跨学科融合：为小学数学质疑能力培养注入新活力

宜兴市周铁小学  王霄

摘要： 本文深入探讨了跨学科融合在小学数学教学中对学生质疑能力培养的重要意义、实施策略与实践案例。阐述了跨学科融合如何打破传统数学教学局限，从深化概念理解、增强问题解决能力和培养创新思维三个维度提升学生质疑能力。详细介绍了主题教学、项目学习和环境营造三种实施策略，并通过“购物中的数学与环保”和“数学与自然现象观测”两个实践案例展示其效果，强调跨学科融合在小学数学教育中的积极作用和持续推进的必要性。

关键词：跨学科融合；小学数学；质疑能力；教学策略；实践案例

一、学科交互：质疑萌芽的肥沃土壤

在小学数学教育领域，培养学生的质疑能力对其数学思维和核心素养的发展至关重要。传统数学教学往往局限于知识的单向传输，而跨学科融合犹如一阵春风，为这片教育土壤带来了新的生机，成为滋养质疑能力萌芽的肥沃之地。它打破了学科之间的壁垒，让数学与其他学科相互交织，促使学生在学科知识的交融点发现问题、萌生质疑，进而加深对数学的理解，提升数学应用与创新能力。

二、融合之益：质疑能力提升的三重维度

（一）概念理解：从模糊到清晰的跨越

数学概念的抽象性常常是学生学习的障碍，而跨学科融合能巧妙地化解这一难题，引导学生从不同维度理解这些概念。例如，在学习分数概念时，与美术学科携手。让学生通过折纸、裁剪纸张，并运用不同颜色区分不同部分，使分数概念变得直观可感。在此过程中，学生的思维被激活，他们不禁会问：在现实生活里，对于那些形状不规则物体的分割，分数的表示方式是否有更多的可能性呢？就像分一块形状奇特的蛋糕，怎样用分数精准表示每一块的大小呢？这种跨学科学习方式，如同一盏明灯，照亮了学生理解抽象数学概念的道路，不仅使概念清晰化，更激发了他们进一步探索的热情。

（二）问题解决：从单一到多元的拓展

跨学科融合为数学问题解决开辟了更广阔的天地，提供了多元的情境和方法。以物体下落速度问题为例，这一问题将科学实验与数学计算紧密相连。当学生尝试用数学模型描述物体下落速度与高度、时间的关系时，若发现实验数据与计算结果出现偏差，就会对数学模型的适用性产生疑问。比如在实际情况中，空气阻力会干扰物体下落速度，此时学生就会思考如何在数学模型中纳入这一因素，是增加修正项，还是另辟蹊径采用新的函数形式？这种思考过程恰似磨刀石，磨砺了学生运用数学解决实际问题的能力。

（三）思维创新：从定式到突破的飞跃

不同学科的融合是创新思维的催化剂，能够激发学生突破传统数学思维的束缚。以数学和音乐学科的融合为例，在探索音符时长与节拍计算时，学生会对传统节拍计算方法在复杂音乐节奏中的应用产生质疑。例如，现代音乐中存在的非整数节拍情况，会促使学生思考能否用分数或小数来精确描绘这些特殊节拍，以及如何依据这些新的节拍形式构建新的数学计算规则。这种思考方式如同飞鸟冲破牢笼，帮助学生突破数学思维定式，培育他们的创新意识。

三、实施妙策：跨学科融合的三把金钥匙

（一）主题教学：开启知识宝藏的大门

教师可依据小学数学教学内容精心设计跨学科主题，如同打造一把把开启知识宝藏的钥匙。例如“古代建筑中的数学奥秘”这一主题，巧妙地将数学与历史、美术学科融为一体。在教学中，先从历史长河中打捞古代建筑的发展历程，让学生领略不同时期建筑风格的变迁；再从美术的视角欣赏建筑的外观和结构之美；最后深入挖掘其中蕴含的数学宝藏，如建筑中展现出的对称美（涉及几何图形）以及比例关系（与分数、比例运算相关）。教师引导学生思考：不同历史时期建筑的数学比例是否发生了变化？这些比例对建筑的稳定性和美观性有着怎样的影响？比如，对比古希腊建筑和中国古代建筑，二者在柱子粗细与建筑高度的比例上存在明显差异，教师可引导学生探寻这种差异背后的数学原理，以及这些不同比例对建筑整体视觉效果和结构稳定性的影响。通过这种跨学科主题教学，为学生打开了一扇深入探究数学问题的大门，让他们在知识的宝库中畅游。

（二）项目学习：踏上能力提升的征途

项目式学习是跨学科融合的坚实桥梁，引领学生踏上能力提升的征途。以“校园运动会策划”项目为例，它将数学与体育、信息技术等学科紧密交织。在策划这场运动会的过程中，学生需要完成多项复杂任务，包括精确计算比赛成绩（涉及数学运算）、合理安排比赛日程（需要时间安排和逻辑推理能力）、设计电子计分系统（运用信息技术中的编程知识和数学算法）。在这个过程中，学生会遇到各种各样的挑战，其中对不同比赛项目计分权重合理性的思考就是一个典型（这是数学知识的应用）。他们会对传统计分方式提出质疑，并尝试根据比赛项目的难度和观赏性来调整计分权重，然后通过收集和分析大量相关数据来验证新方案的可行性。例如，在田径比赛中，对于短跑和长跑项目，学生可能会思考是否应该根据距离和速度的关系重新设定计分标准，如何在计分中平衡体现长跑的耐力因素和短跑的爆发力因素。他们可以通过收集不同运动员在各类比赛中的成绩数据进行详细分析和比较，从而绘制出更合理的计分蓝图。

