小学数学与科学课程相关性研究

雷莉

【摘要】在“双减”教育改革的背景之下，小学科学教育提倡减负与提质的素质教育，更加关注学生学科素养的培养和发展，突显了小学生科学素养的重要性，也说明小学科学学科教学水平提高的亟需性。培养人的全面发展，也是数学学科新课程改革的重点目标。数学课程标准提出，数学课程必须加强联系，这个联系包括注重数学内容不同模块互相的联系，数学学科和其它学科特别是理科科目的联系，数学知识和现实生活实际的联系。小学数学学科和科学学科都是理科科目，我们应该建立两者间跨学科的相关性。

【关键词】小学;数学;科学;相关性

作为基础教育课程改革的新领域，“小学数学与科学课程相关性研究”是重视学科交流的具体化内容，成为了新课程改革的重要教学内容，对小学数学与科学课程教育将会产生重要影响。对于教师而言，相关性教学具有的综合性和实践性为教师的教学方式提供了新体验，给小学数学与科学课堂的教授注入了新元素和新角度;对于学生而言，在跨学科组建的新情景下学习，既转被动学习为主动学习，又能优化知识点的系统性和完整性，同时还能培养自主探索及合作学习的能力。小学数学与科学课程的相关性教学，必须建立在有效的教学资源直接或间接的整合下。因此，笔者研究了以人民教育出版社出版的《义务教育课程标准实验教科书·数学》教材、由教育科学出版社出版的《义务教育课程标准实验教科书·科学》教材为研究教材，梳理整合小学数学与科学课程相关内容的教学资源，分析相关性教学过程中存在的问题，并尝试依据一线教学经验制订相对应的解决策略。

作为一名小学科学教师，笔者根据自身一线工作经验，在认真梳理当前小学使用的数学教材和科学教材的基础上，关注学生学习思维的相关性，如，推理能力、空间想象能力、数据分析观念、时间感知等，基于教学实际和教学目标提出相关性教学策略。下面，笔者以具体的教学案例进行说明：

一、小学数学《时、分、秒》和小学科学《时间在流逝》相关性教学

1.教学分析和学情分析

《时、分、秒》这节课属于人教版小学数学三年级上册的内容，学习本节课时，学生的前概念已经对“整时”和“半时”有了一定的认识，而且生活中经常出现时间的运用。所以，学生对本节课的内容不感觉陌生。本节课的教学目标是认识时间单位：分、秒，理解1时=60分，1分=60秒的关系;正确认读钟面上的时刻;培养学生养成遵守和爱惜时间的好习惯。与此教学内容相联系的是教科版科学五年级上册第三单元《计量时间》中第一课《时间在流逝》。教学目标是：1.知道时间有时是指某一时刻，有时则表示一个时间长度;知道阳光下物体影子的方向、长短会慢慢地发生变化。2.借助自然界有规律的事物和现象，我们可以估计时间;学会运用多种方法感受1秒钟、1分钟的长短，树立爱惜和遵守时间的观念。由于教学目标存在重复交叉，因此选取此课作为相关性教学，可以让学生知道时间是可以测量的，掌握时间单位之间的关系换算，并且学会在生活中感受时间变化的程度。

2.教学过程

在本节课的教学中，笔者挖掘“時、分、秒”这一具体内容的相关性，设计了以下教学探究活动：探究一，教师引导学生在课堂上做一些简单的身体活动，要求必须在一分钟完成。例如，教师计时一分钟内，让学生跳绳并且数数记录下来，或者数数自己的心跳、呼吸和脉搏。通过这个活动，学生可以直观感受一分钟大概有多长。探究二，教师出示时钟，指导学生辨别时针、分针、秒针，并且观察它们的转动方向和规律，让学生知道时钟上“大格”和“小格”的含义和关系，进而掌握时、分、秒三个时间单位的进率规律，同时完成教师给出的进率关系习题，如，1时=60分，1分=60秒。探究三，把数学知识迁移到科学知识中去，以树影为例，通过日常生活观察举例说明树影方向和太阳方向相反，从西边（上午）到东边（下午），一天当中树影长度的变化规律是从长（上午）变短（中午）再变长（下午），提醒学生可以借此科学规律初步感知时间的变化。探究四，在此活动中，教师总结本节课所学关于时、分、秒的数学和科学知识，并且启发学生积极思考，查阅相关资料，探索关于时间更多有趣的问题，如，进率为何是六十？时间能重复吗？时间能倒转吗？并且交流汇报。让学生整合数学与科学知识，真正学会用知识解决问题，以趣味性丰富学生对时间的感知。

