新课标背景下小学数学与科学跨学科项目式学习的设计与实践

一、引言

数学作为一门基础学科，以其严谨的逻辑、抽象的概念和精确的计算，为学生认识世界提供了有力的思维工具。而科学学科，则聚焦于自然现象、科学原理以及身边的科学奥秘，侧重于培养学生的观察能力、探究精神以及对客观世界的科学认知。

二、小学数学与科学跨学科项目式学习的意义

（一）深化知识理解

数学学科注重抽象思维与逻辑推理，科学学科侧重于对自然现象的观察、探究。例如在学习“图形的面积”（数学）时，结合科学中关于植物叶片形状、面积与光合作用关系（科学）的内容开展项目式学习，学生能从不同角度理解面积概念，让抽象的数学知识具象化，同时也深化了对科学中生物现象背后原理的认识。

（二）提升综合素养

跨学科项目式学习要求学生整合数学的计算、分析能力和科学的观察、实验能力等，去解决实际项目问题。如设计校园植物种植区域项目，学生要运用数学知识测量、计算面积，规划布局，还要运用科学知识考虑植物生长习性等。

（三）激发学习兴趣

传统单一学科的学习模式有时会让学生感到枯燥，而跨学科项目式学习将不同学科知识融入到有趣、贴近生活的项目中。比如以“制作简易太阳能热水器”为项目，融合数学的测量、角度计算与科学的热传递、能量转换等知识，让学习变得更有意思。

三、小学数学与科学跨学科项目式学习的设计原则

（一）关联性原则

要确保选取的数学与科学知识内容紧密相关，围绕核心概念进行整合。比如在“桥梁设计”项目中，数学的三角形稳定性、力学相关计算（数学）与科学中材料的物理特性、结构对承载能力的影响（科学）等知识相互关联，共同服务于桥梁设计这一主题。

（二）情境性原则

创设真实且富有吸引力的生活情境，让学生感受到知识的实用性。像以“社区垃圾分类站点规划”为情境，学生在其中运用数学统计、空间规划知识和科学的垃圾分类原理、环保知识等来完成项目，使学习贴近生活实际。

（三）实践性原则

强调学生动手实践操作，通过实验、制作等活动深化对知识的理解。例如在“制作纸飞机并探究飞行原理”项目里，学生亲自制作纸飞机（实践），运用数学测量飞行距离、角度等，结合科学的空气动力学知识分析飞行效果，在实践中学习与成长。

（四）开放性原则

项目的问题、解决方案以及评价都应具有一定开放性，鼓励学生从不同角度思考、创新。如“设计校园节水方案”项目，学生可以根据自己对校园用水情况的调研，运用不同的数学节水计算模型和科学的水资源循环知识，提出多样化的节水方案。

四、小学数学与科学跨学科项目式学习的设计流程

（一）确定项目主题

结合教学目标、学生兴趣以及生活实际，筛选合适的主题。可以从校园生活、社区环境、自然现象等方面入手，如“校园生态花园建设”“家庭用电节能方案”等主题，既包含了数学与科学知识的融合应用，又贴近学生生活，容易引发兴趣。

（二）制定项目目标

明确学生通过该项目要掌握的数学与科学具体知识、技能，以及要发展的综合素养目标。例如在“校园生态花园建设”项目中，数学目标是学会测量、计算花园面积、周长，按比例规划种植区域等；科学目标是了解不同植物的生长条件、生态系统相关知识。

（三）规划项目任务

将项目分解为多个具体、可操作的子任务，每个子任务明确所需的数学和科学知识支撑。以“家庭用电节能方案”项目为例，子任务可以包括收集家庭电器用电数据（运用数学统计知识）、分析不同电器的能耗原理（运用科学电学知识）、制定节能措施并计算预期节能效果（结合数学计算与科学节能原理）等。

（四）组织项目实施

根据学生特点进行分组，各小组分工合作完成项目任务。教师在此过程中扮演引导者、协助者的角色，及时解决学生遇到的问题，引导学生运用知识、开展探究、进行实践操作等，如在“校园生态花园建设”项目实施中，教师指导学生如何准确测量场地、如何根据植物习性选择合适植物等。

（五）开展项目评价

建立多元评价体系，包括过程性评价和结果性评价。过程性评价关注学生在项目实施过程中的参与度、团队协作、知识运用等表现；结果性评价侧重考查项目成果的质量、创新性等。

五、小学数学与科学跨学科项目式学习的实践案例

（一）案例背景

选择“制作校园气象站”为项目主题，面向小学五年级学生开展跨学科项目式学习。该年级学生已经具备了一定的数学基础（如测量、统计知识）和科学知识（如天气现象、温度、湿度等概念），适合进行此类综合性项目实践。

（二）项目实施过程

1. 确定项目目标

数学目标：学会使用测量工具准确测量气象站各部件的尺寸，运用统计知识记录和分析气象数据；科学目标：了解气象观测的基本原理，掌握不同气象要素（温度、湿度、风速等）的测量方法以及天气变化的相关知识；综合素养目标：培养学生动手实践能力、合作探究能力以及对气象科学的兴趣。

2. 规划项目任务

（1）收集资料，了解气象站的基本结构和功能（通过查阅书籍、网络搜索等方式，运用科学信息收集与筛选能力）。

（2）设计气象站的布局与构造，绘制简单的设计图（运用数学空间想象与绘图能力，结合科学气象原理确定各部件位置）。

（3）准备制作材料，按照设计图制作气象站模型（动手实践，运用数学测量确保部件尺寸准确）。

（4）进行气象观测与数据记录，分析一段时间内的气象数据变化规律（运用数学统计知识和科学气象知识）。

3. 组织项目实施

将学生分成若干小组，每组学生分工负责不同任务，如有的负责资料收集、有的负责设计绘图、有的负责动手制作等。教师定期组织小组交流，分享经验、解决遇到的问题，如在制作过程中遇到测量不准确、部件安装不合理等问题，教师引导学生运用数学知识重新测量、调整。

4. 开展项目评价

通过小组汇报展示气象站模型及数据分析成果，教师、其他小组进行评价。过程性评价关注学生在小组合作中的表现，如是否积极参与讨论、分工是否合理等；结果性评价重点看气象站模型的合理性、数据记录与分析的准确性以及对气象知识的理解深度等。

（三）实践效果与反思

通过该项目式学习，学生的实践动手能力、团队协作能力得到了锻炼，对气象科学产生了浓厚的兴趣。但在实践过程中也发现一些问题，如部分学生对跨学科知识的整合运用能力还有待提高，个别小组在合作过程中出现分工不合理、沟通不畅等情况。后续教学中需要进一步加强对学生跨学科思维的引导，加强小组合作技能的培训。

结语

小学数学与科学跨学科项目式学习符合新课标要求，在培养学生综合素养方面有着独特优势。通过遵循科学的设计原则和流程，精心组织实践活动，能够让学生在融合多学科知识解决实际问题的过程中，提升学习能力、创新能力和综合素养。

参考文献：

[1] 孔凡哲 ， 赵欣怡 . 小学数学跨学科的主题式和项目式学习的实践路径[J]. 小学教学（数学版）， 2024（3）：9-14.

[2] 黄锐芬 . 小学数学跨学科的主题式和项目式学习的实践路径 [J]. 华夏教师 ， 2024（36）：96-98.

[3] 崔娜 . 小学数学跨学科项目式学习的路径探讨 [J]. 智慧少年 ，2023（6）：0222-0224.