何國(guó)軍

長(zhǎng)期以來(lái)，我們過(guò)多的界定各學(xué)科的特點(diǎn)和內(nèi)涵，不同學(xué)科目標(biāo)的差異。數(shù)學(xué)課程獨(dú)立于科學(xué)課程，不是說(shuō)科學(xué)與數(shù)學(xué)教學(xué)毫無(wú)瓜葛。兩者是相互滲透，并彼此提供知識(shí)和能力支撐的。筆者從大課程的背景下重新審視科學(xué)教學(xué)，探討新形勢(shì)下科學(xué)與數(shù)學(xué)教學(xué)的整合。從知識(shí)、技能和活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)三個(gè)方面尋找交集，有機(jī)整合。

小學(xué)科學(xué)與其他學(xué)科教學(xué)的整合是當(dāng)前科學(xué)教育的一個(gè)熱門話題，也是目前學(xué)科教育研究的一個(gè)方向。小學(xué)科學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，但在課程時(shí)代性、整體性、高效性等方面還有待加強(qiáng)。筆者認(rèn)為，小學(xué)科學(xué)課程應(yīng)該以科學(xué)課為核心，形成百花齊放的跨學(xué)科學(xué)習(xí)，讓科學(xué)課與數(shù)學(xué)課程有機(jī)結(jié)合。小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)以探究為核心，科學(xué)課上學(xué)生表現(xiàn)出非常高的熱情，興趣濃厚，科學(xué)課總也上不夠；而數(shù)學(xué)教學(xué)是為了培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和推理能力，從而解決身邊的各種數(shù)學(xué)問(wèn)題。兩者雖有差別，但也有明顯的交集。引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的方法提出猜想并驗(yàn)證，得出結(jié)論來(lái)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題；同時(shí)可以用數(shù)學(xué)知識(shí)、技能來(lái)驗(yàn)證或解釋科學(xué)的奇妙。

一、整合知識(shí)，整體建構(gòu)

學(xué)科知識(shí)在課程學(xué)習(xí)中起著基礎(chǔ)和核心作用，沒(méi)有學(xué)科知識(shí)就沒(méi)有課程，更談不讓課程整合。因此小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)科的整合，首先面臨的是學(xué)科知識(shí)的整合?？茖W(xué)和數(shù)學(xué)兩門學(xué)科在知識(shí)上互相交織，螺旋上升，由于學(xué)科特點(diǎn)不同，教材呈現(xiàn)的時(shí)間不同步，有不同年級(jí)的，也有同一學(xué)期內(nèi)不同時(shí)期的。學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)，如果缺乏相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握，將直接影響科學(xué)結(jié)果的習(xí)得，學(xué)生往往舉手無(wú)措。然而，小學(xué)科學(xué)與數(shù)學(xué)知識(shí)同樣存在著相似的地方，可以有效地進(jìn)行整合。

例如：“地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)”的教學(xué)，筆者與年月日的整合。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)實(shí)際上是有規(guī)律性的事件，也就是數(shù)學(xué)上的周期現(xiàn)象。將月相和一年四季變化都看成是一個(gè)周期，不論是自轉(zhuǎn)還是公轉(zhuǎn)都是周而復(fù)始的不停出現(xiàn)的。地球公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，地球自轉(zhuǎn)的時(shí)間，與年月日有著緊密而復(fù)雜的關(guān)系。年月日的知識(shí)是抽象的，類似這樣的數(shù)學(xué)知識(shí)數(shù)不勝數(shù)，而數(shù)學(xué)知識(shí)的抽象性和純粹性在自然界和生活實(shí)際中總能找到答案。

二、綜合技能，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

科學(xué)技能包括，提出科學(xué)問(wèn)題、運(yùn)用科學(xué)知識(shí)、解釋科學(xué)現(xiàn)象；而這些技能同樣也包括科學(xué)態(tài)度、科學(xué)能力和科學(xué)精神等。這些技能的高低都依賴于學(xué)生觀察力和測(cè)量水平的高低。觀察是小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)的源頭和基礎(chǔ)，學(xué)生通過(guò)對(duì)身邊事物耐心、仔細(xì)、系統(tǒng)地觀察，并從觀察中發(fā)現(xiàn)科學(xué)問(wèn)題。在科學(xué)和學(xué)習(xí)中，觀察力是學(xué)習(xí)能力的重要指標(biāo)，也是學(xué)生的核心心智水平高低的體現(xiàn)。學(xué)生的觀察力是在科學(xué)探究中逐漸形成的，必將成為一種重要的心理品質(zhì)。如果僅僅以科學(xué)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)量和分析，或進(jìn)行大致的了解，不但不會(huì)達(dá)成科學(xué)探究的目的，還可能有?？茖W(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度。所以，將數(shù)學(xué)觀察力和測(cè)量水平運(yùn)用到科學(xué)探究中，可以讓科學(xué)更科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)。