3.教学分析

在“时、分、秒”的教学中，主动寻找数学和科学知识的链接点，引导学生关注人的脉搏、心跳，太阳底下影子的长短、方向随时间变化等现象与时间的关系，让学生感直观感受一分钟大概有多长，知道不同时间单位之间的关系。进而把科学知识与数学中时间的内容建立相关性，让学生知道可以通过太阳影子的变化规律来判断时间。以树影为例，通过日常生活观察举例说明树影方向和太阳方向相反，从西边（上午）到东边（下午），一天当中树影长度的变化规律是从长（上午）变短（中午）再变长（下午）。通过数学与科学的相关性教学，让学生通过自身身体规律、太阳与影子变化规律等自然现象，理解时间单位：分、秒，理解1时=60分，1分=60秒的关系;正确认读钟面上的时刻;培养学生养成遵守和爱惜时间的好习惯。同时，达成小学数学与科学的教学目标，使学生对时间的感知产生新的认识，树立爱惜和遵守时间的观念。

二、小学数学《折线统计图》和小学科学《测量气温》相关性教学

1.教学分析和学情分析

《折线统计图》是人教版小学数学五年级下册的教学内容，位于第七单元《统计》，而《测量气温》是教科版科学三年级上册第三单元《天气》第三节课的内容，两节课都要求学生掌握折线统计图的作法，要求学生能从折线统计图中读出相关的温度等数据信息。因此，这两节课在教学时应该适当整合，进行相关性教学。本节课的教学目标是运用小组讨论、探究、汇报、交流的方式，学会从折线统计图中获取不同时间具体温度信息，并且能读出温度随时间变化的趋势;学会使用温度计测量气温和体温，能够正确度数和记录温度;掌握绘制折线统计图的方法，能够绘制条形统计图和折线统计图进而分析气温变化的规律。在学习思维方面，这两节课都注重培养学生的数据分析观念。

2.教学过程

在本节《折线统计图》和《测量气温》相关性教学课堂中，笔者设计了以下教学探究活动：探究一，学生在教师的演示、引导下，学会正确使用温度计（图1），能够测量出教室里的气温，并且学会温度的读法和写法。通过这个活动，可以让学生掌握科学实验材料——温度计的正确使用方法，保证学生收集数据的可靠性。探究二，教师出示简单的折线统计图（图2），让学生从条形统计图的前概念迁移到新授知识，能从给定的折线统计图中获取相关信息，掌握折线统计图的绘制方法。探究三，教师布置学生完成课后作业任务，回家收集连续的一个星期同个时间段的温度信息，并且绘制成折线统计图（图3）。探究四，教师出示别的学生绘制的折线统计图，提问学生：你能读出这个星期二的气温是几摄氏度吗？你能读出这个星期气温变化的趋势吗？通过以上四个活动，让学生在活动中学习，融会贯通数学知识和科学知识，能使教师和学生更加系统地达成《折线统计图》和《温度与气温》的教学目标，培养学生的数据分析观念，同时，提高学生运用数学知识和科学知识解决生活中实际问题的能力。

3.教学分析

在小学数学知识“统计与概率”的教学中，统计数据过程缺乏客观真实性，缺乏贴近生活的实际数据基础，造成统计过程过于形式化。在《天气》的教学中，以天气的温度变化记录表作为教学工具，进行数学与科学内容的相关性教学，引导学生使用数学知识，绘制温度变化的条形统计图和折线统计图。同时，学会从统计图中读出温度等数据，将科学的统计过程和统计结果与数学的绘图相关联，把数学知识运用在生活实例中。在本节课的教学中，学生既达成了掌握科学工具的使用方法的目的，又通过温度计的使用和亲自动手测量，体验了数据收集的过程。同时在有趣的科学学习中，达成了数学课程折线统计图知识点的掌握，使数学和科学教学更加丰富、生动、有意义，培养了学生在数学和科学课堂上的合作意识和自主探究能力，同时还培养了学生的数据分析观念。

