小学数学和科学教学时的整合策略

小学数学教学和科学教学的整合策略

人们天生的好奇心使他们带着极大的兴趣来观察着周围的一切。从最早的人类开始他们在观察事物时，就经常数周围事物的个数，并热衷于计算事物的数量、进行分类以便更好地了解。这可以称得上是科学与数学最早在生活中的整合了。

科学是为了观察和解释已有的客观世界。数学与人类的活动息息相关，作为对客观现象抽象概括而逐渐形成的科学语言与工具，不仅是自然科学和技术科学的基础，而且在社会科学与人文科学中发挥着越来越大的作用。数学教育独立于科学教育，但不是说科学教育与数学教育毫无干系。这两者是能够相互渗透，并彼此提供知识和能力的支持的。将数学和科学进行适当的整合对我们的教学会大有裨益。

小学科学的教学离不开数学知识，这也是小学科学课程从三年级才设立的原因之一。如何用好、用活数学知识对自然科学知识的掌握和运用有很重要的作用。

一、科学实验活动中对数学知识的依赖。

因为测量是小学生进行实验活动的第一步，只有获得较为可靠的原始数据，才能进行后续的科学分析活动。小学科学教学中涉及的测量项目主要有：质量、体积、长度、时间、温度等。教师在教学到相应的实验章节时要考虑到学生在数学中学习的测量精度，数学中三、四年级小数及计算器应用的学习，高年级的测量数据可以出现小数并借助计算器帮助计算，大大提高了科学数据的可靠性。比如五年级学生在上《太阳和影子》一课时需要在操场上测量自己影子的长短，如

果让他们用自己带的直尺去量，不但不方便，而且测量误差会很大，这时教师就该提供软尺给学生，测量精度精确到厘米即可。反之四年级学生在测量水温时必须精确到个位，因为这个值的变化对实验结果影响很大，如果温度计上没有刻度，教师要指导学生学会正确估计。正确估计可以提高实验数据的准确性。

制作数据表、作图并解释它们，这些数学技巧及能力的发展也是学生从事科学探究活动的能力基础。在我们小学科学教学中，我们的课堂是让学生像科学家那样进行科学探究的课堂，他们在利用材料开展探究活动的过程中，学生们的观察能力和利用观察、实验结果分析问题的能力均会不断提高，他们从描述、测量开始，逐步学习比较，然后计算、测量、比较、绘图和解释图表，分析数据、寻找规律是他们从周围环境里要研究的材料中获取有用信息的必要工具。数学的确是科学探究的工具，与我们科学课堂确实应该紧密结合。

二、建立简单的数学模型，把科学理论抽象成“公式”。 一切科学原理最终都要形成数学模型才能被人接受和运用，小学生的发现也是一样，不能只是简单语言描述一下就结束。他们的发现里面包含了最基本的逻辑推理，有的还运用了数学方法，比如归纳类比等。教师如果抓住学生的思维核心，以图表绘画实物公式等形式，鼓励他们将自己的研究心得表达出来，这无疑会使得他们的科学学习迈上一个新台阶。

介于小学数学模型的学习，小学科学教学中最容易建立的数学模型主要有：图表、图画、表达式这三种。平时实验中的记录表就可以

看成一个简单的数学模型，它里面要包含自变量应变量结论等。表格设计也要考虑学生的数学阅读习惯，便于各个数值之间的联系和分析。数学中一、二年级对图画的方式的学习，使科学教学中对图画方式从三年级开始就可以运用，比如动植物的形态描述土壤的过滤方法等。表达式是数学模型中比较高级的一种，它在描述物理现象时所起的作用尤为明显。数学中四年级用字母表示数的学习，使小学高年级在科学教学中比较适合运用表达式建立数学模型。比如五年级学生在学习简单机械时，教师首先要讲到杠杆原理，教材上的内容只是让学生明白距离支点越远的物体产生的重力越大，并未作过深要求，可实际上只要分析一下实验数据，学生就会得出“动力臂×动力＝阻力臂×阻力”这样的猜测，这就是一个物理公式，如果学生能自己发现出来，教师应该引导他们建立这个数学模型，因为这要比以后直接告诉他来得更有意义。

