融入科学元素的实践与思考

〔摘""要〕"本文探讨了在小学数学应用题教学中融入科学元素的重要性、实践策略与教学思考。通过将科学知识、科学思维与应用题教学相结合，不仅能丰富教学内容，提高学生的学习兴趣，还能培养学生综合运用知识解决实际问题的能力、科学素养以及创新思维。文中阐述了多种融入科学元素的实践方式，如结合自然科学现象设计应用题、利用科学实验数据构建问题情境等，并对教学过程中应注意的问题进行了深入分析，旨在为小学数学教学提供有益的参考与借鉴，促进数学教育与科学教育的有机融合。〔关键词〕"小学数学；应用题教学；科学元素；教学实践小学数学应用题教学是培养学生数学应用能力和逻辑思维的重要环节，在强调跨学科教育与综合素质培养的背景下，将科学元素融入小学数学应用题教学具有重要意义。科学元素的融入可以使数学知识更加生动形象、贴近生活实际，帮助学生更好地理解数学概念和原理。同时，也能激发学生对科学的兴趣，促进学生科学素养的提升，为培养具有创新精神和综合实践能力的人才奠定基础。一、小学数学应用题教学融入科学元素的重要性（一）激发学生学习兴趣传统的小学数学应用题往往较为抽象和枯燥，而科学元素的融入可以为应用题增添趣味性和新奇性。例如，以天文现象（如日食、月食的发生时间计算）、生物生长规律（如植物的生长高度与时间的关系）等作为应用题的背景，能够吸引学生的注意力，激发他们主动探究问题的欲望，从而提高学生学习数学应用题的积极性。（二）促进学生对知识的理解与迁移科学知识与数学知识有着紧密的联系。在应用题教学中融入科学元素，能够帮助学生更好地理解数学在实际生活中的应用价值，加深对数学概念和运算的理解。例如，在学习速度、时间和路程的关系时，引入物理学中的运动知识，通过汽车行驶、物体自由落体等实例，可让学生直观地感受这些数量关系。这有助于学生将数学知识迁移到其他科学领域的问题解决中，提高知识的综合运用能力。（三）培养学生科学素养与创新思维科学素养包括科学知识、科学方法、科学态度等多个方面。通过在数学应用题中融入科学元素，学生在解决问题时需要运用科学思维分析问题、收集数据、建立模型等，这有助于培养学生的科学探究能力和创新思维。例如，在设计关于环境保护的应用题时，可让学生通过数学计算分析资源消耗、污染物排放等数据，从而引导学生思考环境保护的策略，培养学生的社会责任感和创新意识。二、小学数学应用题教学融入科学元素的实践在小学数学应用题教学中融入科学元素，能够为传统的数学教学注入新的活力，让学生在学习数学知识的同时，拓宽科学视野，提升综合素养。以下将详细阐述多种融入科学元素的实践策略。（一）结合自然科学现象设计应用题1.天文现象天文学充满了神秘与奇妙，其中地球绕太阳公转以及月球绕地球公转的周期是极具代表性的科学知识。以其为基础设计的应用题，如“地球绕太阳公转一周大约是365天，月球绕地球公转一周大约是27.3天，如果从某一时刻开始，地球和月球同时开始公转，那么经过多少天月球绕地球公转的周数比地球绕太阳公转的周数多10周？”对学生而言，解这道题首先需理解地球和月球公转周期的概念，这是天文知识的初步渗透。在解决问题时，设经过x天满足条件，根据周数的关系可列出方程：[x27.3""]-[x365]=10。在求解过程中，学生要运用方程的移项、通分等数学运算技能，从而深入理解方程思想。学生通过这样的题目，不仅能巩固数学知识，更能加深对天文现象的认识，激发他们探索宇宙的好奇心。2.气象现象气象与人们的日常生活息息相关，气温随海拔高度变化的规律是气象学中的重要知识。例如对于“一座山的山脚海拔高度为200米，气温为20℃。山顶的海拔高度为2200米，那么山顶的气温是多少？”这道应用题，学生首先要明确已知条件，即山脚海拔、气温以及山顶海拔。然后根据气温垂直递减率（每升高1000米气温下降约6℃）计算山顶气温。先算出山顶与山脚的海拔差为2200-200"=2000米，2000÷1000=2，即气温下降2×6=12℃，所以山顶气温为20-12=8℃。在这个过程中，学生运用了数学中的减法和乘法运算，同时也学习了气象学中的气温变化规律，体会到数学在气象研究中的应用价值。（二）利用科学实验数据创设问题情境1.物理实验数据物理实验中的数据往往蕴含着丰富的数学关系。以杠杆原理为例，“在一个杠杆实验中，当动力臂为3厘米、阻力臂为6厘米时，动力为10牛，能撬动一个重物。如果动力臂变为4厘米，要撬动同样的重物，动力应为多少牛？”根据杠杆平衡公式（动力×动力臂=阻力×阻力臂），先求出阻力为10×3÷6=5牛。当动力臂变为4厘米时，设动力为x牛，则x×4=5×6，解得x=7.5牛。学生通过分析实验数据，建立数学比例关系，不仅能熟练运用比例知识解题，还能深入理解杠杆原理在实际生活中如跷跷板、起重机等工具中的应用，感受物理与数学之间的紧密联系。2.化学实验数据在化学实验中，配制溶液是常见的操作。如“实验室要配制200克浓度为15%的盐水，现有浓度为20%的盐水和蒸馏水，需要取多少克浓度为20%的盐水和多少克蒸馏水？”设需要取x克浓度为20%的盐水，则蒸馏水为（200-x）克。根据溶质质量守恒可得20%×x=200×15，解得x=150克，那么蒸馏水为200-150"=50克。