小學(xué)科學(xué)教學(xué)中融合數(shù)學(xué)知識(shí)的探索與實(shí)踐

張雪

[摘? ? 要]小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)相互依存、相輔相成，卻在教學(xué)中彼此“割裂”?！读x務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》為小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)走向融合提供了新的契機(jī)。依托科學(xué)課程，融合數(shù)學(xué)知識(shí)，讓科學(xué)探究在豐富的數(shù)學(xué)工具的支撐下生動(dòng)地進(jìn)行，這樣的體驗(yàn)讓科學(xué)課價(jià)值倍增，同時(shí)也對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)與應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行了鞏固。基于此，本文對(duì)科學(xué)與數(shù)學(xué)融合的必要性、可行性，數(shù)科融合存在的問題與阻礙，數(shù)科融合的有效策略做出了相關(guān)的分析與總結(jié)，希望通過對(duì)科學(xué)與數(shù)學(xué)的融合探究促進(jìn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)課程；數(shù)學(xué)課程；融合教學(xué)；跨學(xué)科學(xué)習(xí)

數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)科學(xué)，科學(xué)的性質(zhì)就是歸納與演繹，而數(shù)學(xué)就是歸納與演繹的工具，為科學(xué)數(shù)據(jù)的分析提供了有力的保障。在科學(xué)學(xué)習(xí)中離不開數(shù)學(xué)學(xué)科的幫助，數(shù)學(xué)工具的靈活應(yīng)用對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)具有重要作用。

一、數(shù)科融合，必要可行

（一）新課改的具體要求

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“科學(xué)新課標(biāo)”）在課程性質(zhì)上強(qiáng)調(diào)了義務(wù)教育科學(xué)課程是一門體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程。在課程理念上強(qiáng)調(diào)要理解跨學(xué)科概念，并應(yīng)用于真實(shí)情境。在課程實(shí)施上建議關(guān)注知識(shí)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，促進(jìn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化，改變碎片化、割裂式的教學(xué)傾向，評(píng)價(jià)原則也體現(xiàn)跨學(xué)科融合等，體現(xiàn)評(píng)價(jià)的綜合性。

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“數(shù)學(xué)新課標(biāo)”）強(qiáng)調(diào)課程目標(biāo)是以學(xué)生發(fā)展為本，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的。這樣的目標(biāo)讓學(xué)生體會(huì)到數(shù)學(xué)知識(shí)之間、數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間、數(shù)學(xué)與科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生活之間的密切聯(lián)系。數(shù)學(xué)新課標(biāo)還在“綜合與實(shí)踐”領(lǐng)域兼顧了跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

（二）教學(xué)知識(shí)的相互滲透

科學(xué)教學(xué)和數(shù)學(xué)教學(xué)是一種不分主次的良好意義上相互促進(jìn)的關(guān)系。以教科版小學(xué)科學(xué)教材和蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材為例，筆者發(fā)現(xiàn)這兩門課內(nèi)容上有很多相通之處，教學(xué)上可以相互促進(jìn)。例如，在小學(xué)一、二年級(jí)科學(xué)學(xué)習(xí)中（如表1），運(yùn)用到“比一比”“分一分”“認(rèn)識(shí)方向”等數(shù)學(xué)知識(shí)，因此在小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)開展相互融合的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)是豐富教學(xué)策略的必要途徑。

“跨學(xué)科學(xué)習(xí)”雖然是在《義務(wù)教育課程方案（2022 年版）》 提出的“新概念”，但是追其本質(zhì)，我們已有研究性學(xué)習(xí)、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)、學(xué)科實(shí)踐、問題解決等都具有跨學(xué)科性質(zhì)，具有實(shí)踐性和綜合性。因此，在基礎(chǔ)教育課程改革大背景下跨學(xué)科學(xué)習(xí)十分必要，對(duì)于小學(xué)科學(xué)課程融合數(shù)學(xué)知識(shí)的研究頗有價(jià)值，數(shù)科融合，使小學(xué)數(shù)學(xué)更好地成為小學(xué)科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的邏輯推理工具，保證了科學(xué)研究的可靠性。

二、發(fā)現(xiàn)問題，推進(jìn)融合

（一）兩科進(jìn)度問題

筆者在小學(xué)科學(xué)教學(xué)工作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)講到某一科學(xué)知識(shí)需要用到數(shù)學(xué)知識(shí)作為工具解決時(shí)，學(xué)生有時(shí)候會(huì)感到疑惑，經(jīng)筆者調(diào)查并進(jìn)行兩科教材知識(shí)的比對(duì)發(fā)現(xiàn)，教科版小學(xué)科學(xué)與蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)進(jìn)度基本一致，但依然有些數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)“滯后”于小學(xué)科學(xué)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)時(shí)，對(duì)于相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)不理解。例如在科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)“水結(jié)冰了”一課需要用到數(shù)學(xué)中負(fù)數(shù)的知識(shí)，但是關(guān)于負(fù)數(shù)的初步認(rèn)識(shí)是在數(shù)學(xué)五年級(jí)上冊(cè)才學(xué)習(xí)。

