促進(jìn)數(shù)學(xué)與科學(xué)無縫連接

〔摘" " 要〕" 小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科融合是一項(xiàng)全新的教學(xué)嘗試，與小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科融合，是發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)和科學(xué)核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、合作精神、實(shí)踐能力的重要路徑。因此，本文針對小學(xué)數(shù)學(xué)與小學(xué)科學(xué)無縫連接的教學(xué)實(shí)踐展開研究，希望能夠?yàn)樾W(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)教育研究人員提供參考。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)數(shù)學(xué)；科學(xué)；跨學(xué)科；措施

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2024）" 08" " 133-135

為有效實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)全面發(fā)展的社會(huì)主義事業(yè)建設(shè)者與接班人的教育目標(biāo)，小學(xué)教師要充分看到各個(gè)不同的學(xué)科之間存在著內(nèi)在的廣泛聯(lián)系。以小學(xué)科學(xué)為例，小學(xué)數(shù)學(xué)教師要想實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)，就要對數(shù)學(xué)和科學(xué)學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行深入挖掘，搞好跨學(xué)科綜合實(shí)踐活動(dòng)，以此使數(shù)學(xué)和科學(xué)學(xué)科之間的知識(shí)可以相互串聯(lián)。在小學(xué)數(shù)學(xué)跨學(xué)科整合的過程中，應(yīng)充分使用小學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)學(xué)科知識(shí)和技能解決現(xiàn)實(shí)問題，進(jìn)行跨學(xué)科整合教學(xué)，有利于學(xué)生進(jìn)一步加強(qiáng)對數(shù)學(xué)知識(shí)、科學(xué)知識(shí)的運(yùn)用與理解，可以有效地提高學(xué)生的數(shù)學(xué)、科學(xué)核心素養(yǎng)。

一、基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)學(xué)與科學(xué)無縫連接

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠親身感受到數(shù)學(xué)在實(shí)際應(yīng)用中的重要性，同時(shí)也可更好地理解數(shù)學(xué)知識(shí)的實(shí)際意義。測量和單位換算是科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的數(shù)學(xué)應(yīng)用，學(xué)生需要使用尺子、量筒等工具對實(shí)驗(yàn)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，并且需要進(jìn)行不同單位之間的換算。例如，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要測量長度、質(zhì)量、時(shí)間等多種數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的單位換算，從而進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄和分析。而且，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中需要收集數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，這需要他們掌握數(shù)據(jù)的收集方法、整理方法以及基本的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)。學(xué)生需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，確定實(shí)驗(yàn)變量、建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停约胺治?、解釋?shí)驗(yàn)結(jié)果。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的定量分析與數(shù)學(xué)建模，學(xué)生能夠更好地理解實(shí)驗(yàn)過程與科學(xué)規(guī)律，提高科學(xué)探究和問題解決的能力。除此之外，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與概率計(jì)算，能夠更好地理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性，培養(yǎng)批判性思維和判斷能力。此外，在生物學(xué)、地理學(xué)等實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生還能夠通過統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)分析生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律，加深對科學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析的認(rèn)識(shí)。

例如在教學(xué)小學(xué)數(shù)學(xué)《比例》和小學(xué)科學(xué)《鹽和糖的溶解》時(shí)，可以先向?qū)W生介紹比例的概念，例如將不同大小和顏色的小球放在容器中，然后讓學(xué)生觀察并理解比例的概念。然后可以引入小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容《鹽和糖的溶解》。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們可以要求學(xué)生根據(jù)一定的比例，在一定溫度下將鹽和糖溶解到水中，并觀察其變化。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生需要測量和記錄鹽和糖的質(zhì)量以及水的體積，然后計(jì)算鹽和糖的溶解比例。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生將直觀地感受到比例的應(yīng)用，并且理解比例與實(shí)際生活以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系。在教學(xué)方法上，教師可以采用師生互動(dòng)式的教學(xué)方式，通過提問、討論和實(shí)地操作，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。同時(shí)，教師還要引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)知識(shí)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和實(shí)踐能力。這種教學(xué)方法不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠有效地促進(jìn)小學(xué)數(shù)學(xué)與小學(xué)科學(xué)的跨學(xué)科整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

