推动学科融合将科学知识引入数学教学

◇汪良梅（福建：泉州市泉港区第三实验小学）

在新课程改革的背景下，学科融合成为学科发展的主要趋势，也成了探索创新教学实践的重要途径。科学知识为数学教学提供了值得研究的有趣的问题，数学为科学提供了有力的数据分析工具。在小学阶段，数学与科学这两个学科之间互为关联，水乳交融。因此，数学教师应顺应学科融合的教育趋势，积极探究、优化在教学中融入科学知识的教学模式，坚持以生为本、资源共享，促进学生数学核心素养的发展。

一、利用科学知识激发学生数学学习兴趣

在新课程标准的指导下，学生是教学的主体，而充分调动学生主动性和积极性，让每个学生都参与探索学习，享受成功的喜悦，是教学的重要任务。教师将科学知识融入小学数学，能够为数学打开一扇大门，让数学知识以更加生动有趣的形式展现出来，从而吸引学生的注意力，激发学生的探索兴趣。基于此，在小学数学教学实践中，教师应深入研究科学与数学课程之间的融合点，设计令学生感兴趣的探索活动，让学生在积极的情感体验中发现知识、提升素养。

如，在整合了科学知识与数学知识后，教师以“神奇的纸”为主题引导学生探究学习。课堂教学开始，教师开门见山，引导出纸的特点和用途，让学生通过观察瓦楞纸的形状，发现瓦楞纸侧面的一小部分像一个个三角形，连在一起是锯齿状，并点名学生在黑板上画出它的形状。接下来，设计探究任务，引导学生通过亲身体验来了解瓦楞纸的弹性、隔热效果和承重力。在活动中，教师指导学生结合数学的统计来分析瓦楞纸的特性，进而根据这些知识来解决实际问题，体会科学知识、数学知识的应用价值。最后，教师要求学生把纸放在水里，并适时提出问题：怎样才能做到纸放在水里不被打湿？然后要求学生带着问题在课下探究。这样的教学设计既有科学知识，即对客观事件的观察、解释和应用；又有数学目标，即对客观事件定性与定量的分析。科学与数学知识的融合十分恰当也十分有趣，学生通过亲身体验激发了探究兴趣，同时在教师的引导下一步步计算，在探究科学知识的同时深入理解运用数学知识。

教师将学生分成不同的小组，提供相应的学具，要求学生开放讨论，实践操作，通过拼一拼、比一比、画一画、估一估、量一量等活动来完成任务，探索周长的意义。在这一过程中，学生经历提出问题、猜想、验证、得出结论等一系列过程，教师要在每一个环节都对学生进行及时引导，让学生不仅能够探索数学知识，更能够理解这一思考过程的科学价值，从而提高思维的逻辑性。

在科学知识融入小学数学的过程中，教学的关键是激励和唤醒。核心素养的培养需要学生的自主参与，教师不仅仅要培养学生的知识和技能，以及解决问题的能力和创新思维能力，更要唤醒他们的兴趣，让他们乐于用数学的眼光观察世界，用数学的思维分析世界，用数学的语言表达世界。只有这样，学生才能在学科融合中实现全面发展。

二、利用科学知识引导学生展开数学实验

在小学数学教学中，设计实验活动能有效激发学生的探究学习热情，培养学生的数学核心素养。在科学课程中学生会参与一些实验探索，而其中积累的知识和经验自然也为学生的数学实验奠定了基础。因此，在小学数学实验指导中，教师应有意识地将科学知识与数学探究相结合，为学生从问题入手，经历猜测→实验→结论的过程，在科学探索发现中深入数学学习。

