一、開篇：為何要推動小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)的深度整合？演講人CONTENTS開篇：為何要推動小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)的深度整合？理論奠基：小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)整合的邏輯起點實踐路徑：小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)整合的具體實施|維度|評價內(nèi)容|評價方式|挑戰(zhàn)與對策：整合教學(xué)的落地保障結(jié)語：讓數(shù)學(xué)與科學(xué)在兒童心中“生長”目錄2025小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)整合課件人教版課件01開篇：為何要推動小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)的深度整合？開篇：為何要推動小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)的深度整合？作為一名深耕小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)12年的一線教師，我常觀察到這樣的矛盾：學(xué)生能熟練計算“長方形面積=長×寬”，卻在科學(xué)課測量植物葉片面積時無從下手；能準(zhǔn)確繪制條形統(tǒng)計圖，卻對科學(xué)實驗中“溫度變化與時間的關(guān)系”數(shù)據(jù)整理毫無思路。這種“學(xué)用脫節(jié)”的現(xiàn)象，讓我深刻意識到：數(shù)學(xué)與科學(xué)本是同源共生的學(xué)科，前者是后者的“語言”與“工具”，后者是前者的“土壤”與“場景”。2022年《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出“加強課程綜合，注重關(guān)聯(lián)”，要求各學(xué)科“開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，占本學(xué)科總課時的10%”。而數(shù)學(xué)與科學(xué)的整合，正是落實這一要求的最佳載體——數(shù)學(xué)為科學(xué)探究提供邏輯推理、數(shù)據(jù)處理等工具，科學(xué)為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)注入真實問題與實踐價值，二者的融合能有效培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)思維”“實踐創(chuàng)新”等核心素養(yǎng)。02理論奠基：小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)整合的邏輯起點學(xué)科本質(zhì)的天然關(guān)聯(lián)數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系與空間形式的科學(xué)，其核心是抽象、推理與建模；科學(xué)（小學(xué)階段以“科學(xué)”或“綜合實踐”呈現(xiàn)）是研究自然現(xiàn)象、探索規(guī)律的學(xué)科，核心是觀察、實驗與驗證。二者在“問題解決”的底層邏輯上高度統(tǒng)一：科學(xué)探究需要數(shù)學(xué)工具分析數(shù)據(jù)（如統(tǒng)計、測量），數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)需要科學(xué)場景驗證模型（如用“植物生長周期”理解“周期規(guī)律”）。以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)為例，一年級“分類與整理”對應(yīng)科學(xué)課“物體的特征”（按顏色、形狀分類物體）；三年級“測量”對應(yīng)科學(xué)“長度與質(zhì)量”（用直尺測樹葉長度、用天平測種子質(zhì)量）；六年級“比例”對應(yīng)科學(xué)“杠桿原理”（動力×動力臂=阻力×阻力臂）。這些知識點的重疊，為整合提供了天然的“接口”。學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的需求小學(xué)階段（6-12歲）是具體運算向形式運算過渡的關(guān)鍵期。