二、基于數(shù)學(xué)模型的數(shù)學(xué)與科學(xué)無縫連接

數(shù)學(xué)模型是一種抽象工具，通過數(shù)學(xué)模型，學(xué)生可以將科學(xué)實(shí)驗(yàn)中所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和預(yù)測，從而更好地理解科學(xué)現(xiàn)象及其規(guī)律。數(shù)學(xué)模型也可以幫助學(xué)生在解決科學(xué)問題時(shí)進(jìn)行定量分析，提高他們運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在小學(xué)數(shù)學(xué)與小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科整合的教學(xué)實(shí)踐中，教師可以通過設(shè)計(jì)具體的案例展示數(shù)學(xué)模型在科學(xué)問題中的應(yīng)用。例如，可以以小學(xué)生身邊常見的科學(xué)實(shí)驗(yàn)為背景，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基本數(shù)學(xué)知識(shí)編制簡單的模型，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測和分析。通過這樣的教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生既可以加深對數(shù)學(xué)知識(shí)的理解，又可以將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到科學(xué)問題的實(shí)際解決過程中。數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用還可以激發(fā)學(xué)生對科學(xué)問題的興趣，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究精神。通過參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)、觀察和收集數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，可以讓學(xué)生更加深入地了解科學(xué)知識(shí)，并激發(fā)對科學(xué)事物的好奇心和求知欲。教師在教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)充分挖掘數(shù)學(xué)模型在科學(xué)問題中的應(yīng)用，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，探索科學(xué)世界，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和數(shù)學(xué)能力。通過這樣的教學(xué)實(shí)踐，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以促進(jìn)他們?nèi)姘l(fā)展，為未來的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。

例如在小學(xué)科學(xué)《食物的營養(yǎng)》教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型在科學(xué)問題中的應(yīng)用可以通過以下方式進(jìn)行。

數(shù)據(jù)分析：通過收集不同食物的營養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)，如蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪含量，讓學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理、比較和分析。學(xué)生可以使用柱狀圖或餅狀圖等數(shù)學(xué)模型展示不同食物中營養(yǎng)成分的比較，從而加深對食物營養(yǎng)價(jià)值的理解。

比例和比較：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際食物攝入量，進(jìn)行營養(yǎng)成分的計(jì)算與比較。例如，將某種食物中蛋白質(zhì)含量與碳水化合物含量之間的比例進(jìn)行計(jì)算，并與其他食物進(jìn)行比較，以此學(xué)習(xí)比例的概念，在實(shí)際問題中應(yīng)用數(shù)學(xué)模型。通過以上實(shí)踐，可以使數(shù)學(xué)知識(shí)與科學(xué)問題相結(jié)合，幫助學(xué)生更好地理解與食物營養(yǎng)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)，并加深數(shù)學(xué)在科學(xué)問題中的應(yīng)用。小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)可以作為學(xué)生理解科學(xué)概念的工具，通過數(shù)學(xué)的邏輯推理和抽象思維，學(xué)生可以更好地理解科學(xué)原理和概念，例如通過數(shù)學(xué)中的因果關(guān)系和比例概念加深對科學(xué)領(lǐng)域中自然規(guī)律的理解。小學(xué)數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)分析能力，為提高學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀測中的數(shù)據(jù)處理能力提供了良好的基礎(chǔ)。通過數(shù)學(xué)教學(xué)，學(xué)生可以習(xí)得整理、分析和解釋數(shù)據(jù)的基本技能，從而更好地理解和應(yīng)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其幾何概念可以與科學(xué)中的空間結(jié)構(gòu)和物質(zhì)形態(tài)相聯(lián)系，幫助學(xué)生在實(shí)際觀察和實(shí)驗(yàn)中理解空間關(guān)系和形態(tài)特征，從而深化對科學(xué)世界的認(rèn)識(shí)。

三、基于興趣激發(fā)的數(shù)學(xué)與科學(xué)無縫連接

數(shù)學(xué)在科學(xué)領(lǐng)域中的運(yùn)用可以激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)和科學(xué)的興趣，培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)和科學(xué)綜合素養(yǎng)，這有助于學(xué)生形成更全面的知識(shí)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的發(fā)展。通過數(shù)學(xué)的邏輯推理和抽象思維，學(xué)生可以更好地理解科學(xué)原理和概念；數(shù)據(jù)分析能力為學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀測中的數(shù)據(jù)處理提供良好基礎(chǔ)；幾何概念的學(xué)習(xí)幫助學(xué)生理解科學(xué)中的空間結(jié)構(gòu)和物質(zhì)形態(tài)；此外，數(shù)學(xué)的運(yùn)用可以激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)和科學(xué)的興趣，促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的發(fā)展。因此，數(shù)學(xué)與科學(xué)的結(jié)合對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)具有重要意義。

