學科交融的探究性教學

劉靜

〔摘? ? 要〕? 教育領域當前強調開展探究性教學，此方法被視為關鍵手段以激勵學生的好奇心、創造力及動手解決問題的能力。這種學習方法致力于讓學生在探究和解決問題的過程中自發地建立知識框架，并獲得深入的認知經歷。特別是在小學教學中，數學和科學的交融極其關鍵，因為它們共同促進學生的邏輯思維和科學素養的發展。結合這兩門學科不僅有助于學生理解數學與自然界的相互作用，還能提升知識的實際應用意義。整合數學和科學課程內容，創設包含探究元素的活動，不僅可以提高學生對學習的興趣，也能培育他們跨學科的思考技能，幫助學生適應不斷變化的世界。因此，探討如何將小學數學與科學教育有效交融，以及如何使探究式學習過程更加吸引人，對于提升學生整體素質和面對未來的挑戰具有深遠的意義。

〔關鍵詞〕? 小學數學；小學科學；探究性教學

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 16? ? 130-132

探究性教學是一種將學生置于學習核心的方式，突出了學生自我探索與積極參與的重要性。在小學教育中，數學與科學構成學生知識結構的基石，而將此類教學策略整合進這兩門課程，有助于點燃學生的求知欲和增強他們的學習成效。傳統教學模式經常沉溺于單向知識傳遞，忽略了促進學生的自發探索。鑒于此，探索在小學數學和科學課程中嵌入探究式學習，并注入神秘與趣味性，已成為教育改革的關鍵議題之一。本研究旨在基于具體的教學實例，分析如何將探究式學習與這些學科有效結合，以豐富教學過程，提升學生的興趣與學業表現。

一、小學數學與科學交融的意義

（一）培養學生的探究能力

融合小學數學與科學教學對于深化學生探究技能極為關鍵。這兩個領域本質上都注重探索規律性和解題策略，通過將它們相結合，學生能夠在實踐中學會概念與法則，遠超過簡單的知識記憶。數學提供了量化分析科學現象的語言及工具，讓學生在進行科學實驗記錄數據時，可以憑借數學的力量進行更深入的理解與處理。此種課程結合使學生能在真實情境下練習數學技巧，同時讓科學探索更加具體和富有啟發性。在科學探究的全過程，包括假設的設定、實驗的設計、數據的收集和分析，以及結論的提煉，數學的應用是核心要素。通過整合教學，學生能夠在日常生活中發現數學與科學的應用，從而理解科學在社會發展和個人生活中的重要性。這樣，學生不僅能學習到科學知識，還能形成正確的科學態度和價值觀，將科學素養應用到實際生活中。

（二）培養學生的科學素養

整合小學數學與科學課程對培養學生的科學素養起到了關鍵作用?？茖W素養涵蓋了對科學理念、程序以及科學態度和倫理的全面理解，這些是現代社會成員在日常生活中不可或缺的。將數學與科學的課程內容聯結起來，學生能通過數學的理論框架來加深對科學理論的洞察。例如，在掌握有關生態系統的生物學知識時，學生可以借助數學的圖形和數理模型來表征和處理數據，轉化原本抽象的生態知識為具象可視。這種跨領域的學習模式助力學生構建科學信息的整合體系，從而提升整體的科學素養。

（三）培養學生嚴謹的學習態度

數學教育強調精確和邏輯推理，要求學生掌握逐步解題的技巧，這些技巧在科學領域的應用也是非常重要的。結合這兩個學科，學生可以在學習的同時練習精確思考和深入分析，培養出一種科學的問題解決策略。這種綜合的教學方式激勵學生在實驗和解決實際問題時不斷地進行自我完善。在實踐過程中遇到失敗或出人意料的結果時，他們需要學會如何分析問題所在并調整方法再次嘗試。這個過程的重復試驗和改進有利于形成持之以恒和注重細節的學習習慣。

