小学数学与小学科学的有效融合

胡庆春 云南省昭通市镇雄县泼机镇堵密小学

进入新时代后，为贯彻落实国家素质教育理念的要求，不少教育科研工作者开始关注跨学科学习，注重通过学科融合提升教育质量。其中，小学数学与小学科学均属于自然科学的基础科目，在塑造学生理性思维、实践能力方面具有共同优势。因此，推进小学数学与小学科学的融合有其可行性。

一、小学数学与小学科学之间的学科联系

小学数学和小学科学与人们的日常生活有密切联系，且在教育内容上有诸多相通之处，将其进行融合有助于突破学科界限，为学生深层次理解学科知识拓宽渠道，提升学生的学科知识综合运用能力，进而促进学生综合素质的提高。

（一）两者在学生能力目标培养上具有共性

小学科学教学过程中涉及的测量项目繁多，包括物质的体积、质量、长度、容量，物体的状态、温度、柔韧度，运动与静止的时间等，对这些项目内容进行学习需要学生具备单位识别能力、基础运算能力、数据处理能力、逻辑推理能力以及科学思考能力等。数学作为一门工具学科，大量的应用题目有助于提高学生的数据处理能力，使学生能够形成正确的数学应用观念，并掌握处理实际问题的数学思想方法，而这些恰巧是科学探究活动开展的重要能力基础，也是小学科学教师在设计科学教学活动时需要考虑的问题。

（二）数学理性思维的形成以科学探究活动为手段

小学数学是一门科学性较强的科目，在学习的过程中除了需要学生具备基础的计算能力与数学知识外，还需要学生具备抽象思维与推理能力。这样，学生遇到问题时能够理性分析、处理、解决问题。而科学探究活动的开展需要学生仔细观察现象，对现象提出问题，进而通过观察与比较，得出正确科学的结论。科学探究这一过程有助于巩固学生在数学学习过程中所养成的数据处理能力、逻辑推理能力及科学思考能力。科学问题的自主提出、自主分析与自主解决能够培养学生的数学理性思维，还能够培养学生的动手能力，使学生形成理论与实践相结合的正确学习理念，对学生今后学习实践的开展大有裨益。由此可见，科学探究活动是学生培养数学理性思维与实践思维的重要手段。

（三）两者在课程标准和课程内容上具有一定相似性

通过分析课程标准发现，小学数学与小学科学具有许多相通之处。两门学科都注重培养学生发现问题、解决问题的实际能力，都提倡通过理论与实际相结合的方式来开展教学，在创新意识、模型思想、推理分析、应用能力方面都有着相似的指向性，同时两门学科的课程标准都明确指出要注重学生在学习过程中好奇心与求知欲的建立与保持，也就是均提倡通过数学与科学的探究与推理过程来提高学生的学习兴趣。

在课程内容上两门学科也有许多共同之处。例如，科学课中“指南针”的内容与数学课中“位置与方向”的教学内容相通；科学课中的“空气有质量吗？”与数学中的“千克和克”内容相通；科学课中的“认识固体”与数学课中“多面体”的内容相通；科学课中的“气温、降水量的统计”与数学中“条形统计图”内容相通。由此可见，小学数学与小学科学在教学内容上具有很强的关联性，两者的融合教学有助于学生巩固知识、强化知识体系，从而更好地实现优势互补，提高教学质量。

（四）在促进学生综合素质提升方面有共同效用

数学学科与科学学科的基本特点决定了两者能够从多个方面培养学生综合素质。小学数学所涉及的知识大多为基础知识与基础技能，但随着素质教育理念的持续推进，目前小学数学的知识与技能的范围与内容实现了优化与更新，更注重训练学生思维发散能力与逻辑推断能力的培养，小学科学则强调通过调动学生已有生活经验来激发其发散思维，充分调动学生动手、动脑的积极性，并且小学科学教学中合作探究式的学习方式能够大大提升学生的主体能动性，两者的能力目标均致力学生综合素质的提升。两学科的融合教学有助于打破单一学科教学的壁垒与界限，使课程资源、课程要素产生聚焦效应，促进两科目教学方式的创新与变革，进而促进学生综合素养的发展，助推国家“立德树人”素质教育目标的实现。