三、小学数学《年、月、日》和小学科学《地球的运动》相关性教学

以小学数学《年、月、日》和小學科学《地球的运动》相关性教学为案例详细说明：

1.教材分析和学情分析

《年、月、日》属于人教版数学三年级下册的内容，在本节课的学习之前，学生已经通过《认识时间》初步了解了时间的概念，如，时、分、秒等时间单位，知道时间是流逝的，并且可以通过周围事物感知的。本节课的教学目的是让学生自主探究年、月、日之间关系，教学目标是在观察年历卡的活动中，引导学生认识时间单位，知道大月、小月的区别，能记住各月的天数，知道平年、闰年的区别。教科版《地球的运动》是六年级上册科学的内容，旨在使学生知道地球确实在自转和公转，自转的周期为24小时，形成昼夜交替现象，公转周期为一年，形成一年四季现象。以上两节课都归属于时间领域，都有共同的教学目标和教学内容。因此，把这两节课整合教学，能让学生形成系统完整的时间概念，同时达成了数学和科学的教学目标，激发学生寻求跨学科学习的主动性，使学生对时间的感知产生新的认识。

2.教学过程

在本节相关性教学过程中，笔者根据数学和科学的教学目标设计了以下教学探究活动：探究一，教师引导学生举例说出一些特定的日子，例如，生日、开学日、教师节、六一儿童节等，使学生感受到不同的日子可以具有不同的意义。探究二，教师给学生发记录表，让学生填写年历的月份、天数等，引导学生一边填写数字，一边体会到月份有“大月”“小月”之分，并根据教学资料的辅助，阅读古罗马教皇规定每月天数的故事，了解古人取名大、小月的用意、渗透数学文化，经历数学文化创造的过程。并且引导学生发现2月份的特殊性，发现2月的天数有 28 天和 29 天两种情况，进而引导学生知道闰年、平年的意义及规律。探究三，教师播放地球自转、公转的视频，讲解地球自转和公转的定义和产生的原因，让学生深入知道一年四季产生的原因是地球围绕太阳公转，月产生的原因是月球围绕地球公转，日产生的原因是地球自转。让学生在本节课的学习中，切实掌握天体运行等自然现象背后的数学规律，培养学生对自然现象的探究兴趣，尝试利用数学工具解决迷思。在这个活动中，教师进一步解释闰月产生的原因，引导学生从地球自转和公转的时间，计算出每四年多一天即是闰月。探究四，教师激发学生的思维发散，鼓励学生提出关于本节课感兴趣的问题，布置学生回家搜索资料，尝试从数学知识和科学知识解释农历、公历等概念的区别。

3.教学分析

在本节课的教学中，教师从生活中的事例引入新课，把数学教学与生活中的自然现象结合起来，为学生设置了科学情景。探究三呈现了科学的介绍性材料和地球自转、公转的视频，让学生深入知道一年四季产生的原因是地球围绕太阳公转，月产生的原因是月球围绕地球公转，日产生的原因是地球自转的同时围绕太阳公转，从本质深层次以数学知识解释了科学现象。同时又根据地球自转的小时数，解释了平年、闰年、闰月等知识，赋予数学公式丰富的科学背景和规律，进而同时完成了小学数学与科学的教学目标，使学生对时间的感知产生新的认识。但是，本节课知识目标较多，如果整合性教学，需要的课时不应该只设置在一节课，并且跨越了三年级和六年级，如果教材编排能够更紧凑。例如，都安排在同一个年级，学生的接受程度应该大大提高。

在以上教学案例中，笔者不断反思。笔者认为，教师应该制订适宜的相关性教学目标，合理安排数学与科学相关性内容教学时间，教学设计必须能够准确把握当前数学与科学相关性的教学资源，了解相关性教学的内容和策略，重视学生的“学”和教师的“教”。在教学过程中应该整合相关性教学资源，变“单一化”为“多元化”，并且应用适当的课堂评价。同时，教师应该提高自身的科学素养，在丰富的科学教学情境中解决学生学习的迷思，让学生对数学和科学知识产生系统的整合，在日常教学中注重数学和科学的相关性教学，提高小学生学习数学与科学知识的兴趣，从而提升课堂效率，在达成知识目标的同时培养学生的数学和科学学习思维，如，推理能力、空间想象能力、数据分析观念、时间感知等，最终完成育人目标。

责任编辑  杨  杰