科學課程與數學課程的整合策略

蘇方陽

《基礎教育課程改革綱要（試行）》指出：“改革課程結構過于強調學科本位，門類過多和缺乏整合的現狀，整體設計九年一貫的課程門類和課時比例，并設置課程綜合，以適應不同地區和學生發展的需要。體現課程結構的均衡性、綜合性和選擇性。”這里提到的綜合性，旨在逐步地推進課程綜合化。它的意義在于促進學科知識的應用，促進生活體驗和學科的統一。科學是為了觀察和解釋已有的客觀世界，數學是人們對客觀世界定性的把握與定量的刻畫，數學是自然科學的基礎，也是重大技術發展的基礎。科學課程與數學課程的密切關系為教學時的整合提供了可能。在探究式的科學課堂中應根據科學教學本身的特點，尋找與數學課程綜合的切入點，創設具有豐富性、挑戰性和開放性的教學環境，追求真實、互動，讓科學課堂煥發生命的活力。

一、科學課程與數學課程的關系

對于數學與科學的關系，真可謂源遠流長。從最早的人類開始他們的觀察活動時，就經常數周圍事物的個數。人們天生的好奇心是他們帶著極大的興趣來觀察著周圍的一切。他們熱衷于計算事物的數量，并將他們進行分類以便更好地了解。這使得科學與數學在人類早期文明中就已經緊密聯系起來。

科學課程與數學課程的密切關系為教學時的整合提供了可能。科學是為了觀察和解釋已有的客觀世界。數學是人們對客觀世界定性的把握與定量的刻畫，逐漸抽象概括、形成方法和理論并進行廣泛應用的過程。數學是自然科學的基礎，也是重大技術發展的基礎。數學教育獨立于科學教育，但不是說科學教育與數學教育毫無干系。這兩者是能夠相互滲透，并彼此提供知識和能力的支持的。在現代科學發展的進程中，科學技術數學化是一個很重要的手段。小學科學的教學離不開數學知識，如何用好、用活數學知識對自然科學知識的掌握和運用有很重要的作用。

二、小學科學課程與數學課程整合的意義

（1）是科學課程新定位的要求。對于科學教育而言，它的新定位是突出科學探究。那么科學探究究竟是什么呢？《美國國家科學教育標準》指出：“科學探究指的是用以研究自然界并基于此種研究獲得證據提出科學解釋的多種不同途徑。”現行的“科學”課代替了“自然”課，是因為科學可以指導學生獲得一些淺顯的自然科學基礎知識，同時培養他們的科學志趣，以及學科學，用科學的能力，準確地概括課程的內容。既讓學生獲得科學知識，又讓學生學習科學的探究方法;既培養學生對科學的興趣，又培養他們科學的自然觀。我們現在處于知識經濟時代，科學技術日新月異，教師不可能把樣樣東西都學會、弄通了再去教學生。因此，學生必須學會學習，才能適應當今社會;學生必須學會探究，才能積極主動地去掌握科學信息。這也是教材編寫中之所以具有綜合性、關聯性的內容來幫助實現多領域學習的原因。這樣的科學課程內容突出了“整合”與“探究”兩個特點，要求教師積極探索科學課程與其它各門課程整合的內容與途徑。

（2）加強兩門學科之間的整合更有利于促進學生的發展：①數學課程中整合科學課程內容可使數學課程更加生動。無論基礎課程改革進行的如何順利，數學知識本身所具有的純粹性和抽象性始終會讓大多數學生舉步維艱。隨著改革的進行，數學教師已經注重以創設情景的方法來激發學生的學習興趣，從而引起學生的注意。但是，數學教材上的題目是由編者設計好的，數學課上的題目大多是老師設計好的，學生只是按照老師的題目去思考、去解題，抽象的數學概念和純粹唯一的數學答案，難免會使數學學習有一些形式化。這使得學生的想象力被禁錮在一個固定的框架內，形成了思維定勢便不利于思維的發展。對于這種現象，如果能夠將科學探究這一學習方式融入到數學課程學習中，數學題目中的一些數據是學生親自實踐得來的，那么學生在解題時，效果會非常好，而且也體現出數學來自生活、數學來自實踐的觀念。這樣既有利于數學思維的發展，又能夠實現《綱要》中關于課程綜合化的要求。②科學課程中整合數學內容可使科學探究更加嚴謹、準確。小學科學的教學離不開數學知識，如何用好用活數學知識，對自然科學知識的掌握和運用有很重要的作用。數學作為科學的工具主要有兩個各個功能。一是把科學理論抽象成“公式”，另一是對自然現象定量的描述與測量。在小學階段，數學在科學中的作用主要表現在第二功能。如：計算、測量、形狀、位置、制表作圖以及用數學語言來描述解釋圖表。如果只是將科學中觀察的現象和測量的數據進行一下大致的了解，不但不會實現科學課探究的目的，同時還有悖于科學的學習態度。因此，將數學運用到科學探究中可以使科學探究更加嚴謹、準確。