同时，数学教师也要根据科学课程的进行灵活调整数学教学内容，为科学探究过程中所需的数学技能奠定基础。例如，在小学数学的教材编排中，每个年级都会涉及到统计的知识。带领学生学习统计知识难道只是为了让他们学会如何制作统计图统计表或者计算平均数吗？并非如此，学习的主要目的是能将所学的知识运用到生活当中去，并能以此来解决问题，而统计这一部分内容是与生活联系最为密切的。

（二）要加强两学科之间的联系与沟通

对于实现学科的整合，单凭一个学科教师独立来完成，会有很大的阻碍，所以需要各个学科教师之间进行合作交流。以最直接的方法在最短的时间内获得最广泛正确的综合性的教学资源。要实现科学课程与数学课程良好的整合，就需要科学教师和数学教师之间竟密切的交流和联系，通过两者之间的有机结合来促进学生的全面发展。

同时，数学教师也要根据科学课程的进行灵活调整数学教学内容，为科学探究过程中所需的数学技能奠定基础。例如，在小学数学的教材编排中，每个年级都会涉及到统计的知识。带领学生学习统计知识难道只是为了让他们学会如何制作统计图统计表么？并非如此，学习的主要目的是能将知识运用到生活当中去，而统计这一部分内容是与生活联系最为密切的。还是以《种子的萌发》为例，种子萌发过程中，有太多的相关变量应进行纪录，如果单纯教孩子记录下数据，是不利于知识在学生头脑中形成系统有序的直观形象的。然而只要在三四年级的数学课上学习了统计，这些问题就会迎刃而解！不但信息的获取简洁有效，而且对知识的印象也更为深刻。

这样的整合不仅减轻了学生的负担，更重要的是不同学科课程得以相通、整合，使学生能得到了更好的发展。

由此不难发现，科学教育和数学教育是一种不分主次的良好意义上的相互刺激的关系。因此，两者要在相互融合的基础上才能够真正的实现课程标准中关于改革的要求。

上传: cgj789 更新时间：2012-3-21 阅读： 24

小学科学学习强调要以探究为核心，在科学课堂中应根据科学教学本身的特点，寻找与数学课程综合的切入点，创设具有丰富性、挑战性和开放性的教学环境，追求真实、互动，让数学课堂焕发生命的活力。 一、科学课程与数学课程的关系

对于数学与科学的关系，真可谓源远流长。从最早的人类开始他们的观察活动时，就经常数周围事物的个数。人们天生的好奇心是他们带着极大的兴趣来观察着周围的一切。他们热衷于计算事物的数量，并将他们进行分类以便更好地了解。这使得科学与数学在人类早期文明中就已经紧密联系起来。

数学是自然科学的基础，也是重大技术发展的基础。数学教育独立于科学教育，但不是说科学教育与数学教育毫无干系。这两者是能够相互渗透，并彼此提供知识和能力的支持的。在现代科学发展的进程中，科学技术数学化是一个很重要的手段。小学科学的教学离不开数学知识，如何用好、用活数学知识对自然科学知识的掌握和运用有很重要的作用。 二、小学科学课程与数学课程整合的意义

（一）那么科学探究究竟是什么呢？美国国家科学教育标准中有这样一段精辟的论述：“科学探究指的是用以研究自然界并基于此种研究获得证据提出科学解释的多种不同途径。”现行的“科学”课代替了“自然”课，是因为科学可以指导学生获得一些浅显的自然科学基础知识，同时培养他们的科学志趣，以及学科学，用科学的能力，准确地概括课程的内容。既让学生获得科学知识，又让学生学习科学的探究方法；既培养学生对科学的兴趣，有培养他们科学的自然观。有一个耳熟能详的典故，叫做“与其授人以鱼，不如授人以渔。”是的，我们现在处于知识经济时代，所谓的科学技术日新月异，信息狂轰乱炸。教师不可能把样样东西都学会，弄通了再去教学生。因此，学生必须学会学习，才能适应当今社会；学生必须学会探究，才能积极主动地去掌握科学信息。这也是教材编写中之所以有这样具有综合性，关联性的内容来帮助实现多领域学习的原因。目的均是全面提高科学素养，即对待科学的情感态度价值观。这样的科学课程内容突出了“整合”与“探究”两个特点，要求教师积极探索科学课程与其它各门课程整合的内容与途径。 （二）加强两门学科之间的整合更有利于促进学生的发展 1、数学课程中整合科学课程内容可使数学课程更加生动

