讓數學成為科學學習的好幫手

◇戚振中

在小學科學的學習過程中，必然會與其他學科產生交叉和聯系。在實際教學過程中，小學數學與小學科學的聯系密切。小學科學與小學數學可以在基本技能、遷移能力、核心思想等橫向方面進行整合借鑒。小學科學的教師可以借鑒小學數學的思維方法，利用小學數學的知識技能，進行有效教學，使小學科學的教學能夠更加有效，從而提高學習效果。

科學和數學作為理科的兩門最重要的學科，本應該是緊密聯系的兩兄弟。然而在小學的日常教學中，由于教師本身專業、意識的局限性，兩門學科往往各自為戰。特別對于小學科學來說，離開了小學數學的輔助，常常會遇到意想不到的問題。

一、問題的提出：科學失去“源”“本”

科學老師在課前了解學情時，往往只關注科學學情，而忽視了數學學情。在教科版四上天氣單元第3 課《氣溫與溫度》一課時，課堂上老師請同學們將一天的氣溫數據，繪制成一張折線統計圖。老師的本意是通過折線圖使孩子們更加直觀地了解一天氣溫變化的趨勢。然而，由于科學老師不了解四年級的學生并沒有掌握折線統計圖的繪制能力，所以選擇了錯誤的圖表。

數學是自然科學的基礎，它是所有理科的基礎。數學的工具性、數學思想會給科學學習提供有力的幫助。例如維恩圖，維恩圖是數學中常見的圖形，我們時常把維恩圖作為比較異同的圖示，廣泛運用。我們卻常常認為小學科學“定性不定量”，采取閉門造車的態度，把小學科學和小學數學的關系切斷。

二、關于小學科學與小學數學借鑒整合意義的思考

課改要求我們培養學生的核心素養，要求我們將數學和科學進行整合。此外，基于“STME”課程的理念和PLB 教學的理念，提升學生分析問題、解決問題的能力，也需要我們將數學和科學進行整合。

雖然小學科學印象是“定性不定量”。但是數學作為科學的工具有兩個功能，一是對自然現象定量的描述與測量，二是對科學思維方式的補充，將演繹、推理的方法融入科學驗證的過程。

三、關于小學科學與小學數學借鑒整合的策略

（一）探究之用數學：科學嚴謹之美在數學思維中體現

1.測量——從感性到理性

首先，科學教學中首先對數學的借鑒是在測量的過程中，測量是數學的基本技能，也是科學探究過程中的基本技能。

2.統計——分析數據，歸納得出結論

其次，是對數學中統計的運用。科學的驗證方式是在大量的數據中進行歸納總結，尋找其中的科學定律。而進行歸納最好的方式就是進行統計。運用統計的方法可以讓雜亂的數據變得清晰，也有利于數據的分析與比較，從而歸納出正確的科學概念。

3.統計圖——直觀發現變化的趨勢

最后，利用圖表進一步幫助學生進行科學探究。圖表，特別是統計圖表有利于學生更直觀地發現數據變化的趨勢和規律。通過對數學的測量、統計、圖表的借鑒和整合，讓科學的學習更加高效。

（二）推理之用數學：科學邏輯之美在數學思維中展現

小學科學秉持“定性不定量”的原則。由于沒有“量”這個具體的數據支持，僅僅依靠“性”這個感性的認知，有時候也會造成學生理解的困難。這時，適時引入數學的數理結合，可以讓學生更好地掌握知識點。

在教科版五下《沉浮》單元，學生對改變體積、重量導致物體沉浮狀態改變的概念表示難以理解，容易混淆。第一課時“單一材料構成的物體沉浮狀態與物體的重量、體積無關”這條概念矛盾，難以理解。適時引入分數的概念，用數學中分數的教學方式，引導學生將沉浮狀態看成真假分數，分子看成重量，分母看成體積，就很好理解了。

（三）分析之用數學：科學發現之美在數學思維中呈現

科學探究的過程中，我們經常用的思維方法是歸納法。即用很多實驗例證來不斷證明自己的假設，如果出現一個反例則證明為假。但是由于課堂時間和空間的局限性，需要引入數學的演繹和邏輯推理的方法來驗證。

四、成效與思考

（一）小學科學與小學數學借鑒整合的成效

1.有利于學生突破科學學習難點，提升學習效率

不難看出，對于小學數學的借鑒可以對小學科學的不少教學難點進行突破，使得原本棘手的問題等到解決。以教科版五下《沉浮》單元為例，原本拗口易混淆，又難以理解的沉浮關系，與數學學習中的分數相聯系，使得學生簡單易懂。

2.有利于學生思維方式整合，完善思維結構。

科學實驗的數據是客觀的，但有時，我們的實驗結果由于客觀原因會出現偏差。這時我們就需要整理數據，進行演繹、邏輯推理。整理數據，并進行邏輯驗證，是檢驗數據是否合理的重要方式。

（二）關于課程借鑒整合對教師素質要求的思考

1.打破課程藩籬，樹立大課程觀念

課程整合是新課程改革的重點。教師在科學課上遇到一些問題，和我們教師本身缺乏對其他學科的了解，斬斷了學科之間的聯系，處于“各掃門前雪”的情況有關。而建立大課程觀是培養學生核心素養的必要前提。

2.熟悉數學課程內容，深入了解學情

首先，要了解每個年段、時段，學生對科學、數學兩門學科的掌握情況，不能超前，也不能為了借鑒數學，搶了數學老師的“飯碗”，把科學課變成數學課。而要結合自身教學需求和學生特點，選取合適的內容，為學生量身定做。

此外，對于數學的借鑒不能僅僅停留在知識概念、技能等粗淺的表面上，而是應該做到思維方式、核心概念上的深層次結合。這樣才能將數學的精髓與科學的思維相結合。

綜上所述，既然數學和科學如此密不可分，讓我們將它們緊密結合，共同促進學生的核心素養提升吧！