學(xué)生需要通過“具體-抽象-應(yīng)用”的循環(huán)深化認(rèn)知：數(shù)學(xué)的抽象概念（如“平均數(shù)”）若僅通過“小明三科成績求平均”的例題學(xué)習(xí)，易停留于符號記憶；而在科學(xué)實驗中計算“10次測量石塊體積的平均值”，則能讓學(xué)生真正理解“減少誤差”的意義。這種“從實踐中來，到實踐中去”的學(xué)習(xí)路徑，符合兒童“動作-表象-符號”的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。2025年教育趨勢的呼應(yīng)2025年，“核心素養(yǎng)導(dǎo)向”的教學(xué)將全面落地。數(shù)學(xué)與科學(xué)的整合，正是培養(yǎng)“會用數(shù)學(xué)的眼光觀察現(xiàn)實世界（科學(xué)現(xiàn)象）、會用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實世界（科學(xué)規(guī)律）、會用數(shù)學(xué)的語言表達現(xiàn)實世界（科學(xué)結(jié)論）”的最佳路徑。同時，隨著數(shù)字化工具（如智能測量儀、數(shù)據(jù)可視化軟件）的普及，整合教學(xué)將更高效——學(xué)生可用傳感器實時采集科學(xué)實驗數(shù)據(jù)，用Excel快速生成折線圖，用編程模擬“植物光合作用速率變化”，真正實現(xiàn)“做中學(xué)、用中學(xué)”。03實踐路徑：小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)整合的具體實施內(nèi)容整合：構(gòu)建“問題鏈-知識網(wǎng)”整合不是簡單的“數(shù)學(xué)+科學(xué)”疊加，而是以“真實問題”為核心，重組學(xué)科知識。人教版教材的整合可按“低-中-高”年級分層設(shè)計：1.低年級（1-2年級）：以“觀察與分類”為核心內(nèi)容整合：構(gòu)建“問題鏈-知識網(wǎng)”數(shù)學(xué)內(nèi)容：人教版一下“分類與整理”（按形狀、顏色分類圖形）科學(xué)內(nèi)容：教科版一上“我們周圍的物體”（觀察水、木塊、空氣的特征）整合設(shè)計：開展“教室里的物體大分類”項目——學(xué)生用數(shù)學(xué)的“分類標(biāo)準(zhǔn)”（如是否透明、是否能浮在水面）對科學(xué)課觀察的物體（積木、塑料瓶、海綿）進行分類，并用數(shù)學(xué)的“象形統(tǒng)計圖”記錄結(jié)果。目標(biāo)：讓學(xué)生體會“分類”是數(shù)學(xué)與科學(xué)共同的研究方法，初步建立“用數(shù)學(xué)工具記錄科學(xué)發(fā)現(xiàn)”的意識。2.中年級（3-4年級）：以“測量與數(shù)據(jù)”為核心數(shù)學(xué)內(nèi)容：人教版三上“測量”（毫米、分米、千米的認(rèn)識；噸的認(rèn)識）科學(xué)內(nèi)容：教科版三下“物體的測量”（測量水的體積、溫度；測量植物的高度）內(nèi)容整合：構(gòu)建“問題鏈-知識網(wǎng)”數(shù)學(xué)內(nèi)容：人教版一下“分類與整理”（按形狀、顏色分類圖形）整合設(shè)計：開展“校園植物生長觀察”項目——學(xué)生每周用數(shù)學(xué)的“直尺”測量科學(xué)課觀察的植物莖高（精確到毫米），用“量筒”測量澆水量（毫升），用“溫度計”記錄環(huán)境溫度（℃），并將數(shù)據(jù)填入數(shù)學(xué)的“統(tǒng)計表”，分析“溫度-澆水量-植物高度”的關(guān)系。目標(biāo)：讓學(xué)生掌握“測量”這一跨學(xué)科技能，理解“數(shù)據(jù)是科學(xué)探究的證據(jù)”，同時深化對“長度單位”“體積單位”的實際意義的理解。3.高年級（5-6年級）：以“模型與推理”為核心數(shù)學(xué)內(nèi)容：人教版六上“比和比例”（比例的意義、正比例與反比例）；六下“圓柱與圓錐”（體積計算）科學(xué)內(nèi)容：教科版六上“工具與技術(shù)”（杠桿、輪軸的原理）；六下“物質(zhì)的變化”（溶解的快慢與哪些因素有關(guān)）內(nèi)容整合：構(gòu)建“問題鏈-知識網(wǎng)”數(shù)學(xué)內(nèi)容：人教版一下“分類與整理”（按形狀、顏色分類圖形）整合設(shè)計案例：“自制簡易杠桿秤”項目科學(xué)問題：如何用木棍、繩子、砝碼制作能測量物體質(zhì)量的杠桿秤？