二、小學數學與科學交融的探究性教學途徑

（一）根據數學疑問，引入科學知識

在小學階段，融合數學與科學的教學不僅能夠吸引學生的興趣，還能加強他們對兩者之間聯系的理解。以學生在學習數學時遇到的問題為出發點，引入相關的科學概念，能夠讓他們看到數學知識在現實世界中的應用，并體會到科學實驗對數學理解的重要性。

例如，在數學課上，學生學習如何計算不同幾何形狀的體積。在這樣的課堂上，學生可能會對這些形狀在日常生活中如何使用產生好奇。例如，學生學習到圓柱體和立方體的體積計算方法后，他們可能會有疑問：為什么同樣體積的立方體和圓柱體，圓柱形容器似乎能夠裝更多的液體？教師可以利用這個機會介紹有關容積和形狀的科學原理，如流體的物理特性。通過諸如測量不同形狀容器裝水量的活動，學生能夠觀察到數學公式在實際應用中的效果，理解形狀對容積的影響。在另一個場景中，當學生在數學課學習如何收集和表示數據時，他們可能會對如何實際進行數據收集產生疑問。這為將科學方法和數學圖表結合起來提供了良好的契機。例如，教師可以指導學生記錄一段時間內的氣溫變化或降雨數據，并將這些數據轉化為圖表。在這個過程中，學生不只是學到了如何制作圖表，還學習了科學的數據收集方法，認識到精確記錄和表示數據在科學研究中的重要性。這種互動的教學方法讓學生理解數據圖表在描述和分析科學現象中的應用。通過這種策略，教師能夠清晰展示數學與科學的相互關系，以及數學工具如何在科學探索中發揮核心作用。學生不僅學習了數學和科學的專業知識，還培育了跨學科思考的能力，這對他們將來面對復雜問題時采用綜合方法尋求解決方案具有重要意義。

（二）依托科學知識，設計數學問題

整合科學知識與數學問題的教學法，能有效提升學生綜合性思考能力。以此方法，學生將學到的科學原理應用于解決數學問題，不僅加深了對數學概念的理解，還能夠體會到學科間的聯系。

以環境科學為例，學生在研究生態系統時了解到動植物種群的數量變化。數學老師可以此為契機，設計問題讓學生以圖表形式記錄并分析一個特定環境下的物種數量變化，考察物種變化的模式。此時，學生需運用統計學的方法來處理數據，此舉不僅鍛煉了他們的數學技能，還讓他們實踐了數據分析在科學研究中的重要性。在了解天氣學原理的科學課上，學生會接觸到氣溫、風速等氣象數據。數學課上，教師可以設計問題，挑戰學生使用這些數據來創建溫度變化的時間圖或計算一段時間內的平均風速。學生必須應用他們對圖表的理解、平均數的計算等數學知識，同時認識到這些數學工具在氣象學預測和分析中的作用。在教授體積和物質密度等概念時，科學知識同樣能為數學問題提供實際背景。例如，科學課中學生學習到不同材料的密度，數學課上的挑戰可能是讓他們計算給定體積的不同材料的重量。這要求學生掌握乘法及密度概念，同時，也展示了數學在物質性質研究中的實用性。通過這種跨學科的問題設計，學生得以在實際情境中應用科學與數學知識，增強了他們的解題能力和對知識用途的認識。這不僅促進了學生的積極學習，也為他們日后的學術和職業生涯打下了扎實的跨學科基礎。

（三）設計科學游戲，開展數學教學

整合科學與數學的游戲設計為小學生提供了一條充滿樂趣且富有成效的學習道路，促進了他們在實踐中對兩門學科知識的深入理解。通過互動游戲，學生可以在不知不覺中掌握數學計算、數據分析及預測等技能，同時加深對科學現象的認識。