二、小学数学与小学科学的融合路径建议

在学科融合过程中，教师应当尽快转变教学思路，将课堂的主导权还给学生群体，重视课堂互动，同时为学生预留充分的学习、思考空间，多使用探究式、鼓励式、情境式等教学手段，塑造良好的学科融合氛围。

（一）依托数学资源普及科学知识

科学知识即生活常识，广泛存在于我们的日常生活中，在小学数学资源中也常有涉及，因此数学教师可以适当利用数学资源对相应的科学知识进行普及。这样，一方面能缓解学生学习数学的枯燥性，另一方面也能吸引学生的注意力，提高学生的听课兴趣。例如，教师可以列举一些与学生生活实际相关联的科学知识，从而在学生头脑中形成数学学科与科学学科的关联认知。具体来说，在讲解数学中的“克与千克”时，教师可以在课后向学生提出问题：“空气有质量吗？可以用克与千克进行衡量吗？”同时，教师以此问题为契机，让学生展开短时间的讨论，进而促使其提出猜想并积极验证，最后再由教师对各种问题进行总结，为学生做出讲解，介绍空气的质量属性及质量数值；在讲解“位置与方向”的相关内容时，教师可以关联科学中的“指南针的运用”，向学生提出问题：“在日常生活中，我们往往无法随时随地找到指南针，那我们还可以用什么东西来分辨东西南北呢？”由此可以引出关于太阳的方位、树木生长的方位、夜晚天上北极星的方位等较简单的科学知识。

（二）将科学实验方法引入数学课堂

科学教学活动的开展离不开实验的辅助，而将科学实验的方法运用到数学教学过程中，可以增强数学的趣味性，进而实现两学科的有效融合。例如，在数学教学中，教师往往会直接告知学生一些数学定理，并要求学生运用在推理过程中，但实际上学生对定理如何诞生并不知晓，此时教师就可以运用科学实验中的变量控制法来引导学生自行验证数学定理。这样既增强学生对定理的理解，也有助于其更好地运用定理。例如，圆具有“等长面积最大”的几何属性，此时教师就可以让学生利用相同长度的短绳先后在纸上围出不同的三角形、四边形、圆形等，然后将其用剪刀剪下来重叠进行面积对比，看哪个图形的面积最多。在这一实验中，唯一的变量就是形状的不同。此外，除了最为常用的变量控制法之外，还有科学推理法、同效转换法等，均能在数学教学过程中进行运用。由此可见，将科学实验方法引入教学课堂是一种验证数学理论、巩固数学知识的重要方式。

（三）在数学教学过程中培养学生科学思维

知识与技能的培养从本质上来说是“治标”范畴，而只有对学生的科学思维进行塑造才能达到“治本”的教育要求。为此，在数学教学过程中，教师要注重学生创新意识、发散思维、探究能力的培养，以此塑造学生的科学思维，提升学生的综合素质。其中，想象力是培养学生创新意识、发散思维、探究能力的重要前提。这就要求教师在教学过程中要有“留白意识”，在课前、课中、课后给予学生充分的时间与空间去讨论、思考、探究、验证，让学生成为教育过程的主导者，并且要鼓励学生大胆猜想，仔细论证，严谨推理，引导其形成活跃、能动、自主的思维意识与探究能力。例如，在学习“相交与平行”这部分知识时，教师可以在学习阶段末向学生提出探究问题，“两条直线不是相交就是平行”这一说法是否正确，学生可以听出这句话的表述过于绝对，但是一时之间又找不到反例，如此教师就可以让学生自行组织四人小组进行讨论，探讨在什么样的条件下此说法成立，何时又不成立，原因是为何，并且可以适时给他们一些提示，引导他们向正确的方向思考。