數(shù)學(xué)工具：應(yīng)用“比例”知識（動力×動力臂=阻力×阻力臂）設(shè)計杠桿的支點位置；用“圓柱體積”計算自制砝碼（如用圓柱形容器裝沙子，體積×密度=質(zhì)量）。實施步驟：①科學(xué)觀察：觀察生活中的桿秤，記錄“掛物點-支點-掛砣點”的位置關(guān)系；②數(shù)學(xué)建模：假設(shè)被測物體質(zhì)量為m，砝碼質(zhì)量為m?，動力臂長L?，阻力臂長L?，推導(dǎo)m×L?=m?×L?；③實踐制作：用木條做杠桿，標(biāo)記刻度（根據(jù)比例關(guān)系計算每10克對應(yīng)的刻度位置）；④驗證改進：用電子秤測量物體實際質(zhì)量，與杠桿秤測量結(jié)果對比，調(diào)整支點位置或砝碼內(nèi)容整合：構(gòu)建“問題鏈-知識網(wǎng)”數(shù)學(xué)內(nèi)容：人教版一下“分類與整理”（按形狀、顏色分類圖形）質(zhì)量。目標(biāo)：讓學(xué)生經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問題-數(shù)學(xué)建模-實踐驗證-改進優(yōu)化”的完整探究過程，體會數(shù)學(xué)是“解釋科學(xué)規(guī)律、解決實際問題”的核心工具。教學(xué)策略：從“單向傳授”到“深度探究”整合教學(xué)需要突破傳統(tǒng)“分科教學(xué)”的局限，采用更貼合跨學(xué)科特點的策略：教學(xué)策略：從“單向傳授”到“深度探究”問題驅(qū)動式學(xué)習(xí)（PBL）以“真實問題”為起點，引導(dǎo)學(xué)生主動調(diào)用數(shù)學(xué)與科學(xué)知識解決問題。例如，在五年級“統(tǒng)計與概率”單元，可結(jié)合科學(xué)課“天氣觀測”，設(shè)計問題：“如何用統(tǒng)計圖分析本地近30年降水量變化？這種變化可能與哪些科學(xué)因素（如植被覆蓋率、工業(yè)排放）有關(guān)？”學(xué)生需用數(shù)學(xué)的“折線統(tǒng)計圖”呈現(xiàn)數(shù)據(jù)趨勢，用科學(xué)的“因果推理”分析影響因素，真正實現(xiàn)“用數(shù)學(xué)表達科學(xué)結(jié)論，用科學(xué)解釋數(shù)學(xué)現(xiàn)象”。教學(xué)策略：從“單向傳授”到“深度探究”實驗探究與數(shù)學(xué)建模結(jié)合科學(xué)實驗是數(shù)據(jù)的“發(fā)生器”，數(shù)學(xué)建模是數(shù)據(jù)的“解碼器”。在四年級“小數(shù)的意義”教學(xué)中，可結(jié)合科學(xué)“測量石塊體積”實驗：學(xué)生用“排水法”測量石塊體積（如放入200ml水的量筒后，水面升至250ml，體積=250-200=50ml=50cm3），但實驗中可能出現(xiàn)“250.5ml”這樣的小數(shù)，教師借此引導(dǎo)學(xué)生理解“小數(shù)是精確測量的需要”，并通過“多次測量求平均”體會“小數(shù)位數(shù)與誤差的關(guān)系”。這種“做實驗學(xué)數(shù)學(xué)”的方式，比單純講解“小數(shù)的讀寫”更能激發(fā)學(xué)生的興趣。教學(xué)策略：從“單向傳授”到“深度探究”數(shù)字化工具賦能2025年，平板電腦、傳感器、數(shù)據(jù)可視化軟件將普及，這些工具能極大提升整合教學(xué)的效率。例如，六年級“正比例”教學(xué)中，可結(jié)合科學(xué)“擺的研究”實驗：學(xué)生用“智能擺錘”傳感器實時采集“擺長-擺動次數(shù)”數(shù)據(jù)，軟件自動生成散點圖，學(xué)生觀察到“擺長越長，擺動次數(shù)越少”的趨勢，進而用數(shù)學(xué)方法驗證“擺長與擺動次數(shù)是否成反比例”。這種“數(shù)據(jù)自動采集-圖像直觀呈現(xiàn)-規(guī)律自主發(fā)現(xiàn)”的過程，讓抽象的“比例關(guān)系”變得可感、可觸。