例如，在教学“升与毫升”相关知识的过程中，教师有意识地引入科学课程中关于“测量体积”的相关实验内容，引导学生回顾、类比科学实验知识，完成对容量单位的探究。具体地说：第一，设计问题，引出实验。教师展示两瓶饮料，并提出问题：我们在日常生活中常喝饮料。那么你知道老师手中这两瓶饮料，哪个多一些，哪个少一些？你是怎样知道的？学生通过观察、猜测得出结论，教师继续提问：你的结论真的准确吗？如果想要进一步探究，我们应该怎么办？通过问题教师引出探索“升和毫升”相关知识的实验。第二，展开实验，引导探究。教师出示两杯不同颜色的水（高度不一样），并请学生仔细观察，说一说哪一杯水多。学生通过观察给出答案。教师再出示两个大小不同的杯子，继续提问：哪一杯装水多。学生通过肉眼观察进行猜测，得出的答案并不统一，教师借机引导学生思考：有什么好办法来准确判断、比较哪个杯子里的水更多？学生合作讨论、动手操作，并给出了不同的实验方案。有的学生把两个杯子放在一起比较；有的学生把一个杯子装满水，再倒入另一个杯子里，观察水能否装满另一个杯子；有的学生把两个杯子都倒满水，然后再分别倒进两个一样大的杯子里，观察水在杯子中的高度。教师对学生的实验方案给予了充分肯定，并在此基础上给出结论：杯子装的水多，我们就说这个杯子的容量大。第三，继续实验，认识升和毫升。教师出示两个高度一样、装着水的高度也一样，但粗细不同的两个瓶子（用不同颜色加以区分），然后设计任务：这里还有两个瓶子。比一比，哪个瓶子装的水多？你是怎么比较的？现在以小组为单位相互讨论。学生集思广益继续设计实验方案。有的学生用一个大杯子，先把一个瓶子的水倒进去，做一个记号，然后倒出来，再把另一个瓶子的水倒进去，和刚才做的记号比较；有的学生将水分别倒进两个一样大的杯子里，再比一比哪个多；还有的学生用量杯测量出瓶里的水的体积。针对学生的实验，教师引导他们认识要想精确测量液体，就需要用到计量液体工具，而这些工具上的“l”“ml”就是容积单位，即“升”和“毫升”。最后，教师引导学生用量杯测量两个瓶子中的液体，并读出两个量杯中液面所在的刻度，记录测量结果，切实体会、理解升与毫升的意义。

这样的数学实验设计与科学知识密切相关，学生不仅可以回顾测量的相关知识，也可以回顾实验过程，进而发展科学精神，让数学探索更加严谨、客观。

三、利用科学知识促使学生拓宽探究范围

科学知识在小学数学教学中的融合能拓宽学生探究学习的范围，让学生回归生活、体验生活，在实践中全面发展。在新课程标准的指导下，数学教师应积极探索数学与科学的融合点，设计综合实践活动，促使学生结合科学知识探索数学，进而在思考、积累、感知中不断成长。

例如，学生在科学课程中学习了“食物中的营养”等知识之后，教师可以此为切入点设计数学综合实践活动，并以“舌尖上的数学”为主题，引导学生展开实践，通过计算、搭配等数学方法为自己制作科学菜单。在综合实践中教师对学生进行科学指导：第一，精挑细选，准备食材。教师引导学生回归生活，结合自己所学的科学知识以及向家长学习的营养知识，选择各类食材，为制作菜肴做好全面准备。教师创设生动有趣的课堂情境，激发学生学习兴趣，引起思考，鼓励学生积极发言，分享自己喜欢的菜肴，说一说这些菜肴的营养。第二，构建展示空间，引导读算思辩。教师通过引导学生阅读素材、观察计算、动手操作、小组交流、猜想争辩等数学活动，营造活跃的数学课堂氛围，让学生的思维碰撞出智慧的火花，提升其综合素养。在学生的热情中，教师展示一道道美食，并让小组之间相互品尝。针对这些美食，教师提问：如何才能吃得既营养又健康呢？这一问题引起了学生的思考，让学生认识到热量、脂肪、蛋白质等等是健康饮食必须考虑的因素。接下来，教师出示相关科普材料，其中显示“10岁左右的儿童从每餐午饭菜肴中获取的热量应不低于2926千焦，脂肪应不超过50克”等信息。基于此，教师提问：你的营养菜肴有没有实现这个标准呢？你能算一算吗？学生根据教师提供的各种食材的营养表，认真地计算着、比较着、讨论着，并用心设计着营养菜单。第三，拓展升华，渗透德育。通过科学知识与数学知识的融合，部分学生开始反思自己的饮食习惯，教师也趁机对偏胖和偏瘦的同学提出荤素搭配、合理饮食、加强锻炼的建议，进而让学生在学以致用中感受到知识的力量。最后，教师利用多媒体展示社会中存在的餐桌浪费问题，并渗透思想品德教育，让学生感受到“一粥一饭当思来之不易”的道理，让数学知识蕴涵着温情滋润学生心灵。

教学的目的不仅仅是让学生学习知识，更重要的是拓宽视野，提高素养，健全人格。在这样的教学设计中，教师将科学知识与数学知识进行综合，为学生设计探索、实践活动。体验式数学综合实践活动为学生创造了思考、积累、感知及成长的机会，让学生在体验中学习、运用科学知识及数学方法，同时也接受了情感教育和价值引导，实现了健康成长。

总之，将科学知识融入小学数学教学，对于推动学科融合，促进学生核心素养发展有着重要意义。基于此，数学教师要与科学学科的教师密切沟通，根据实际教学需要调整教材内容，让数、科的结合呈现更高的知识含金量。同时，在将科学知识融入数学学科的过程中，教师应积极面对其中遇到的新问题，进一步反思并努力推动数学和科学融合向纵深发展，在学科融合建设的道路上持续进行有益探索。