移與融合。教師應注重讓教育回歸生活本源，促使學生從知識學習走向生活體驗。

數學與科學的融合能夠體現在日常生活的方方面面，教師可讓學生在掌握具體知識的基礎上，自主解決各種各樣的生活問題。例如，當學生掌握長度和距離的測量方法后，教師可引導學生測量學校操場跑道的長度，或是從家到學校的距離；當學生認識元、角、分后，教師可引導學生在購物結算前計算商品的總價格；當學生能夠辨別方向、繪制統計圖表后，教師可引導學生制訂合理的假期旅行路線；等等。如此一來，學生能夠對數學知識產生深刻理解，同時能夠在知識遷移的過程中豐富生活經驗。可見，回歸生活實踐應用有助于培養學生的數學素養和綜合能力，促進學生全面發展。

結語

綜上所述，小學數學與科學的深度融合是提升學生綜合素養的有效途徑。在跨學科視角下，為了實現小學數學與科學課程的深度融合，教師需要提升自身的能力和素養，將自己打造成兼容數學與科學知識的復合型教師，并通過生活化教學情境、跨界實驗、動手操作、成果展示交流會、生活實踐應用等策略，開展數學與科學深度融合教學，從而促進學生全面進步與成長。

【參考文獻】

[1］伍麗珍.小學數學與科學學科融合的實踐探索［J].讀·寫·算，2024（27）：75-77.

[2]胡慶春.小學數學與小學科學的有效融合[J].教育，2024（7）：75-77.

[3」潘香君.小學數學跨學科主題學習的系統設計與實施［J].教學與管理，2024（17）：52-55.

［4］陳家銘.基于跨學科主題學習實現小學科學與數學的完美融合［J].小學生（下旬刊），2024（7）：100-102.