評價方式：從“知識檢測”到“素養(yǎng)發(fā)展”整合教學(xué)的評價需關(guān)注學(xué)生的綜合能力，可采用“三維評價體系”：04|維度|評價內(nèi)容|評價方式||維度|評價內(nèi)容|評價方式||--------------|--------------------------------------------------------------------------|------------------------------||知識技能|數(shù)學(xué)工具的科學(xué)應(yīng)用能力（如用測量工具準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)）、科學(xué)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)解釋能力（如用統(tǒng)計圖分析實驗結(jié)果）|實驗報告、數(shù)據(jù)記錄表||過程方法|問題解決的邏輯（是否能提出假設(shè)-設(shè)計方案-驗證結(jié)論）、合作探究的能力（分工是否合理、交流是否有效）|課堂觀察記錄、小組互評||情感態(tài)度|對跨學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣（是否主動參與探究）、科學(xué)態(tài)度（是否尊重數(shù)據(jù)、勇于修正錯誤）|學(xué)生自評、教師訪談||維度|評價內(nèi)容|評價方式|例如，在“自制杠桿秤”項目中，評價不僅看學(xué)生是否制作出能測量的杠桿秤（知識技能），還要看他們是否能通過多次實驗調(diào)整設(shè)計（過程方法），以及是否在小組合作中主動分享想法（情感態(tài)度）。這種多元評價，能更全面反映學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展。05挑戰(zhàn)與對策：整合教學(xué)的落地保障常見挑戰(zhàn)教師跨學(xué)科能力不足：部分?jǐn)?shù)學(xué)教師對科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)、實驗操作不熟悉，科學(xué)教師對數(shù)學(xué)建模方法掌握不深。01資源整合難度大：人教版數(shù)學(xué)與科學(xué)教材的知識點雖有重疊，但編排順序、深度要求存在差異，需教師自主開發(fā)整合案例。02課時分配矛盾：跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)需要更長時間（如一個項目可能需3-5課時），與傳統(tǒng)分科教學(xué)的課時安排沖突。03解決對策教師專業(yè)發(fā)展：建立“數(shù)學(xué)+科學(xué)”教研共同體，定期開展跨學(xué)科備課、聽課、評課活動。例如，我校每周四下午設(shè)“跨學(xué)科教研日”，數(shù)學(xué)與科學(xué)教師共同分析教材、設(shè)計整合案例、分享教學(xué)反思。組織教師參加“STEM教育”“項目式學(xué)習(xí)”培訓(xùn)，提升跨學(xué)科設(shè)計能力。2023年，我參與的“小學(xué)數(shù)學(xué)與科學(xué)整合”培訓(xùn)中，專家通過“種子發(fā)芽實驗”案例，示范如何將“統(tǒng)計”“測量”“植物生長條件”整合，讓我受益匪淺。校本資源開發(fā)：編制《人教版數(shù)學(xué)與科學(xué)整合案例集》，按年級、知識點梳理整合點，提供“教學(xué)目標(biāo)-活動設(shè)計-評價建議”模板。例如，我校已整理出“一年級分類與科學(xué)觀察”“三年級測量與植物生長”“六年級比例與杠桿原理”等20個案例，覆蓋80%的重疊知識點。解決對策建立“跨學(xué)科資源庫”，包括實驗視頻、數(shù)字化工具使用指南、學(xué)生優(yōu)秀作品等。例如，資源庫中“用Excel制作科學(xué)數(shù)據(jù)折線圖”的教程，幫助教師快速掌握技術(shù)工具。課時優(yōu)化調(diào)整：采用“長課時+彈性課時”模式，將3-5節(jié)短課合并為1節(jié)長課（90分鐘），用于項目式學(xué)習(xí)。例如，“自制杠桿秤”項目用2節(jié)長課完成（1節(jié)設(shè)計與制作，1節(jié)測試與改進）。與綜合實踐活動、課后服務(wù)結(jié)合，將部分整合內(nèi)容延伸至課外。例如，“校園植物生長觀察”可作為課后實踐作業(yè)，學(xué)生每周記錄數(shù)據(jù)，課堂上集中分析。06結(jié)語：讓數(shù)學(xué)與科學(xué)在兒童心中“生長”結(jié)語：讓數(shù)學(xué)與科學(xué)在兒童心中“生長”回顧12年的教學(xué)歷程，我最深的體會是：數(shù)學(xué)不是黑板上的符號游戲，科學(xué)不是實驗室里的瓶瓶罐罐，它們共同構(gòu)成了兒童認(rèn)識世界的“雙眼”。當(dāng)我們將“長方形面積”與“測量花壇大小”結(jié)合，將“統(tǒng)計圖表”與“分析天氣變化”結(jié)合，將“比例”與“解釋杠桿原理”結(jié)合，數(shù)