依靠科學現(xiàn)象推行數學概念教學新模式

〔摘" "要〕" 本文剖析科學現(xiàn)象與小學數學概念的關聯(lián)，以相關教育理論為基石，闡述科學現(xiàn)象在教學中直觀呈現(xiàn)概念、激發(fā)興趣與培養(yǎng)能力的作用機制。詳細探討新模式構建要素，涵蓋情境營造、活動架構與應用深化。通過精選“聲音傳播與數學距離概念”等教學案例展示實踐過程，并從知識掌握、思維提升與學習態(tài)度變化多維度進行成效評測。針對新模式推行中的師資短板與資源困境提出應對策略，旨在為小學數學教學改革提供創(chuàng)新思路與實踐參考，提升教學質量與學生綜合素養(yǎng)。

〔關鍵詞〕" 科學現(xiàn)象；數學概念教學；新模式

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）20" " 0139-03

在當今教育改革的浪潮中，國家高度重視中小學實驗教學與科學教育工作，相關政策文件如《中小學實驗教學基本目錄（2023年版）》《教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見》等相繼出臺。這些政策強調了跨學科教學、實驗實踐活動對學生素養(yǎng)提升的關鍵意義。小學數學作為基礎教育的重要基石，其概念教學面臨著創(chuàng)新與優(yōu)化的迫切需求。借助科學現(xiàn)象構建教學新模式，恰能順應政策導向，打破傳統(tǒng)數學教學的局限，將抽象概念與生動的科學現(xiàn)象相融合，開啟小學數學教學的嶄新局面，助力學生全面發(fā)展與教育目標的實現(xiàn)。

一、科學現(xiàn)象與數學概念的關聯(lián)

（一）理論溯源

教育心理學中的建構主義理論認為，學習是學生在已有經驗基礎上主動構建新知識的過程。科學現(xiàn)象作為學生生活中可感知的素材，能為小學數學概念的建構提供豐富的感性經驗。例如，學生在觀察物體的沉浮現(xiàn)象時，會運用已有的生活認知，而教師借此引入體積、密度等相關數學概念，引導學生從直觀感受逐步構建抽象的數學理解，實現(xiàn)知識的主動建構。

情境認知理論強調知識與情境的相互依存性。小學數學概念往往較為抽象，科學現(xiàn)象所創(chuàng)設的情境，如四季更替與周期循環(huán)概念的聯(lián)系，讓學生在具體情境中體驗數學概念的產生與應用，使抽象概念具象化，促進學生對數學知識的深度理解與遷移，為小學數學概念教學奠定堅實的理論基石，助力教學模式的創(chuàng)新與優(yōu)化。

（二）作用機制

科學現(xiàn)象在小學數學概念教學中具有多維度的作用機制。其一，以直觀具象化抽象。如在講解幾何圖形的對稱性時，展示蝴蝶翅膀、建筑倒影等對稱現(xiàn)象，學生能直觀地看到對稱軸兩側的對應關系，從而深刻理解對稱概念的內涵與特征，降低抽象概念的理解難度。其二，激發(fā)學習內驅力。例如在介紹“可能性”概念時，通過抽獎、拋硬幣等生活中的隨機現(xiàn)象實驗，學生的好奇心與探索欲被充分調動，主動參與到對數學概率的探究中。其三，促進思維與能力協(xié)同發(fā)展。在探究杠桿原理中的力臂與力的關系并聯(lián)系數學比例概念時，學生需觀察、分析、歸納，在這個過程中，邏輯思維、空間想象及數學建模等能力得到鍛煉與提升。科學現(xiàn)象猶如一把鑰匙，開啟了小學數學概念教學的高效之門，有效推動學生數學素養(yǎng)的全面進階。