无论基础课程改革进行的如何顺利，数学知识本身所具有的纯粹性和抽象性始终会让大多数学生举步维艰。随着改革的进行，数学教师已经注重以创设情景的方法来激发学生的学习兴趣，从而引起学生的注意。但是，数学书上的题目是由编者设计好的，数学课上的题目大多是老师设计好的，学生只是按照老师的题目去思考、去解题，抽象的数学概念和纯粹唯一的数学答案，难免会使数学学习有一些形式化。这使得学生的想象力被禁锢在一个固定的框架内，形成了思维定势便不利于思维的发展。对于这种现象，如果能够将科学探究这一学习方式融入到数学课程学习中，数学题目中的一些数据是学生亲自实践得来的，那么学生在解题

时，效果会非常好，而且也体现出数学来自生活、数学来自实践的观念。这样既有利于数学思维的发展，又能够实现《纲要》中关于课程综合化的要求。 2、科学课程中整合数学内容可使科学探究更加严谨、准确

小学科学的教学离不开数学知识，如何用好用活数学知识，对自然科学知识的掌握和运用有很重要的作用。数学作为科学的工具主要有两个各个功能。一是把科学理论抽象成“公式”，另一是对自然现象定量的描述与测量。在小学阶段，数学在科学中的作用主要表现在第二功能。如：计算、测量、形状、位置、制表作图以及用数学语言来描述解释图表。如果只是将科学中观察的现象和测量的数据进行一下大致的了解，不但不会实现科学课探究的目的，同时还有悖于科学的学习态度。因此，将数学运用到科学探究中可以使科学探究更加严谨、准确。

三、科学课程与数学课程融合的方法

（一）教师要提高自身的综合素质

新的课程纲要和课程标准，为教师提供了一个新的课程环境。通过教师对课程内容的把握可以发现新课程增加了不确定性，对教学内容的不确定性更为明显。课程的综合性加大，教材与教参为教师留有极大的余地，教师需要费很多时间去查找资料补充教材的内容，需要通过课堂教学培养学生解决实际问题的能力。教材的处理、学生的新特性、教法的变革等都使教师面临新时代的挑战，需要教师不断的充实自己，加深自己专业的修养，也要放宽自己的视野，不能忽视其他相关联的学科。只有不断的提高自身的综合素质，才能顺应新课程发展脚步，全面的带动学生多方位的发展！

在要说科学之前，我要先说说数学，数学作为一门理论学科也作为一门应用学科，它的首要价值是如何能够被应用于现实世界中发生的问题上。数学是从量的角度来研究，反映客观世界及其规律的工具。科学与数学的结合成为了现代科学的一个重要特点。近代科学的发展，是同数学方法的应用和发展紧密联系的。数学本身并不是目的，而是一种工具和手段，这在应用数学中表现得非常具体和清楚，应用数学的目的就是为了给某一具体科学提供适当而有效的数学方法。比如，伽利略从量的角度入手，他不纠缠于落体运动的加速度的原因，而是在于揭示落体是按照怎样的数量关系降落的，决定用公式来表达量的知识。他因此发现了落体定律，得到惯性定律。

一、测量——观察的重要手段

在数学课中有测量，而在科学课中也有测量，但这并不意味着他们是一回事，他们有着明显的区别。数学课中关于测量的内容，其目的是要让学生学会利用一些工具进行测量，如会使用直尺、米尺等测量工具，应该说这是一种技能的学习过程，以学会工具地使用作为最终目的。然而，科学课中涉及到的测量内容，其重点不是在工具的使用上，而是在如何更好地利用测量这种手段为学生的科学探究活动服务，引导学生在探究中适时地运用这种手段，去获取自己所需要的信息。他更注重学生用好这种手段。学生在接触科学课的第一个内容——《我看到了什么》一课中，学生就已经涉及什么才是真正的观察，尝试理解怎样才是真正有目的地观察，才是科学探究中地观察，而就是在这第一个活动中就已涉及了测量这一手段地应用。

