小學數學與科學課程相關性研究

雷莉

【摘要】在“雙減”教育改革的背景之下，小學科學教育提倡減負與提質的素質教育，更加關注學生學科素養的培養和發展，突顯了小學生科學素養的重要性，也說明小學科學學科教學水平提高的亟需性。培養人的全面發展，也是數學學科新課程改革的重點目標。數學課程標準提出，數學課程必須加強聯系，這個聯系包括注重數學內容不同模塊互相的聯系，數學學科和其它學科特別是理科科目的聯系，數學知識和現實生活實際的聯系。小學數學學科和科學學科都是理科科目，我們應該建立兩者間跨學科的相關性。

【關鍵詞】小學;數學;科學;相關性

作為基礎教育課程改革的新領域，“小學數學與科學課程相關性研究”是重視學科交流的具體化內容，成為了新課程改革的重要教學內容，對小學數學與科學課程教育將會產生重要影響。對于教師而言，相關性教學具有的綜合性和實踐性為教師的教學方式提供了新體驗，給小學數學與科學課堂的教授注入了新元素和新角度;對于學生而言，在跨學科組建的新情景下學習，既轉被動學習為主動學習，又能優化知識點的系統性和完整性，同時還能培養自主探索及合作學習的能力。小學數學與科學課程的相關性教學，必須建立在有效的教學資源直接或間接的整合下。因此，筆者研究了以人民教育出版社出版的《義務教育課程標準實驗教科書·數學》教材、由教育科學出版社出版的《義務教育課程標準實驗教科書·科學》教材為研究教材，梳理整合小學數學與科學課程相關內容的教學資源，分析相關性教學過程中存在的問題，并嘗試依據一線教學經驗制訂相對應的解決策略。

作為一名小學科學教師，筆者根據自身一線工作經驗，在認真梳理當前小學使用的數學教材和科學教材的基礎上，關注學生學習思維的相關性，如，推理能力、空間想象能力、數據分析觀念、時間感知等，基于教學實際和教學目標提出相關性教學策略。下面，筆者以具體的教學案例進行說明：

一、小學數學《時、分、秒》和小學科學《時間在流逝》相關性教學

1.教學分析和學情分析

《時、分、秒》這節課屬于人教版小學數學三年級上冊的內容，學習本節課時，學生的前概念已經對“整時”和“半時”有了一定的認識，而且生活中經常出現時間的運用。所以，學生對本節課的內容不感覺陌生。本節課的教學目標是認識時間單位：分、秒，理解1時=60分，1分=60秒的關系;正確認讀鐘面上的時刻;培養學生養成遵守和愛惜時間的好習慣。與此教學內容相聯系的是教科版科學五年級上冊第三單元《計量時間》中第一課《時間在流逝》。教學目標是：1.知道時間有時是指某一時刻，有時則表示一個時間長度;知道陽光下物體影子的方向、長短會慢慢地發生變化。2.借助自然界有規律的事物和現象，我們可以估計時間;學會運用多種方法感受1秒鐘、1分鐘的長短，樹立愛惜和遵守時間的觀念。由于教學目標存在重復交叉，因此選取此課作為相關性教學，可以讓學生知道時間是可以測量的，掌握時間單位之間的關系換算，并且學會在生活中感受時間變化的程度。

2.教學過程

在本節課的教學中，筆者挖掘“時、分、秒”這一具體內容的相關性，設計了以下教學探究活動：探究一，教師引導學生在課堂上做一些簡單的身體活動，要求必須在一分鐘完成。例如，教師計時一分鐘內，讓學生跳繩并且數數記錄下來，或者數數自己的心跳、呼吸和脈搏。通過這個活動，學生可以直觀感受一分鐘大概有多長。探究二，教師出示時鐘，指導學生辨別時針、分針、秒針，并且觀察它們的轉動方向和規律，讓學生知道時鐘上“大格”和“小格”的含義和關系，進而掌握時、分、秒三個時間單位的進率規律，同時完成教師給出的進率關系習題，如，1時=60分，1分=60秒。探究三，把數學知識遷移到科學知識中去，以樹影為例，通過日常生活觀察舉例說明樹影方向和太陽方向相反，從西邊（上午）到東邊（下午），一天當中樹影長度的變化規律是從長（上午）變短（中午）再變長（下午），提醒學生可以借此科學規律初步感知時間的變化。探究四，在此活動中，教師總結本節課所學關于時、分、秒的數學和科學知識，并且啟發學生積極思考，查閱相關資料，探索關于時間更多有趣的問題，如，進率為何是六十？時間能重復嗎？時間能倒轉嗎？并且交流匯報。讓學生整合數學與科學知識，真正學會用知識解決問題，以趣味性豐富學生對時間的感知。