針對教學(xué)小學(xué)科學(xué)《一天的氣溫》，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過觀測、記錄當(dāng)天不同時(shí)間的氣溫?cái)?shù)據(jù)，并利用數(shù)學(xué)上的圖表、統(tǒng)計(jì)等知識(shí)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析、呈現(xiàn)。例如，通過制作柱狀圖、折線圖等形式的統(tǒng)計(jì)圖表展示一天中不同時(shí)間的氣溫變化情況，使學(xué)生在分析氣溫?cái)?shù)據(jù)的過程中，運(yùn)用到數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)處理與圖表呈現(xiàn)的方法。還可以借助氣溫變化的數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算，如計(jì)算一天中氣溫的平均值、溫差等，從而將數(shù)學(xué)的計(jì)算方法融入對科學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)知中去。通過數(shù)值計(jì)算，學(xué)生可以更直觀地感受到氣溫的變化規(guī)律，鞏固數(shù)學(xué)中的基本運(yùn)算能力。同時(shí)，教師還可以結(jié)合學(xué)生對氣溫變化的認(rèn)知設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)問題，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際分析和計(jì)算。例如，提出如果每個(gè)小時(shí)氣溫下降0.5攝氏度，那么經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)氣溫會(huì)從20攝氏度下降到16攝氏度。這樣的問題既鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力，又提高了他們對氣溫變化規(guī)律的理解。此外，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)地考察，觀察不同季節(jié)、不同時(shí)段的氣溫變化情況，然后通過所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并分析，從而加深對氣溫變化規(guī)律的理解。通過以上跨學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐，小學(xué)數(shù)學(xué)與小學(xué)科學(xué)得以整合，不僅拓展了學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)知，也激發(fā)了學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣，并鍛煉了他們的綜合能力和實(shí)際應(yīng)用能力。

四、基于操作實(shí)踐的數(shù)學(xué)與科學(xué)無縫連接

在實(shí)踐中，依托課本資源實(shí)現(xiàn)對科學(xué)知識(shí)的體現(xiàn)成為實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科整合的關(guān)鍵一環(huán)。通過利用數(shù)學(xué)與科學(xué)課本提供的豐富信息和案例，教師能夠引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)在科學(xué)中的應(yīng)用，從而促進(jìn)數(shù)學(xué)與科學(xué)的無縫連接。這種結(jié)合也有助于學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系，使其不僅掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，同時(shí)理解科學(xué)現(xiàn)象。通過數(shù)學(xué)在科學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)生還能夠培養(yǎng)跨學(xué)科問題解決能力，激發(fā)他們對數(shù)學(xué)和科學(xué)的興趣與好奇心。此外，教師依托課本資源實(shí)現(xiàn)對科學(xué)知識(shí)的體現(xiàn)后，可以設(shè)計(jì)豐富多樣的教學(xué)活動(dòng)，例如小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等，引導(dǎo)學(xué)生積極參與并深入思考。這樣不僅可以加深其對科學(xué)知識(shí)的理解，也可以鞏固數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，為學(xué)生搭建起全面理解和應(yīng)用知識(shí)的橋梁。因此，依托課本資源實(shí)現(xiàn)對科學(xué)知識(shí)的體現(xiàn)成為小學(xué)數(shù)學(xué)與小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科整合的重要途徑之一。這一方法既有助于學(xué)生更好地理解和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，也促進(jìn)了跨學(xué)科思維的培養(yǎng)，為學(xué)生的綜合素質(zhì)發(fā)展提供了有力支撐。

例如在教學(xué)小學(xué)數(shù)學(xué)《克、千克》和小學(xué)科學(xué)《空氣的質(zhì)量》時(shí)，可以依托課本資源實(shí)現(xiàn)對科學(xué)知識(shí)的體現(xiàn)。教師可以通過講解克和千克的概念，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行重量單位的換算和計(jì)算練習(xí)。接著，可以引入小學(xué)科學(xué)課本中關(guān)于空氣質(zhì)量的知識(shí)，與學(xué)生一起探討空氣也有質(zhì)量這一概念。為了依托課本資源實(shí)現(xiàn)對科學(xué)知識(shí)的體現(xiàn)，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，比如讓學(xué)生觀察一個(gè)氣球充氣前后的重量變化情況。通過實(shí)際操作，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)氣球充氣后重量增加的現(xiàn)象，從而引出空氣的質(zhì)量對物體重量的影響。通過這樣的活動(dòng)，學(xué)生既能鞏固數(shù)學(xué)中的重量單位概念，又能實(shí)際感受到空氣質(zhì)量對物體重量的影響，實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)的整合。這樣的教學(xué)實(shí)踐，不僅能夠使學(xué)生學(xué)到數(shù)學(xué)和科學(xué)知識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力和跨學(xué)科思維能力。同時(shí)，依托課本資源實(shí)現(xiàn)對科學(xué)知識(shí)的體現(xiàn)，使學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中也能意識(shí)到數(shù)學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系和應(yīng)用。

總體來說，在當(dāng)前廣泛倡導(dǎo)核心素養(yǎng)教育的大背景下，跨學(xué)科整合能夠促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。尤其是小學(xué)生正處于學(xué)習(xí)知識(shí)的萌芽期，在進(jìn)行小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中就可以以小學(xué)數(shù)學(xué)為主要內(nèi)容，與小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科整合。通過做好跨學(xué)科整合工作，使學(xué)生在進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程中更能感受到數(shù)字背后所不同的含義，有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、合作精神、實(shí)踐能力。這樣，不管是在理解數(shù)學(xué)還是在應(yīng)用數(shù)學(xué)的過程中，都能夠更加順暢，而這也是提高學(xué)生數(shù)學(xué)、科學(xué)核心素養(yǎng)的有效方式。

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