师：我们能用其他方法来研究植物吗？ 生：手摸。 师：怎么摸？

生：摸树叶，摸树的枝条。 师：树叶、树枝的什么？ 生：滑不滑。

师：对，用手摸树的各部分是光滑还是粗糙的。你很聪明，说得很对。 板书：手摸

生：还可以闻，闻树叶，闻树条。 师：香不香，对吗？ 生：对 板书：鼻子闻

生：还有耳朵听，听风吹过树叶的声音。

师：很好，耳朵听声音，有位教师还扒在树干上听树干发出的声音呢！ 板书：耳朵听

师：还有吗？想到的都可讲，错了没关系。 生：嘴吧尝，有没有味道。 师：尝什么？树皮？树叶？ 其他学生笑了

师：树皮、树叶老师尝过，味道挺不错，你很勇敢，敢于想别人不敢想的，老师鼓励，勇敢的去尝试吧！

师：如果我们在一棵大树前面，要知道树干有多粗，怎么办？ 生：手抱。

师：手都抱不过呢？ 生：两人、三人一起抱。 师：我们还可用（出示皮带尺） 生：用尺量 板书：用尺量

从这里尺子地运用，到今后温度计、弹簧秤、天平秤等工具地运用，测量这一手段始终与学生的探究活动紧密伴随，从始至终服务着学生的科学探究。从案例中可以看出，我们的目的是要在科学课中引导学生在科学探究过程中根据需要，适时地想到测量这一观察手段并较好地选择适合的测量工具进行观察，得到自己所需要的数据，让学生的探究活动更加的“真刀真枪”，更具有科学的“味道”。

二、运用统计，寻找事物规律

曾听一位老师上《豌豆荚里的豌豆》一课，教学活动中的一个环节就是引导学生探究豌豆荚里有多少豌豆。首先给学生设置一个问题：豌豆荚里有多少粒豌豆？学生无法用一个比较精确的数字来回答，于是就想到把豌豆荚剥开来数一数。学生数完之后又发现有两粒的、三粒的、四粒的等等，各种各样，里面的粒数是不确定的，随后老师马上引导既然不能用精确的数字来做出回答，那怎么办呢？学生讨论后提出可以找出一个大致的范围。接着，师生一起讨论怎样较科学地确定豌豆荚里的豌豆数范围，学生们统一了认识就是数的豌豆荚尽量的多一些，这样才比较准确一些。最后学生分小组分别数了12节豌豆荚，将结果记录在老师提供的记录表上。附记录表

我们小组12个豌豆荚里的种子数 第 小组

0粒 1粒 2粒 3粒 4粒 5粒 6粒 7粒 8粒 9粒 9粒以上 我们所剥的12个豌豆荚中：

0粒种子的有 个；1粒种子的有 个；2粒种子的有 个； 3粒种子的有 个4粒种子的有 个；5粒种子的有 个； 6粒种子的有 个；7粒种子的有 个；8粒种子的有 个；

9粒种子的有 个；9粒种子以上的有 个。 在自己的小组统计表上，能看出几粒种子的比较多吗？ 比较个人和小组统计表：你们有什么新的发现？

老师又把各小组的数据汇总了起来，这样全班就有了144节豌豆荚，学生在结果面前很快发现，豌豆荚里豌豆的数目大部分是3至6粒。很明显，在这个教学实例中，运用了统计方法来引导学生发现豌豆荚里豌豆数量的规律，而早在三上教材中就有这种方法地应用，就是一把米的统计。我感觉，这一活动的价值其实并不是在于学生明白了豌豆荚里豌豆数量的规律，而真正的意义在于让学生感受从事物中得到的数据具有很大的偶然性，作为客观事物的一种数量表现,是事物必然性与偶然性共同作用的结果，例如随便剥一节豌豆荚得到的数目。要去掉这个偶然性就必须利用这样的方法，统计方法可以尽可能去掉数据所呈现的偶然性,找出统计数据中所隐含的内在规律性。这是一种非常重要的科学探究手段，对于学生今后在探究事物的内在规律时将起到至关重要的作用。