（二）課時(shí)長(zhǎng)短問題

在小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)中，數(shù)學(xué)知識(shí)作為一種學(xué)習(xí)工具必不可少，根據(jù)表1分析，數(shù)科兩科學(xué)習(xí)中，相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)進(jìn)度不一致，有時(shí)需要適當(dāng)延長(zhǎng)課時(shí)進(jìn)行兩科融合，方便學(xué)生掌握學(xué)習(xí)工具，使學(xué)生有足夠的時(shí)間去系統(tǒng)、條理地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，并將其原理掌握，解決科學(xué)問題。

（三）融合節(jié)點(diǎn)問題

因?yàn)榇嬖趦煽七M(jìn)度不一的問題，科學(xué)教師在進(jìn)行授課時(shí)要結(jié)合所授內(nèi)容，考慮何時(shí)將兩科進(jìn)行融合，使課程順利進(jìn)行，是在課前進(jìn)行融合，還是課中、課后？這是進(jìn)行數(shù)科融合面臨的一個(gè)問題。

（四）教師教研問題

科學(xué)與數(shù)學(xué)雖然具有相關(guān)性，兩科互補(bǔ)互助，但受傳統(tǒng)教學(xué)的影響，小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)老師基本都是分開教研，科學(xué)教師難以把握數(shù)學(xué)知識(shí)的傳授，數(shù)學(xué)老師也難以用數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)科學(xué)實(shí)踐，對(duì)學(xué)科融合教學(xué)不利。

（五）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)問題

科學(xué)新課改評(píng)價(jià)建議中，倡導(dǎo)跨學(xué)科融合、校內(nèi)外結(jié)合，體現(xiàn)評(píng)價(jià)的綜合性、增值性及過程性。在平時(shí)教學(xué)時(shí)科學(xué)與數(shù)學(xué)往往是分開教學(xué)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)各成一系，要進(jìn)行數(shù)科跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，必須為兩科的學(xué)習(xí)制定融合性評(píng)價(jià)體系。

三、實(shí)施策略，深度融合

（一）協(xié)調(diào)兩科學(xué)習(xí)進(jìn)度

根據(jù)學(xué)情與教材分析，統(tǒng)一整合數(shù)學(xué)知識(shí)。例如，數(shù)學(xué)三年級(jí)上冊(cè)學(xué)習(xí)“千克和克”，四年級(jí)上冊(cè)學(xué)習(xí)“升和毫升”，這樣的單位都會(huì)在一、二年級(jí)涉及。因此，筆者認(rèn)為數(shù)學(xué)教師也要根據(jù)科學(xué)課程的安排進(jìn)行靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，為科學(xué)探究過程中所需的數(shù)學(xué)技能奠定基礎(chǔ)。又如表2，小學(xué)科學(xué)課程從三年級(jí)開始，便注重學(xué)生的統(tǒng)計(jì)與分析、歸納與整理思維能力的發(fā)展，經(jīng)常用到數(shù)學(xué)知識(shí)“統(tǒng)計(jì)表和統(tǒng)計(jì)圖”的相關(guān)知識(shí)，因此對(duì)于數(shù)學(xué)中的統(tǒng)計(jì)表統(tǒng)計(jì)圖相關(guān)知識(shí)可根據(jù)學(xué)段的實(shí)際需求進(jìn)行整合，提前滲透，融入科學(xué)課程。

（二）適當(dāng)調(diào)整課時(shí)長(zhǎng)短

調(diào)整課時(shí)長(zhǎng)短要以教學(xué)資源有效整合為基礎(chǔ)，以學(xué)段學(xué)情為前提，對(duì)于簡(jiǎn)單知識(shí)的融合可采用40～45分鐘的“小課時(shí)”進(jìn)行兩門課的融合實(shí)踐教學(xué)，達(dá)到高效快捷的效果。而對(duì)于復(fù)雜知識(shí)的融合可采用60分鐘的“大課時(shí)”進(jìn)行兩門課的融合實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間系統(tǒng)地學(xué)習(xí)知識(shí)，并將其理解掌握。

（三）合理安排融合節(jié)點(diǎn)

筆者認(rèn)為，兩科融合的前提下要避免混淆兩門課程的知識(shí)點(diǎn)，這對(duì)選擇融合的時(shí)間地點(diǎn)有較高的要求，對(duì)于簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用，可以在課前融合，如數(shù)學(xué)單位的應(yīng)用，在課前講授，教學(xué)便捷高效。對(duì)于數(shù)據(jù)的收集、歸納整理等知識(shí)的應(yīng)用，可以選擇在課中融合，如小學(xué)科學(xué)《讓小車運(yùn)動(dòng)起來》等需要收集數(shù)據(jù)、選擇數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)探究課，在課中融入數(shù)學(xué)知識(shí)中位數(shù)、平均數(shù)、眾位數(shù)等的滲透，來解決實(shí)際的科學(xué)問題。