3.教學分析

在“時、分、秒”的教學中，主動尋找數學和科學知識的鏈接點，引導學生關注人的脈搏、心跳，太陽底下影子的長短、方向隨時間變化等現象與時間的關系，讓學生感直觀感受一分鐘大概有多長，知道不同時間單位之間的關系。進而把科學知識與數學中時間的內容建立相關性，讓學生知道可以通過太陽影子的變化規律來判斷時間。以樹影為例，通過日常生活觀察舉例說明樹影方向和太陽方向相反，從西邊（上午）到東邊（下午），一天當中樹影長度的變化規律是從長（上午）變短（中午）再變長（下午）。通過數學與科學的相關性教學，讓學生通過自身身體規律、太陽與影子變化規律等自然現象，理解時間單位：分、秒，理解1時=60分，1分=60秒的關系;正確認讀鐘面上的時刻;培養學生養成遵守和愛惜時間的好習慣。同時，達成小學數學與科學的教學目標，使學生對時間的感知產生新的認識，樹立愛惜和遵守時間的觀念。

二、小學數學《折線統計圖》和小學科學《測量氣溫》相關性教學

1.教學分析和學情分析

《折線統計圖》是人教版小學數學五年級下冊的教學內容，位于第七單元《統計》，而《測量氣溫》是教科版科學三年級上冊第三單元《天氣》第三節課的內容，兩節課都要求學生掌握折線統計圖的作法，要求學生能從折線統計圖中讀出相關的溫度等數據信息。因此，這兩節課在教學時應該適當整合，進行相關性教學。本節課的教學目標是運用小組討論、探究、匯報、交流的方式，學會從折線統計圖中獲取不同時間具體溫度信息，并且能讀出溫度隨時間變化的趨勢;學會使用溫度計測量氣溫和體溫，能夠正確度數和記錄溫度;掌握繪制折線統計圖的方法，能夠繪制條形統計圖和折線統計圖進而分析氣溫變化的規律。在學習思維方面，這兩節課都注重培養學生的數據分析觀念。

2.教學過程

在本節《折線統計圖》和《測量氣溫》相關性教學課堂中，筆者設計了以下教學探究活動：探究一，學生在教師的演示、引導下，學會正確使用溫度計（圖1），能夠測量出教室里的氣溫，并且學會溫度的讀法和寫法。通過這個活動，可以讓學生掌握科學實驗材料——溫度計的正確使用方法，保證學生收集數據的可靠性。探究二，教師出示簡單的折線統計圖（圖2），讓學生從條形統計圖的前概念遷移到新授知識，能從給定的折線統計圖中獲取相關信息，掌握折線統計圖的繪制方法。探究三，教師布置學生完成課后作業任務，回家收集連續的一個星期同個時間段的溫度信息，并且繪制成折線統計圖（圖3）。探究四，教師出示別的學生繪制的折線統計圖，提問學生：你能讀出這個星期二的氣溫是幾攝氏度嗎？你能讀出這個星期氣溫變化的趨勢嗎？通過以上四個活動，讓學生在活動中學習，融會貫通數學知識和科學知識，能使教師和學生更加系統地達成《折線統計圖》和《溫度與氣溫》的教學目標，培養學生的數據分析觀念，同時，提高學生運用數學知識和科學知識解決生活中實際問題的能力。

3.教學分析

在小學數學知識“統計與概率”的教學中，統計數據過程缺乏客觀真實性，缺乏貼近生活的實際數據基礎，造成統計過程過于形式化。在《天氣》的教學中，以天氣的溫度變化記錄表作為教學工具，進行數學與科學內容的相關性教學，引導學生使用數學知識，繪制溫度變化的條形統計圖和折線統計圖。同時，學會從統計圖中讀出溫度等數據，將科學的統計過程和統計結果與數學的繪圖相關聯，把數學知識運用在生活實例中。在本節課的教學中，學生既達成了掌握科學工具的使用方法的目的，又通過溫度計的使用和親自動手測量，體驗了數據收集的過程。同時在有趣的科學學習中，達成了數學課程折線統計圖知識點的掌握，使數學和科學教學更加豐富、生動、有意義，培養了學生在數學和科學課堂上的合作意識和自主探究能力，同時還培養了學生的數據分析觀念。