二、數學概念教學新模式的構建要素

（一）情境營造

在情境營造方面，教師可依據教學目標與數學概念特性，精準篩選科學現(xiàn)象資源。例如在教授人教版數學二年級下冊“圖形的平移與旋轉”時，引入生活中的電梯升降、風扇葉片轉動等現(xiàn)象，將學生置身于熟悉的動態(tài)情境中，增強其直觀感受。通過多媒體展示天體運行軌跡，如地球繞太陽公轉的橢圓路徑，引導學生觀察其中的曲線特征，順勢切入橢圓概念教學。教師還可組織實地觀察活動，如帶領學生觀察校園內的建筑結構，從對稱與不對稱的布局中，引出對稱軸與對稱圖形的概念。這些情境營造方式不僅能自然地引出數學概念，還能充分調動學生的感官參與，激發(fā)其學習熱情與探究欲望，為后續(xù)深入學習數學概念筑牢基礎，使學生在科學現(xiàn)象與數學知識的交融中開啟思維之旅。

（二）活動架構

以探究性為導向設計活動，如“植物生長中的數學奧秘”活動，學生種植植物并定期測量高度，記錄數據繪制成折線圖，借此理解折線統(tǒng)計圖概念及植物生長速率變化背后的數學規(guī)律。采用項目式學習活動，如“環(huán)保小衛(wèi)士之水資源利用”，學生調研家庭用水情況，計算不同用途用水量及費用比例，運用數學知識制定節(jié)水方案，在此過程中深化百分數、比例等概念理解并增強環(huán)保意識。組織競賽式活動，如“科學現(xiàn)象中的數學挑戰(zhàn)”，給出如“滑輪組省力原理與力的比例關系”等現(xiàn)象，學生通過計算、推理競爭解答，激發(fā)學習動力，提升數學思維與應用能力，多類型活動協(xié)同構建高效教學互動架構。

（三）應用深化

在學生初步掌握基于科學現(xiàn)象構建的數學概念后，教師應引導其深化應用。一方面，開展實踐作業(yè)，例如讓學生運用幾何知識測量并計算家中家具的表面積與體積，結合物體的質量與密度科學概念，理解材料的物理特性與數學關系。另一方面，組織項目式學習，如“設計校園綠色空間”，學生需綜合運用數學的面積計算、比例分配以及植物生長所需光照、水分等科學知識，規(guī)劃校園花園的布局與植物種植方案。鼓勵學生參與科技制作活動，如利用“杠桿原理”與數學比例關系制作簡易小天平，在制作過程中精準把握力臂與重量的數學計算，進一步鞏固和拓展數學概念在科學實踐中的應用，培養(yǎng)學生解決復雜問題的能力與創(chuàng)新精神，使數學概念真正扎根于學生的知識體系并能靈活運用到實際生活與科學探索中。

三、數學概念教學實踐案例展示

（一）案例精選

以“聲音的傳播與數學距離概念”教學為例。教師首先播放一段閃電與雷聲間隔不同時長的視頻，引發(fā)學生對聲音傳播速度及距離關系的好奇。隨后，教師詳細講解聲音在空氣中的傳播速度約為340米/秒這一科學知識，并拿出簡易的聲音傳播演示裝置，通過改變發(fā)聲源與接收端的距離，讓學生直觀感受聲音傳播所需時間的變化。

在這個過程中，教師引導學生記錄不同距離下聲音傳播的時間數據，進而引入數學中的距離公式：距離=速度×時間。學生分組進行實驗，改變聲音傳播的距離，測量時間并計算。例如，當聲音傳播時間為2秒時，學生能依據公式算出聲音傳播的距離為680米。

接著，教師設置實際問題情境，如已知閃電與雷聲間隔5秒，讓學生計算雷電發(fā)生處到觀測點的距離。學生運用所學數學概念和科學知識進行解答，在解決問題的過程中，深化對距離概念的理解，包括單位換算、公式的靈活運用等。同時，教師鼓勵學生思考在不同介質中聲音傳播速度變化時，距離計算會受到何種影響，進一步拓展學生思維，提升其綜合運用知識的能力。整個教學案例通過聲音傳播這一科學現(xiàn)象，巧妙地構建并深化了數學距離概念的教學，讓學生在實踐與探究中扎實掌握知識并提升素養(yǎng)。

