科學融入數學課堂的教學

〔摘" "要〕" 在新課程標準的作用下改革數學教學活動，促進小學數學與小學科學探究深度融合，能同步優化數學教學與科學教學指導，借助跨學科主題學習提高學生對數學知識的綜合學習能力，促進學生全面發展。本文從新課標視角入手，對小學數學與小學科學跨學科融合主題學習進行了探究，提出了將科學融入數學課堂教學的建議，旨在發揮跨學科主題學習的價值，促進學生深度學習數學知識和科學內容，培養學生數學素養、科學探索能力，有效提升學生綜合素養。

〔關鍵詞〕" 小學數學；小學科學；跨學科主題學習

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）19" " 0139-03

《義務教育數學課程標準（2022年版）》要求在數學課堂教學中，教師應該積極探索小學數學與小學科學的跨學科融合，促進學生對課程知識的深度探究學習，有效提升學生對數學知識的理解能力，也能引發學生對數學課程內容的多元化思考，切實提高學生整體探究素養。鑒于此，數學教師在教學指導環節，應該將數學與科學跨學科主題學習作為重點，探索數學與科學跨學科教學活動的設計和實施，帶動學生深度學習數學知識，切實提升學生自主學習能力，促使學生在跨學科主題學習探究中實現全面發展。

一、小學數學與小學科學跨學科主題學習價值

對于小學數學課堂教學改革而言，教師探索數學教學與科學教學融合的措施，對學生實施針對性教學指導，能在課堂教學實踐中引導學生圍繞跨學科主題探究數學知識、科學內容，拓寬學生的眼界，提高學生綜合素質。下面就對小學數學與小學科學跨學科主題學習的實踐應用價值進行細化分析。

（一）促進學生抽象思維與具象認知的協同發展

小學數學教學以抽象邏輯為核心，而小學科學強調具象觀察與實證分析。教師在改革數學課堂教學模式的過程中，積極探索小學數學與小學科學兩者的融合，能在課堂教學指導環節構建“抽象—具象”雙向認知橋梁，輔助學生深度探究數學知識，進而培養學生數學抽象思維能力，優化學生具象認知素養。具體分析，數學學科中的公式與規律具有一定的難度，教師實施跨學科主題學習，能利用科學實驗對數學公式和原理等實施可視化驗證，進而幫助學生將符號化的數學概念轉化為可感知的現實模型，深化學生對數學知識的認識，使學生能產生對數學內容的形象化感知，有效促進學生抽象思維和具象化認知同步發展，進一步提高學生綜合素養，確保學生能獲得良好的學習體驗。

（二）有助于培養學生綜合問題解決能力

教師在小學數學課堂教學實踐中開展跨學科主題學習模式，能逐步突破傳統學科邊界，幫助學生運用多元知識解決復雜問題。在數學與科學的交叉領域中，教師組織學生對“數據統計與天氣變化分析”“比例運算與物質濃度調配”等問題進行探究，鼓勵學生在主題學習中融合應用數學與科學知識進行探討、分析和交流，能培養學生數學思維和科學實踐方法，也能鍛煉學生問題處理能力，提高學生深度探究學習綜合效率，鍛煉學生數學綜合實踐能力，為學生核心素養的培養奠定基礎，拓寬學生視野。

（三）有助于激發學生跨學科創新意識

對于小學數學課堂教學活動的組織實施而言，數學與科學的跨學科主題融合本質上是方法論與思維模式的交叉碰撞，鍛煉學生的學習能力和創新實踐素養，使學生在學習實踐中產生對數學知識、科學內容的全新理解，從而提高學生創新意識和綜合實踐能力。具體分析，在數學與科學跨學科主題學習實踐中，教師根據教學指導的需求將數學的嚴謹推導與科學的假設驗證相結合，能夠催生出新穎的探究視角。比如教師在組織學生圍繞“植物生長與變量關系”跨學科主題學習進行探究的過程中，會要求學生根據所學科學知識嘗試設計科學對照實驗，也需要學生認真運用數學知識分析相關課程內容和規律，激活學生的跨學科創新意識，鍛煉學生創新思維，切實提升跨學科綜合教學質量，為學生創新思維的培養奠定基礎。

二、小學數學與小學科學跨學科主題學習策略

新課程標準的發布和實施極大地推動了小學數學課堂上跨學科主題學習體系的構建和應用，也為小學數學與小學科學的跨學科主題學習實踐提供了相應的支持，能促進跨學科主題學習效能得到充分發揮，提高學生對數學知識、科學知識的綜合學習效果。

（一）整合數學與科學探究主題思想

小學數學與科學在探究主題思想上具有內在一致性，在構建跨學科融合教學體系的過程中，數學知識以及數學原理能為科學探索和科學分析提供量化分析工具，科學學科知識內容也能為數學賦予現實意義，引發學生對數學知識實踐應用的思考，使學生對數學知識的價值和效能產生全新的認識。教師在開展跨學科主題學習的過程中，對于兩學科主題思想的整合，需要從課程目標出發，挖掘二者在邏輯思維、問題解決和模型構建上的共通點，然后系統梳理數學教材中的數量關系、空間形式與科學教材中的自然現象、物質規律之間的關聯性，提煉出“測量與單位”“數據與規律”“圖形與結構”等核心主題。在教學設計中，教師從數學與科學融合指導的角度，可以嘗試將數學的抽象符號與科學的具象現象結合，引導學生使用數學語言描述科學問題，對數學課程內容進行思考，鍛煉學生科學探究能力，提高學習效果。