三、图表，将数据分析推向深处

之前谈到学生在探究活动中经常运用到统计的方法，而对于一般比较简单的探究问题，学生通过对统计得到的数据进行分析就可以发现事物内在规律，而一些稍复杂的内容，光看数据就不那么容易了，这样曲线图、分布图等图表的运用就显得十分必要了。如在六年级《抵抗弯曲》一课的教学中，学生通过实验获得了一组关于纸的厚度与所承受垫圈数量的数据，根据教材安排此时教师要引导学生利用这组数据制作出一份曲线图，学生面对曲线图会清晰地看到随着纸的厚度的增加，它所承受的垫圈数量也随之增加，曲线不断上升。有老师说，这里不用曲线图学生同样可以非常顺利地发现这个规律，更何况要教会学生制作这个曲线图得花费相当量的时间和精力，有这个必要吗？我感觉，单从这节课来说，这一手段地运用确实用处不那么明显，但我们不能忽视了我们科学课的任务是培养学生的科学素养，提高科学探究能力。而能够利用这样的图表来将客观事物的量抽象出来，去研究、发现事物所蕴涵的内在规律，我想这就是一个人科学素养的一个重要方面呀。因此从长远来考虑，我们花一些时间引导学生学会利用这样的手段和技术去探究科学问题，发现自然规律，对于他们探究能力的提高应该是客观需要的。 四、数据分析中，培养逻辑思维

学生逻辑思维地培养似乎在数学课中提到的机率更高一些，也公认为是数学课中重要的一个任务，而在科学课中人们总是不太注意这个问题，其实不然，我们的科学课同样是对学生进行逻辑思维培养的重要一环，而且我感觉丝毫不逊色于数学课。

科学的结论是探究与分析的结果，结论是建立在证据的基础之上。从实验中获得了充分的事实证据，而逻辑推理则获得理论上的证据。整理数据，是一个审视收集的资料是否符合观察事实、选择相关数据、排除不可靠信息的过程，是一个运用批判性和逻辑性思维分析证据与解释之间关系的过程。学生应学习如何分析、总结从简单实验中得到的数据，并正确运用逻辑思维，对结果作出解释，同时考虑如何选择相关的证据解释奇异数据。

如《磁铁的磁性》一课，学生研究磁铁各部分的磁力大小，发现磁铁中间部分能吸回形针的个数为0，从而推导出磁铁的中间部分没有磁性，此时，老师应引导孩子从更多的角度去思考：一种可能是的确没有磁性；还有一种可能是磁性较弱，不能吸起回形针。那么，如果换成大头针呢？换成比大头针再轻一些的东西（如1/2根、1/4根大头针）呢？换为足够轻的东西呢？引发孩子课后继续思考、尝试，从而纠正学生认为的不能证明存在的即为不存在的逻辑错误。

另外，孩子们还常犯以偏盖全，如以一次观察实验数据中得出普遍性结果、简单地将相关事件解释为因果关系等错误，需要我们在研究的交流反思阶段，交流过程和结果并重，以归纳法和演绎法为主，有意识地培养他们的逻辑推理能力。

从以上的论述，你是否会发现，在学生的许多科学探究活动中，科学与数学的结合是如此的密切，两门学科的许多概念和技能均可以统一到一项学习活动中，数学的技能可以而且必须应用到科学实践课的教学中，注意到这一点对于我们上好科学课将会大有益处。让我们在科学课中请来数学这位益友吧，更好地为提高学生的科学素养服务。

将科学史渗透到数学教学中，可以拓宽学生的视野，进行爱国主义教育，对于增强民族自信心，提高学生素质，激励学生奋发向上，形成爱科学、学科学的良好风气有着重要作用。对此数学教学是有许多工作可做的。下面仅以讲授初三几何第七章“圆”为例，就如何将科学史融入课堂教学谈谈我的做法与体会。 一、结合教材内容，“见缝插针”，使科学史自然融入课堂教学。

“圆”是一个古老的课题，人类的生活与生产活动和它密切相关。有关圆的知识在战国时期的《墨经》、《考工记》等书中都有记载，授课中将有关史料穿插进去，作为课本知识的补充和延伸。例如讲解圆的定义与性质时，我向学生介绍，约在公元前二千五百年左右，我国已有了圆的概念，考古说明我国夏代奴隶社会以前的原始部落时期就有圆形的建筑。至于圆的定义和性质在《墨经》中已有记载，其中，“圆，一中同长也”，即圆周上各点到中心的长度

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