（四）集體教研協(xié)作教學(xué)

教學(xué)中，要想兩門學(xué)科有效融合，僅憑一科教師的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要兩科老師致力合作，在教研時(shí)互相滲透教學(xué)目標(biāo)、整合教學(xué)內(nèi)容、探究實(shí)踐活動(dòng)。當(dāng)科學(xué)課程與數(shù)學(xué)知識(shí)融合后，教師首要的工作內(nèi)容就是設(shè)計(jì)相通的教學(xué)目標(biāo)，將兩門學(xué)科互通的內(nèi)容串聯(lián)起來。例如，一年級(jí)上冊(cè)科學(xué)課程“在觀察中比較”要求學(xué)生能從多種角度觀察和比較物體，嘗試用排序的方式來描述和記錄觀察的結(jié)果，那么可以參考一年級(jí)上冊(cè)數(shù)學(xué)課程“比一比”中的內(nèi)容，在比恐龍大小時(shí)，回顧數(shù)學(xué)中比一比方法，比較恐龍的長(zhǎng)短、高矮，并進(jìn)行排序。

（五）應(yīng)用適當(dāng)?shù)恼n堂評(píng)價(jià)

建立適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)評(píng)價(jià)，是科學(xué)與數(shù)學(xué)課程相關(guān)性教學(xué)實(shí)施的保證。在課堂中，注重在評(píng)價(jià)的過程中融入學(xué)科相關(guān)性，借助評(píng)價(jià)的調(diào)控、激勵(lì)功能，激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的追求。例如，鼓勵(lì)他們正確使用科學(xué)儀器獲取數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)，鼓勵(lì)他們?cè)诳茖W(xué)中數(shù)學(xué)方法的正確使用。同時(shí)制定評(píng)價(jià)時(shí)關(guān)于科學(xué)與數(shù)學(xué)融合的部分要制定融合性評(píng)價(jià)，包括學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)、師生互評(píng)等，如在自評(píng)中：這節(jié)課我學(xué)會(huì)了……還有……沒有理解掌握，根據(jù)評(píng)價(jià)教師可以掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，如果關(guān)于融合的知識(shí)點(diǎn)沒有掌握好，教師可以在各自的課堂進(jìn)行補(bǔ)充。

四、雙雙融合，提升價(jià)值

（一）實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程價(jià)值的倍增

在小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)中融合數(shù)學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生掌握探究實(shí)踐的工具，就彷佛戰(zhàn)士上戰(zhàn)場(chǎng)有了武器，一節(jié)課中，既學(xué)習(xí)了有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)，也實(shí)現(xiàn)了科學(xué)探究的生動(dòng)化體驗(yàn)，讓科學(xué)課價(jià)值倍增，實(shí)驗(yàn)讓數(shù)學(xué)更加立體，而數(shù)學(xué)也讓科學(xué)得到倚靠。

（二）提高解決科學(xué)實(shí)踐問題的能力

當(dāng)科學(xué)課程融合了數(shù)學(xué)知識(shí)，學(xué)生能夠合理應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)，準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)，發(fā)展數(shù)學(xué)思維，解決科學(xué)問題，使其能夠通過科學(xué)現(xiàn)象思考數(shù)學(xué)，通過數(shù)學(xué)理論解決科學(xué)問題，這就能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維，提高解決科學(xué)實(shí)踐問題的能力。

（三）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣意識(shí)

在通常情況下，在學(xué)習(xí)科學(xué)或數(shù)學(xué)課程時(shí)僅能接觸符合學(xué)科專業(yè)的內(nèi)容，鮮有機(jī)會(huì)接觸其他學(xué)科的內(nèi)容，這會(huì)慢慢地形成較為枯燥的學(xué)習(xí)過程。而在將科學(xué)課程與數(shù)學(xué)知識(shí)融合后，可以互通兩門課程的內(nèi)容，提升小學(xué)生的求知欲，激發(fā)他們的興趣意識(shí)。

由于科學(xué)和數(shù)學(xué)課程在本質(zhì)上存在一定的聯(lián)系，所以在教學(xué)過程中常?？梢钥吹奖舜说摹吧碛啊?，這就要求教師充分運(yùn)用該種特殊優(yōu)勢(shì)，不斷融合這兩門學(xué)科的理論知識(shí)作為資源補(bǔ)充到課堂教學(xué)中。一方面有助于提高課堂教學(xué)質(zhì)量；另一方面會(huì)促進(jìn)學(xué)生勤于思考、積極探究，從而達(dá)到深度學(xué)習(xí)的效果，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：呂研）