例如，在北師大版數學五年級下冊第四單元《長方體（二）》教學中，數學教師就可以從跨學科主題學習入手，適當地關聯小學科學五年級“熱”模塊的教學內容，提煉探究主題思想，促進跨學科主題學習活動深度落實。一方面，在數學課堂指導環節，教師可以組織學生學習和理解幾何體的特征、表面積和體積計算方面的課程知識，使學生能對數學學習形成初步認識。然后教師從引入跨學科主題學習思想的角度嘗試融入小學科學“熱”模塊的教學內容，適當地為學生展示熱傳導、保溫材料等知識，引導學生探究“保溫容器的設計與優化”課程知識，系統計算不同形狀容器的表面積與體積，理解材料用量與結構的關系，融入科學實驗元素，鼓勵學生實驗驗證測試不同材質容器的保溫性能，分析熱傳導規律。在有效實施跨學科主題學習指導的過程中，教師對小學數學與跨學科探究思想進行深度融合，可以提升教學效果，培養學生應用數學和科學知識解決實際問題的素養。

（二）創設數學與科學學習主題情境

在小學數學跨學科主題學習中，教師創設主題情境能形成學習載體，支撐跨學科主題學習的實施，也能提升數學與科學融合教學的嚴謹性與實踐性，進一步增強跨學科主題學習指導成效。數學教師根據教學需求和跨學科主題探究的情況，對于主題學習情境的設計應盡量融合生活元素，既要表現出數學知識的探究方向，也要組織學生探究科學原理，使學生能對數學知識的學習產生全新認識，發揮主題思想的引領作用，引發學生深度探究和思考，為學生系統學習數學和科學知識創造良好的條件。

例如，在北師大版數學三年級下冊《兩位數乘兩位數》教學中，教師基于跨學科主題學習的實施，可以篩選小學三年級下冊《植物的生長變化》內容作為輔助性教學素材，創設生動的主題學習情境，帶動學生深度理解和探究數學知識，鍛煉學生數學學習能力。在課堂上，教師可以先組織學生對“兩位數乘兩位數”數學知識進行探究，然后把握課程要點與科學知識的內在關聯，嘗試創設“校園種植園產量預測”主題學習情境，在情境化引導環節組織學生計算種植面積、種子數量及預期產量（數學），同時記錄植物生長數據（科學），如株高、葉片數等。數學教師可以圍繞所創設的跨學科主題學習情境，從引導學生應用所學知識解決情境問題的角度，向學生提出真實問題，比如可以提出“每行種12株番茄，共15行，若每株產1千克，總產量是多少？”等類型的問題，形成問題驅動作用，讓學生在思考問題的基礎上分析光照、水分對產量的影響，使數學計算成為科學實驗的數據工具，而科學觀察則為數學問題提供現實意義。

（三）設計數學與科學實踐探究實驗

在小學數學與科學跨學科融合教學中，教師可以根據跨學科主題學習設計實驗探究方面的教學活動，借助具體實驗引發學生對數學知識的思考，提高學生對科學知識的理解能力。在實驗探究環節，教師綜合分析數學教學指導的需求，可以設計特色跨學科主題學習實驗探究活動，并將數學的測量、統計與科學的觀察、推理緊密結合，組織學生在實驗探究中提煉數據信息，用數學知識對科學實驗進行驗證，進而同步深化學生對數學學習、科學探究的理解，進一步增強學生綜合學習體驗，提高學生在高效化探究學習中的整體學習成效。

（四）發布數學與科學兼容綜合探究任務

在小學數學課堂教學中，基于數學與科學的跨學科主題學習實踐，教師可以解析兩個學科的內在關聯，設計綜合探究任務，形成“數學為基、科學為用”的任務結構。在具體設計特色任務的過程中，數學教師可以采用項目式學習框架，要求學生運用數學方法解決科學問題，或通過科學現象反哺數學理解。同時，在任務實踐探究活動中，教師也應該注重對學生實施分層教學指導，鼓勵學生在任務探究中不斷挑戰自我，提高自我學習能力，優化學生數學與科學綜合學習素養。

（五）構建數學與科學融合多維評價體系

在小學數學與科學跨學科主題學習實踐中，教師對于教學評價體系的設計也應該超越傳統分科標準，建立涵蓋知識整合、思維遷移與應用創新的三維框架。在知識維度，教師應該從學科融合的角度，重點評估學生對數學原理與科學規律的關聯理解，促進學生認知領域的拓展。在思維評價視角，教師在開展跨學科評估的過程中，可以有意識地考察邏輯推理與實證分析的結合能力，關注解決復雜問題的策略有效性。同時，在改革評價工具體系的過程中，小學數學教師從與科學教學融合的角度，可采用概念網絡圖分析學科聯系，綜合利用實驗報告評價量化分析水平，借助反思日志追蹤思維發展路徑。如此，教師積極探索數學與小學科學的融合，對學生實施多元化、多維度的教學指導，能引發學生對數學知識的反思，促進學生對數學內容深度探究和系統學習，進一步增強學生跨學科綜合學習體驗，鞏固學生系統學習數學與科學知識的基礎。

三、結語

綜上所述，對于數學教學改革而言，教師結合新課程標準的指引，積極探索小學數學與小學科學跨學科主題學習實踐措施，引發學生對跨學科主題學習的深度思考、系統論證，能提高學生對數學知識的理解能力，優化學生綜合學習效果，切實鍛煉學生對數學知識的綜合探究素養。因此數學教師在教學改革實踐中，應該重新審視小學數學與小學科學跨學科融合教學需求，積極探索構建全新的跨學科融合教育體系，帶動學生深度探究和思考，切實增強學生對數學知識的整體探究學習效果。

【福建省教育科學“十四五”規劃2023年度課題“新課程視域下小學數學跨學科主題學習研究”的研究成果，課題編號FJJKZX23-209】

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