（二）成效評測

對于“聲音的傳播與數學距離概念”教學案例，成效評測可從多維度展開。知識掌握層面，通過課堂小測驗，考查學生對距離公式的記憶、運用以及不同情境下距離計算的準確性，如給出聲音傳播速度和時間，讓學生計算距離，或已知距離和速度，求時間等題目，統(tǒng)計正確率以評估知識理解與應用程度。

思維能力提升方面，布置開放性作業(yè)，如讓學生設計一種測量遠處建筑物距離的方法，要求運用聲音傳播原理和數學知識，并闡述思路。觀察學生方案的創(chuàng)新性、邏輯性，判斷其思維的拓展與深化程度，是否能靈活遷移知識解決實際問題。

學習態(tài)度變化可借由學生課堂參與度、主動提問次數、對后續(xù)相關拓展學習內容的興趣表現(xiàn)來評估。例如，統(tǒng)計學生在課堂討論聲音傳播與距離關系時的發(fā)言頻次和質量，觀察課后是否主動查閱資料探究聲音在其他介質中傳播的數學奧秘。還可對比教學前后學生對數學學習的熱情程度，如通過問卷調查了解學生對這種借助科學現(xiàn)象的教學方式的喜愛度與學習意愿的改變，綜合多方面全面評測教學成效。

四、依靠科學現(xiàn)象推行數學概念新模式的難點與對策

（一）師資短板與補齊

新模式推行面臨教師跨學科知識儲備不足與教學方法創(chuàng)新難的困境。許多小學數學教師科學知識體系有限，對如量子物理、基因工程等前沿科學了解甚少，難以篩選適配數學概念教學的科學現(xiàn)象。且傳統(tǒng)教學思維固化，缺乏融合科學與數學教學的創(chuàng)新設計能力。

為補齊短板，學校應開設系統(tǒng)的跨學科培訓課程，邀請科學教育專家講學，拓寬教師科學視野，如組織“科學前沿與小學數學教學”專題培訓，加深教師對科學知識的理解。鼓勵教師參與跨學科教研活動，與科學教師交流合作，共同設計教學方案，在實踐中提升創(chuàng)新能力。建立教師學習共同體，通過線上線下研討、觀摩示范教學等，促進教師分享經驗、互相學習，逐步提升教師跨學科教學素養(yǎng)，適應新模式要求。

（二）資源困境與突圍

當前，教學資源匱乏是新模式推進的一大阻礙。一方面，小學數學教材中科學現(xiàn)象與數學概念的融合案例有限，且缺乏系統(tǒng)性。另一方面，適合小學數學教學的科學實驗器材、多媒體素材等資源獲取渠道較窄，教師難以獲取高質量資源用于課堂教學。

要突破資源困境，需整合多方面資源。教師可深度挖掘教材，對現(xiàn)有科學現(xiàn)象與數學概念結合的內容進行二次開發(fā)與拓展。同時，學校應加大資源建設投入，購買與數學概念相關的科學實驗材料，如光學透鏡、簡單電路組件等。此外，充分利用網絡平臺，搜集免費的科學動畫、科普視頻等多媒體資源，并建立校內資源共享平臺，鼓勵教師上傳和下載優(yōu)質教學資源，實現(xiàn)資源的最大化利用，為新模式的順利開展提供有力保障。

本文圍繞借助科學現(xiàn)象推行數學概念教學新模式展開深入探索，具有多方面重要意義與價值。通過深入挖掘科學現(xiàn)象與小學數學概念的內在聯(lián)系，以理論為基、實踐為要，構建起系統(tǒng)的教學模式。從情境營造的巧妙引入，到活動架構的多元設計，再到應用深化的有效拓展，全方位展示了新模式的實踐路徑。教學案例與成效評測為其可行性與有效性提供了有力支撐。盡管在師資與資源方面存在挑戰(zhàn)，但相應策略為后續(xù)發(fā)展指明方向。此新模式不僅為小學數學概念教學提供創(chuàng)新范例，更有望推動教育工作者對跨學科教學的重視與實踐，助力培養(yǎng)具有綜合素養(yǎng)、能適應未來社會發(fā)展的創(chuàng)新型人才，在小學數學教育領域的持續(xù)發(fā)展進程中留下深刻印記并發(fā)揮積極引領作用。

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