科学与数学联姻

hao123

山东省临沂市罗庄区高都中心小学　刘　娟



小学科学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，然后制作数据表，作图并解释它们。这些数学技巧及能力的发展是学生从事科学探究活动的能力基础。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。



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”。

hao123

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。

hao123

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。