学生在解决这个问题时，可运用数学中的浓度计算公式，深入理解溶液配制过程中溶质、溶剂和溶液之间的数量关系，同时也了解了化学实验中的基本操作原理，提升了运用数学知识解决化学问题的能力。（三）以科学探究过程为蓝本编写应用题1.生物探究过程生物探究过程通常包括提出问题、做出假设、进行实验、收集数据、分析数据和得出结论等步骤。以植物种子发芽率探究为例，“小明进行了一次绿豆种子发芽实验。他一共种下了100颗绿豆种子，经过一段时间后，有85颗种子发芽了。如果他再种下500颗同样的绿豆种子，按照这个发芽率，大约会有多少颗种子发芽？”学生首先要从题目中收集数据，即第一次实验的种子总数和发芽数，然后计算出发芽率为85÷100=85%。接着运用这个发芽率预测新的发芽数量，即500×85%=425颗。学生通过这道题，经历了完整的科学探究数据处理过程，同时运用数学中的百分数计算知识，提高了数据处理和数学应用能力，也对生物实验的科学性有了更深的理解。2.地理探究过程在地理学习过程中，比例尺是绘制地图和计算地理距离的重要工具。例如，“在一幅比例尺为1∶5000000的地图上，量得甲、乙两地的距离为4厘米。如果一辆汽车以每小时60千米的速度从甲地开往乙地，需要多少小时？”对这道题，首先需根据比例尺计算实际距离：4×5000000=20000000厘米=200千米；然后根据速度公式时间=路程÷速度，可得时间为200÷60=[103]小时。学生在解决这个问题时，掌握了比例尺的概念和运用方法，同时也熟练了行程问题的数学计算，体会到地理知识与数学知识在实际生活中的综合应用，如旅行路线规划、地图导航等。（四）跨学科主题活动中的应用题设计1.环保主题环境保护是当今社会的重要课题，在数学应用题中融入环保元素具有很强的教育意义。如在“一个小区有500户居民，如果每户居民每天节约用水20升，一年（按365天计算）这个小区能节约多少立方米的水？这些水可以供一个面积为1000平方米、水深为1.5米的池塘补充多少厘米的水？”这道题中，首先需计算小区一年节约的水量为500×20×365=3650000升，因为1立方米=1000升，所以节约水量为3650立方米。池塘原有水量为1000"×1.5=1500立方米。加入节约水后的总水量为1500+3650"=5150立方米。新的水深为5150"÷1000"=5.15米。再计算水位上升高度：5.15-1.5"=3.65米=365厘米。学生在解题过程中，运用了数学中的乘法运算、单位换算等知识，同时深刻认识到节约水资源的重要性，增强了环保意识。2.能源主题能源问题也是现代社会关注的焦点。例如，在“一个太阳能路灯每天需要消耗"0.5度电，如果一个太阳能电池板每天能产生2度电，那么，这个太阳能电池板可以供几个这样的路灯正常使用？如果要在一条长1000米的道路两侧每隔20米安装一个这样的太阳能路灯，一共需要多少个太阳能电池板？”这道题中，先计算电池板可供路灯数量为2÷0.5=4个。道路一侧路灯数量为1000÷20+1=51个，两侧共51×2"=102个，则需要电池板数量为102÷4=25.5，向上取整为26个。这道题综合了能源利用与数学中的除法、乘法运算以及植树问题，让学生在解决能源相关问题时，提升了数学应用能力，同时了解太阳能等清洁能源在现代生活中的应用，培养了学生的节约能源和可持续发展意识。通过以上多种实践策略，将科学元素巧妙地融入小学数学应用题教学中，能够使数学教学更加生动有趣、富有内涵，促进学生在数学学习中全面发展，为培养具有跨学科素养的创新型人才奠定坚实的基础。三、小学数学应用题教学融入科学元素的思考（一）把握科学元素与数学知识的融合度在应用题教学中融入科学元素时，要确保科学知识与数学知识的有机结合，避免出现科学知识过于复杂而掩盖数学教学目标，或者数学应用过于牵强附会的情况。教师需深入研究科学知识和数学知识的内在联系，精心设计应用题，使学生在解决问题的过程中既能体会到科学知识的趣味性，又能扎实地掌握数学知识和技能。（二）关注学生的知识储备和认知水平不同年龄段和学习阶段的学生具有不同的知识储备和认知水平。在融入科学元素时，要充分考虑学生已有的科学和数学知识基础，选择适合学生理解的科学内容和难度适中的应用题。对于低年级学生，可以多采用一些简单直观的科学现象，如动植物的基本特征、天气变化等；而对于高年级学生，则可以引入一些较为深入的科学概念和原理，如物理中的力学、电学知识等，逐步提高学生的综合应用能力。（三）培养学生的跨学科思维和探究能力教师在教学过程中不仅要注重知识的传授，更要注重培养学生的跨学科思维和探究能力。应鼓励学生在解应用题时，主动思考科学知识与数学知识的相互关系，引导学生从不同学科的角度分析问题、提出假设、验证结论。（四）利用现代教育技术辅助教学现代教育技术如多媒体课件、虚拟实验室、在线教育资源等，可以为在小学数学应用题教学中融入科学元素提供有力支持。教师可以通过播放科学实验视频、展示科学现象动画等方式，帮助学生更好地理解科学知识背景，创设生动有趣的问题情境。同时，利用在线教育平台，教师可以让学生获取更多的科学与数学跨学科学习资源，拓宽学生的学习视野，提高教学效果。在小学数学应用题教学中融入科学元素是一种富有创新性