（四）将数学知识与科学情怀培育相结合

数学学科既注重学生推理能力的培养，又注重对学生精神品质的塑造。为此，数学教师应积极挖掘数学理论知识中蕴含的人文类知识，在完成知识性教学目标的基础之上，根据学生的知识水平与理解能力对学生适当开展科学情怀教育。这样一方面能够缓解学生由数字推理带来的学习压力，另一方面也能够培养学生敢于探索、敢于追求的科学精神。为此，教师可以通过讲述一些突出数学家的贡献、经历来培育学生的爱国情怀与远大理想，从而激发学生的数学学习热情。例如，在讲述“圆”的相关知识时，教师可以向学生普及祖冲之、刘徽两位数学家在“圆”的研究领域的突出成就，为他们讲述祖冲之计算圆周率的过程、“割圆术”发明过程中的一些小插曲等，引导学生感受数学探究过程的奇妙之处，以及这些数学家体现出来的不畏艰难、追求真理的伟大科学精神，从而强化其数学学习诉求。除此之外，教师还应结合“寓教于常”的理念，经常开展一些兼具数学知识应用与科学方法应用的趣味活动，养成学生数学素养与科学素养协同提升的习惯。

（五）依照相似学科内容调整两科目的课时进度

要将小学数学与小学科学两科目进行融合，仅仅依靠一方学科教师的努力是远远不够的，只有两学科的教师进行相互沟通、相互配合，实现学科教师之间的资源、经验共享，才能让学科融合更加高效。正常情况下，数学科目与科学科目的教学顺序与教学进度是不同的，但是鉴于两者在内容上有诸多相似之处，在条件允许的情况下，学科教师应该根据教学内容对课程进度、课时顺序进行协商调整。例如，在三年级下册的科学科目中有一节内容是“指南针”，刚好对应三年级下册数学科目的“位置与方向”一课，为此，两学科教师可以将这两节内容放在同一时段进行讲解，借此机会将两课内容进行有效结合。在科学课上，教师可以在讲授指南针相关知识的同时，对位置与方向等内容进行讲解；在数学课上，教师则可以利用指南针作为课堂导入。这样既有助于巩固科学知识，又能丰富课程教学手段，从而可以让学生更加扎实地掌握这两节课的教学内容，实现两科目的有效融合。

（六）构建小学数学与科学知识融合的评价体系

构建适用于“小学数学与小学科学的跨知识融合”课堂评价体系，是促进两者有效融合的关键。教师要明白，评价不是为了让学生发现彼此之间的差距和不足，而是要让学生的学习更有方向和目标，让教师的教学计划更有针对性。因此，教师在构建评价体系时，要进行综合考虑，既要尊重学生成长发展的规律，激发学生的好奇心和创造力，又要体现数学学科和科学学科特性。首先，学校要根据小学阶段的数学、科学的人才培养目标以及相关的课程标准、学生的实际发展情况来制定相应的评价标准。由于学生的实际情况不同，教师可以采用分层评价的方式，制定基础知识、综合素养、思维能力三个评价标准，争取让每一个学生都能灵活地掌握小学数学和小学科学的基础知识，提升综合知识运用能力，培养创新思维能力和解决问题的能力。其次，评价内容不仅涉及学生知识掌握能力和运用能力，还涉及学生个人的“纵向发展对比”。也就是说，教师要将学生思维能力的提高、学习成绩的进步、课堂活跃度等，作为学生评价的主要内容，弱化学生与学生之间的“横向对比”，发现学生在学科融合中的优势，并给予其适当的鼓励，以促进学生的全面发展。另外，教师还可以采取“理论+实践”的评价方式，将学生在实践活动中所表现出来的探索精神、合作精神、创新精神等作为课堂评价的重要内容，从而引导学生主动将学习到的知识应用于生活之中，进而促进学生的全面发展。