例如：“影子與太陽(yáng)高度”的教學(xué)，其實(shí)學(xué)生對(duì)同一時(shí)間，同一地點(diǎn)影長(zhǎng)與物體高度的關(guān)系已經(jīng)有了一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。這種認(rèn)識(shí)是淺顯的，而學(xué)生對(duì)知識(shí)本質(zhì)的學(xué)習(xí)必須依賴數(shù)學(xué)測(cè)量和計(jì)算。筆者事先讓學(xué)生測(cè)量同一時(shí)間物體的影長(zhǎng)和高度并記錄數(shù)值，再帶人數(shù)學(xué)課堂。在課堂中，學(xué)生根據(jù)測(cè)量結(jié)果，通過(guò)觀察、計(jì)算，發(fā)現(xiàn)同一時(shí)間不同物體影長(zhǎng)和高度的比值是一定的，也就是成正比例的。也可以根據(jù)數(shù)值，讓學(xué)生在二維坐標(biāo)系中畫圖研究，坐標(biāo)系中的橫軸和縱軸分別表示物體影長(zhǎng)和高度，把每個(gè)物體的影長(zhǎng)和高度用不同的點(diǎn)標(biāo)出，發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)連接起來(lái)是一條直線。

三、積累經(jīng)驗(yàn)，拓展學(xué)習(xí)

小學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，它不僅強(qiáng)調(diào)科學(xué)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，而且對(duì)科學(xué)教育的定位是科學(xué)啟蒙。學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成必將是一個(gè)長(zhǎng)期而復(fù)雜的過(guò)程，它以學(xué)生科學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的積累為表征?？茖W(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的積累能培養(yǎng)科學(xué)精神和態(tài)度，從而提升學(xué)生科學(xué)研究的能力。由于小學(xué)生認(rèn)知水平還處于發(fā)展的初級(jí)階段，學(xué)生數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的積累還依賴于感性、直觀的科學(xué)活動(dòng)，單純的科學(xué)活動(dòng)必然依靠數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)才能順利實(shí)施。小學(xué)科學(xué)和數(shù)學(xué)教學(xué)密不可分，用數(shù)學(xué)的嚴(yán)密性來(lái)研究科學(xué)問(wèn)題，為科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)支撐。因此，教師在組織科學(xué)活動(dòng)中，要綜合考量各種因素，既能明顯的得出結(jié)論，從而構(gòu)建知識(shí)，又要便于操作進(jìn)行實(shí)證。在這種操作和實(shí)證階段，學(xué)生的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。加強(qiáng)科學(xué)課程中數(shù)學(xué)知識(shí)、能力的應(yīng)用教學(xué)，能夠使學(xué)生對(duì)科學(xué)由感性的、淺顯的認(rèn)識(shí)向理性的、深入的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化。

例如，“細(xì)胞”的教學(xué)，教材中只是給了圖片和文字來(lái)描述細(xì)胞的分裂和繁殖，這僅僅是對(duì)結(jié)果的呈現(xiàn)，忽視了對(duì)學(xué)生細(xì)胞分裂過(guò)程的再現(xiàn)。而分裂的過(guò)程，恰恰是一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，多數(shù)學(xué)生不易理解。筆者給學(xué)生講“棋盤擺米”的故事，嘗試在棋盤的第1格放1粒，第2格放2粒，第3格放4粒，然后是16粒、32?！?，嘗試在紙上畫細(xì)胞分裂圖，學(xué)生在數(shù)學(xué)故事和活動(dòng)中由難生智，準(zhǔn)確的理解了細(xì)胞的分裂形式和過(guò)程。

科學(xué)與數(shù)學(xué)教學(xué)的整合，絕不是簡(jiǎn)單形式上的疊加，而是內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上的融合。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)重視學(xué)生知識(shí)、技能和活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的積累。小學(xué)科學(xué)和數(shù)學(xué)的相互融合，可以改變它們孤立的局面，保持它們相對(duì)獨(dú)立的情況下，加強(qiáng)科學(xué)教學(xué)和數(shù)學(xué)教學(xué)的相互融合是課程整合的必然趨勢(shì)。兩者相輔相成，猶如給學(xué)生的拓展學(xué)習(xí)插上一對(duì)隱形的翅膀，比翼雙飛。