（三）环境营造：搭建思维绽放的舞台

学校和教师应当积极扮演舞台搭建者的角色，为学生营造跨学科的数学学习环境。一方面，要精心建设跨学科资源库，广泛收集包含数学与其他学科融合内容的教材、教学案例、视频资料等，为教学提供丰富的素材资源，如同为舞台准备了五彩斑斓的道具。另一方面，要精心组织开展跨学科数学活动，比如数学科普剧表演（将数学与语文、艺术相结合），为学生搭建一个思维绽放的舞台。在表演过程中，学生要展现数学故事和原理，同时融入其他学科元素。在准备表演的过程中，学生会遇到如何更好地用表演形式展现数学逻辑这一问题，这就像在舞台上寻找最佳的表演路径，从而激发他们从跨学科角度思考数学问题的兴趣。例如，在表演阿基米德发现浮力原理的故事时，学生需要思考如何利用简单的道具和场景来呈现物体排水体积与浮力之间的数学关系。是通过直观地测量水量变化，还是采用其他更具创意的方式呢？这种探索过程促使学生从跨学科视角深入理解数学知识，提升他们对数学知识的运用能力和创新思维。

四、实践之光：跨学科融合的精彩画卷

（一）“购物中的数学与环保”：生活与数学的和谐共鸣

 在“购物中的数学与环保”这一主题教学中，数学知识与社会科学、环保知识相互交织，奏响了生活与数学的和谐共鸣曲。在数学课堂上，教师首先向学生传授价格计算、折扣运算等基础知识，然后引导他们将这些知识应用到购物这一熟悉的生活情境中。与此同时，引入社会科学中的消费观念和环保知识，如购买环保产品对环境和社会的积极意义。教师进一步引导学生思考：在考虑环保因素的购物行为中，应该如何运用数学方法来计算性价比？这一问题如同一颗石子投入平静的湖面，激起了学生思维的层层涟漪。他们对传统的价格比较方式提出了质疑，敏锐地意识到这种方式忽略了环保成本。例如，一次性产品价格较低，但环保成本较高；而可重复使用的产品虽然购买价格高，但其长期使用下来对环境更加友好。那么，如何用数学模型来全面评估这种综合性价比呢？学生们积极探索，有的小组提出可以计算产品的使用周期成本，即将购买价格分摊到每次使用中，再加上环保成本（如一次性产品的垃圾处理费用）；还有的小组考虑到产品对资源的消耗因素，尝试用数学公式来衡量产品在整个生命周期内对资源的占用量，以此更全面地评估产品的性价比。通过这样的质疑和讨论，学生不仅提高了数学运算能力，还增强了环保意识和社会责任感，在生活与数学的交融中收获满满。

（二）“数学与自然现象观测”：科学与数学的紧密拥抱

在“数学与自然现象观测”项目式学习中，数学与科学学科紧紧相拥，共同绘制了一幅精彩的画卷。学生分组对天气变化（如温度、降水量等）进行观测，并认真记录下每一个数据，如同细心的画师捕捉每一个色彩细节。随后，运用数学知识对这些数据进行整理、分析和预测。在这个过程中，学生发现如果仅仅使用简单的平均数来描述一周内的温度变化，就像用单一的色彩描绘一幅复杂的画卷，无法准确呈现温度的实际波动情况。这一发现使他们对传统统计方法产生了质疑：是否存在更合适的数学统计方法来体现温度的波动情况呢？基于此，学生开始主动学习中位数、众数等统计概念，并尝试运用不同的数学模型来分析温度数据。有的小组尝试使用加权平均数的方法，根据一天中不同时间段的温度对整体温度的影响程度赋予不同的权重；还有的小组通过绘制温度变化曲线，发现温度变化并非呈现简单的线性关系，可能存在周期性波动，进而尝试用三角函数来拟合数据。通过这一项目式学习，学生不仅提高了对数学统计知识的理解和应用能力，还培养了对自然现象进行科学观测的严谨态度，在科学与数学的紧密结合中茁壮成长。

五、结语：跨学科融合之路，点亮数学质疑之光

跨学科融合在小学数学教学中对于培养学生的质疑能力有着不可替代的重要作用。它从深化数学概念理解、增强数学问题解决能力和培养创新数学思维等多个维度展现出其独特价值。同时，通过设计跨学科主题教学、开展项目式学习和营造跨学科学习环境等一系列实施策略，并结合具体的实践案例，我们看到了跨学科融合所取得的显著教学效果。在小学数学教育的漫漫征途中，我们应当坚定不移地走在跨学科融合之路上，持续推进这一教学模式的应用和创新，不断提升教师的跨学科教学能力，为培养具有高质疑能力和创新精神的学生创造更加有利的条件，让数学学习在跨学科融合的光辉照耀下，成为学生探索知识、追求真理的精彩旅程。

参考文献

[1] 张华. 课程与教学论[M]. 上海教育出版社, 2000.

[2] 刘徽. 整合课程与教学论[M]. 中国人民大学出版社, 2019.

[3] 钟启泉. 现代课程论（新版）[M]. 上海教育出版社, 2015.