从“数学教学”到“数学
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摘要：文章用数学联系科学的视角来审视数学教学，重点探讨了科学在小学数学“教”与“学”中的重要作用，一方面可以在科学情境中感受数学学习的乐趣，另一方面可以让学生在数学学习中获得隐性的科学知识，寻找到对于培养学生综合素质最有效的方法。
关键词：数学教学；数学――科学教学；科学素养
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）34-0122-02
一、“数学教学”与“数学――科学教学”
传统的数学教学是指教学以数学学科为中心、分科主义为指导，运用单一的数学教学手段进行数学的教学过程。数学――科学教学是改变以往传统的数学教学方法，将数学与科学联系起来进行教学，使学生在科学的载体上，体会到探究的乐趣，感受到数学与科学综合的魅力。
数学中运用科学知识进行教学比单纯的用数学教数学有意义的多，它能在教学中培养学生的观察能力和创造思维能力等综合素质。同时，“数学联系科学”的教学方式，能增长学生的综合知识，提高解决问题的能力。现代心理学提供的材料也表明，一个人知识越丰富，神经细胞产生的突触处也越多，神经传导也越快，所以知识面广的人具有较高的思维灵活性和深刻性。[1]因此，教师要建立“数学联系科学”的教学意识，在教的过程中用好科学知识的载体，创造性的使用教材，通过选择最重要的知识，呈现最重要的方法，使学生学会迁移知识、举一反三，活化思维，培养学生具有转识成智的能力。[2]
《义务教育小学数学课程标准（2011版）》（以下简称课标）总目标中要求学生“体会数学知识之间、数学与其他学科之间、数学与生活之间的联系，运用数学的思维方式进行思考，增强发现和提出问题的能力、分析和解决问题的能力。”[3]由此可以看出，课标强调关注数学与其他学科之间的综合与联系。它倡导教师放下自己所谓的“专业”，积极涉猎其他学科，提高对各学科的认识，完善对新课程的理解；改变过分强调学科教学专业化，人为地造成学科本位、知识本位的做法。因此，从“数学教学”到“数学――科学教学”是数学教学的必然趋势。
二、“科学――数学教学”中的“教”与“学”
首都师范大学郜舒竹教授曾讲过国外的一个数学教学案例：一年级的学生在学“数的认识”的时候，老师先教学生叠一个纸船，并要求学生把它放在水盆里，让学生在纸船里不断放入小圆片，数一数最多放多少个小圆片的时候船会沉，记下结果；并在同伴中选出最好的一个，说说你的理由。这个案例对我们以后的数学教学很有借鉴意义：首先，它将手工、科学知识融入了数学教学中，使教学活动充满趣味性，激发了学生的学习兴趣。其次，一年级的学生虽然不太明白浮力的知识，但是这种学科综合教学会引起学生探究的欲望，能促进学生获得隐性的科学知识，同时，对于培养学生的科学素养有重要作用。
与此相类似的历史上有“曹冲称象”的故事，它是运用科学知识解决数学问题的典型例子。一般地，如果让我们测大象的重量，好像能想到的只有直接用秤去称，但是量程不够，我们就无能为力了。而曹冲却能从另一个角度想问题，将科学中的相同质量的物体浮力相等的科学知识作为中介（即大象和相同质量的石块浮力相等），运用代换的思维解决问题，打破了学科的界限。事实上，学生的兴趣很少局限在某一特定的学科，他们更多、也愿意阅读、亲近多学科的交叉的百科知识，从中发现、验证和解决一些问题。[4]
在实施教学时，我们需要将数学和其他学科有机联系，将各种教学资源、因素和手段有效综合，最优化地完成教学任务，达成教学目标。我们关注于将数学与科学综合在一起的时候，学校发生了什么。这能帮助我们了解数学和科学的联系是怎样影响学生的学习并使之成为一种普遍的实践。[5]尽管将数学与科学联系在一起教学对教师的挑战很大，但如果运用得当，学生将会受益无穷。
数学和科学等学科的教学都是为了解决问题而服务的，但生活中的问题往往不是仅能用某一学科的知识就能解决的，需要综合运用数学和科学的方法解决问题。这种转换的思维方法可以开阔学生的思路，促进学生从不同角度、不同思路入手，运用不同的方法解决同一问题，它对于培养学生的创造性思维有促进作用。
三、数学思维培养科学素养
“一个国家的科学水平可以用它消耗的数学来度量。”这是科学家拉奥说的一句很著名的话。为什么数学对于科学那么重要呢？因为数学为科学事实的分析和推理提供了理论和方法。20世纪伟大的德国数学家赫尔曼・外尔说：“事实，只认为是事实，没有太大的用处。因其数量之多与显而易见的支离破碎，使人手足无措。但是，把他们融合成理论，并使之协调，那么情况就不同了。理论是事实的本质，没有理论，科学知识将只是一处疯人院。数学是无穷的科学。”[6]数学和科学相互联系，相互渗透，彼此能够提供知识和能力的支持。科学和数学互为其学科的工具；同时，科学能解释数学知识。因此，将科学教学方法用于数学教学，能更好地促进学生学习数学，理解数学知识。
科学是以探究为核心，科学教学方法分为：观察与测量、比较与分类、预测与推理、猜想与假设、识别与控制变量和解释与模型。[7]在数学教学中，进行以探究为主、融入科学教学方法的学习，改变传统的以讲授为主，学生被动听讲的课堂教学方法，能使学生在活动中学习数学知识，提升综合能力。
数学联系科学进行教学，要求教师自身要建构多元化的知识结构，能围绕核心要素进行教学组织与实施。不能只停留在本专业学科的知识上，还应具有广博精神、融会贯通的许多相关知识。教师应该多与其他学科领域的同事进行交流，互相询问在进行某一单元教学时各自的具体教学活动。教师在对自己和对方教学内容十分熟悉之后，要寻找双方教学所教内容中涉及到的共同概念和技能，[8]增强寻找学科知识联结关系的能力，促进数学与其他学科的整合，培养学生的创新能力，使学生获得全面发展。
总之，在倡导“数学与其他学科相互联系”的今天，学科综合的理念要牢固树立在教师心中，注意用联系的视角进行教学，借助综合化的思维方法，培养学生创新思维，提升学生综合素质。
参考文献：
[1]王景英.李天鹰.小学创新意识与创造能力的培养[M].长春：东北师范大学出版社，2005：139.
[2]黄光扬.培养学生创新精神和实践能力的支持系统研究[M].北京：中国书籍出版社，2013：48.
[3]中华人民教育部.全日制义务教育数学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.
[4]黄爱华.智慧数学课―黄爱华教学思维的实践策略M].南京：江苏教育出版社，2012：126.
[5]Andrew Isaacs，Philip Wagreich，Martin Gartzman.The Quest for Integration：School Mathematics and Science.American Journal of Education，Vol.106，No.1（1997），pp.179-206.
[6]宋宇.生活中的数学思维[M].北京：光明日报出版社，2011：10.
[7]叶宝生.小学科学教育的理论和方法[M].北京：首都师范大学出版社，2012：145.
[8][美]罗宾・福格蒂.朱迪・斯托尔.多元智能与课程整合[M].郅庭瑾，译.北京：教育科学出版社，2004：41.