三、科學課程與數學課程整合的策略

（1）教師要提高自身的綜合素質。新的課程綱要和課程標準，為教師提供了一個新的課程環境。通過教師對課程內容的把握可以發現新課程增加了不確定性，對教學內容的不確定性更為明顯。課程的綜合性加大，教材與教參為教師留有極大的余地，教師需要費很多時間去查找資料補充教材的內容，需要通過課堂教學培養學生解決實際問題的能力。教材的處理、學生的新特性、教法的變革等都使教師面臨新時代的挑戰，需要教師不斷的充實自己，加深自己專業的修養，也要放寬自己的視野，不能忽視其他相關聯的學科。只有不斷的提高自身的綜合素質，才能順應新課程發展腳步，全面的帶動學生多方位的發展！

（2）要加強兩學科之間的聯系與溝通。對于實現學科的整合，單憑一個學科教師獨立來完成，會有很大的阻礙，所以需要各個學科教師之間進行合作交流，以最直接的方法在最短的時間內獲得最廣泛正確的綜合性的教學資源;需要科學教師和數學教師之間進行密切的交流和聯系，通過兩者之間的有機結合來促進學生的全面發展。科學實驗、調查中的一些數據可為小學數學教師編題提供豐富的整合素材。同時，數學教師也要根據科學課程的進行靈活調整數學教學內容，為科學探究過程中所需的數學技能奠定基礎。

例如：三年級“平均數的認識”，因為平均數的意義非常抽象，對于學生來說，是難以理解的。必須讓學生置身于一個生活化的情景，在感知用總體和個體比較不公平的情況下，用代表這一組數據整體水平的一個數據來衡量。而三年級科學課“小車的運動”中，在研究小車的運動與推力和拉力的大小有什么關系的實驗過程中，用一次小車運動的運動時間來得出推力和拉力越大，小車的運動越快的結論，由于有誤差等各因素的影響，難以讓人心服，所以需要通過多次實驗的結果，通過求出這幾次實驗的平均時間來得出結論，才更科學，更有說服力。學生在這個過程中，不僅能輕松地明白平均時間的意義，還得出科學研的結論，更有利于養成科學的探究方法。

再如：在小學數學的教材編排中，每個年級都會涉及到統計的知識。帶領學生學習統計知識難道只是為了讓他們學會如何制作統計圖統計表或者計算平均數嗎？并非如此，學習的主要目的是能將所學的知識運用到生活當中去，并能以此來解決問題，而科學課中有大量的統計內容可以與數學課程整合，這樣的整合不僅減輕了學生的負擔，更重要的是不同學科課程得以相通、整合，使學生能得到了更好的發展。

（3）整合過程中要明確兩者主從的相互作用的關系。在科學課與數學課整合的過程中要注意：在科學課上發展數學技能時，不要掉入一個境地，利用很少的科學活動引出大堆的數學問題。畢竟，科學課能夠調動學生學習積極性的影響是有限的，并不能持續地影響。在長一點的時間和練習中，它的影響力會消失。另外，不能忘記科學課學習的主要目的就是進行科學探究和發展科學概念。

以一堂科學實驗課“水溫的變化”為例。本課是在學習了如何使用溫度計的基礎進行的，提出“熱水的溫度是怎樣變化的？”在“熱水溫度變化”實驗中，我們所用到的數學技能的數量和種類是很多的：學生用攝氏度為單位測量熱水的溫度，用鐘表來記錄時間，選擇合適的格尺標定圖上軸的刻度，并寫出坐標軸上的刻度數，也可以通過圖上點的位置來進行推測。這就是科學教學過程中所體現的數學特征，但在科學課上的主要目的是利用這些數學技能來發現熱水溫度的變化規律，學會探究的過程和方法。為此，需要在科學活動之前奠定基礎的數學技能。

如果在數學教學過程中，教師能夠關注數學與科學等其它各學科的融合，就能夠讓學生經歷有價值的學習活動，提供解決復雜問題的機會，從而全面地看待事物，促進思維品質的良好發展。這個探索過程是漸進的過程，我們每一個教師都要為之努力！