考慮到植物生命周期這一主題，教師可以創造一款名為“綠色園丁”的游戲，讓學生在虛擬環境中栽種和照料植物。在游戲過程中，學生將監測植物的生長數據，比如葉片長度和莖的高度。他們需要運用加法來統計每日的生長量，利用乘法計算總的生長速率，并通過繪制曲線圖來觀察生長趨勢。這個過程不但讓學生練習了算術計算，也讓他們理解到這些數學方法在生物學研究中的應用。再比如，創建一個名為“星際導航”的游戲，學生在其中學習星體的運動規律并解決與之相關的數學難題。游戲中可能需要學生計算星體之間的相對位置變化，或者推算出載人飛船軌道的最佳路徑。這些任務要求學生使用角度測量、時間計算和空間幾何等數學知識。通過這種方式，學生不僅學習了天體物理的概念，還培養了對幾何和代數知識的應用能力。還可以創設一個關于天氣預報的游戲“天氣小預報員”。在這個游戲中，學生扮演氣象預報員，收集各類氣象數據并做出天氣預測。學生需要學會讀取氣壓表、溫度計，并將日降水量和風速的數據進行記錄。通過構建圖表和計算一定時間段的氣象數據平均值，他們不僅鍛煉了統計分析能力，而且對氣象科學有了更深的理解。這些游戲設計的核心是將數學知識的學習自然地嵌入科學探究活動中，從而讓學生在玩樂的同時發展了解決實際問題的能力。這種教學策略有效地激發學生的積極性，增強了他們對科學探索的興趣，并深化了對數學概念在現實生活應用中重要性的理解。

（四）通過情境創設，加強教學整合

情境創設在小學數學與科學的整合教學中扮演著至關重要的角色，通過模擬或構建具有特定環境的場景，能夠讓學生在接近現實的環境中應用數學和科學知識，增進理解并強化實踐技能。

學習水循環，可以構思一個“水資源管理者”的角色扮演環境。在該環境中，學生被置于一個需要對小鎮的水資源進行合理分配的任務中。他們將要進行降雨量的測量、河流流速的計算及湖泊容積的估算等活動。這一過程中，不僅數學技能得以應用，如測量、四則混合運算、圖表分析等，而且水的狀態變化和水循環等科學原理也需要了解和掌握。在教授分數時，可以設計一個“比例廚師”的情境，在其中學生通過準備比例化的菜單來學習分數。例如，配料比例用分數表達，如半升牛奶或四分之一公斤面粉，通過實際測量，學生能夠感受到分數的生活實用價值。與此同時，烹飪過程中的物理和化學變化，如面團的發酵、糖的焦化等都是科學知識的實際應用。在交通工具單元中，情境可以是“城市交通規劃”項目。學生在設計城市交通網絡的同時，會自然地使用到數學中的圖形概念，如各種直線、曲線和形狀，同時對速度、距離與時間的科學概念有所涉獵。他們會學習到力學、摩擦以及能量轉化等概念。通過創建這些情境，學生能更有效地運用數學和科學知識去分析和解決問題，理解兩者之間的聯系，同時培養解決問題的熱情與技巧。整合教學不只是連接知識點，更重要的是培養學生跨學科的思維方式，鼓勵他們在不同環境下綜合運用多樣的知識與技能，構建全面的認知與能力體系。

三、結語

探究性教學將學生放在教學活動的中心位置，尤其在小學數學與科學課堂上顯得尤為關鍵。此方法不僅能點燃學生的求知欲，還能夠培育其創新思維，進而提升教學成果。在執行這種教學策略時，教師需要密切關注學生的實際需求，創造充滿樂趣和挑戰的學習場景，鼓勵學生積極地參與和探索。此外，為了確保探究性教學的成功，教師必須持續地反思和優化自己的教學方法，應當互相交流和分享教學心得以提升教學技能，適應持續發展的教育變革。同時，學校和家庭也應給予足夠的支持，營造一個有利于學生學習的優良環境，助力他們成長為具有創造力和實際操作能力的未來人才?？傊?，合理運用探究性教學方法，并促進小學數學與科學教育的緊密結合，是教育工作者的一項關鍵使命。我們應攜手努力，為學生的全面成長投入精力，為他們未來的成功打下堅實的基礎。

參考文獻

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