三、小學數學《年、月、日》和小學科學《地球的運動》相關性教學

以小學數學《年、月、日》和小學科學《地球的運動》相關性教學為案例詳細說明：

1.教材分析和學情分析

《年、月、日》屬于人教版數學三年級下冊的內容，在本節課的學習之前，學生已經通過《認識時間》初步了解了時間的概念，如，時、分、秒等時間單位，知道時間是流逝的，并且可以通過周圍事物感知的。本節課的教學目的是讓學生自主探究年、月、日之間關系，教學目標是在觀察年歷卡的活動中，引導學生認識時間單位，知道大月、小月的區別，能記住各月的天數，知道平年、閏年的區別。教科版《地球的運動》是六年級上冊科學的內容，旨在使學生知道地球確實在自轉和公轉，自轉的周期為24小時，形成晝夜交替現象，公轉周期為一年，形成一年四季現象。以上兩節課都歸屬于時間領域，都有共同的教學目標和教學內容。因此，把這兩節課整合教學，能讓學生形成系統完整的時間概念，同時達成了數學和科學的教學目標，激發學生尋求跨學科學習的主動性，使學生對時間的感知產生新的認識。

2.教學過程

在本節相關性教學過程中，筆者根據數學和科學的教學目標設計了以下教學探究活動：探究一，教師引導學生舉例說出一些特定的日子，例如，生日、開學日、教師節、六一兒童節等，使學生感受到不同的日子可以具有不同的意義。探究二，教師給學生發記錄表，讓學生填寫年歷的月份、天數等，引導學生一邊填寫數字，一邊體會到月份有“大月”“小月”之分，并根據教學資料的輔助，閱讀古羅馬教皇規定每月天數的故事，了解古人取名大、小月的用意、滲透數學文化，經歷數學文化創造的過程。并且引導學生發現2月份的特殊性，發現2月的天數有 28 天和 29 天兩種情況，進而引導學生知道閏年、平年的意義及規律。探究三，教師播放地球自轉、公轉的視頻，講解地球自轉和公轉的定義和產生的原因，讓學生深入知道一年四季產生的原因是地球圍繞太陽公轉，月產生的原因是月球圍繞地球公轉，日產生的原因是地球自轉。讓學生在本節課的學習中，切實掌握天體運行等自然現象背后的數學規律，培養學生對自然現象的探究興趣，嘗試利用數學工具解決迷思。在這個活動中，教師進一步解釋閏月產生的原因，引導學生從地球自轉和公轉的時間，計算出每四年多一天即是閏月。探究四，教師激發學生的思維發散，鼓勵學生提出關于本節課感興趣的問題，布置學生回家搜索資料，嘗試從數學知識和科學知識解釋農歷、公歷等概念的區別。

3.教學分析

在本節課的教學中，教師從生活中的事例引入新課，把數學教學與生活中的自然現象結合起來，為學生設置了科學情景。探究三呈現了科學的介紹性材料和地球自轉、公轉的視頻，讓學生深入知道一年四季產生的原因是地球圍繞太陽公轉，月產生的原因是月球圍繞地球公轉，日產生的原因是地球自轉的同時圍繞太陽公轉，從本質深層次以數學知識解釋了科學現象。同時又根據地球自轉的小時數，解釋了平年、閏年、閏月等知識，賦予數學公式豐富的科學背景和規律，進而同時完成了小學數學與科學的教學目標，使學生對時間的感知產生新的認識。但是，本節課知識目標較多，如果整合性教學，需要的課時不應該只設置在一節課，并且跨越了三年級和六年級，如果教材編排能夠更緊湊。例如，都安排在同一個年級，學生的接受程度應該大大提高。

在以上教學案例中，筆者不斷反思。筆者認為，教師應該制訂適宜的相關性教學目標，合理安排數學與科學相關性內容教學時間，教學設計必須能夠準確把握當前數學與科學相關性的教學資源，了解相關性教學的內容和策略，重視學生的“學”和教師的“教”。在教學過程中應該整合相關性教學資源，變“單一化”為“多元化”，并且應用適當的課堂評價。同時，教師應該提高自身的科學素養，在豐富的科學教學情境中解決學生學習的迷思，讓學生對數學和科學知識產生系統的整合，在日常教學中注重數學和科學的相關性教學，提高小學生學習數學與科學知識的興趣，從而提升課堂效率，在達成知識目標的同時培養學生的數學和科學學習思維，如，推理能力、空間想象能力、數據分析觀念、時間感知等，最終完成育人目標。

責任編輯? 楊? 杰