小学数学与科学探究融合的项目式学习设计研究

引言

小学阶段是学生学习兴趣激发和基本素养奠基的重要时期。如何增强课程的实践性与应用性，已成为当前教育改革的重点。项目式学习打破学科封闭，以现实问题为起点，引导学生通过自主探究、小组协作和反思整合知识、提升能力。数学与科学作为高度关联的学科，在内容、思维方式和探究路径上具有天然契合。数学的量化计算为科学实验提供支撑，科学探究则为数学提供真实情境，使抽象知识落地可感。因此，在小学推进数学与科学融合型项目学习，不仅能激发学习热情，更有助于提升学生的逻辑思维、操作能力和创新意识。本文以三年级上册“测量”单元为例，尝试构建一套可操作、可迁移的融合项目路径，并结合实例展开分析。

一、小学数学与科学探究融合的理论与现实基础

数学与科学在小学阶段的融合并非强行拼接，而是基于两门学科在内容、方法与目标上的高度契合。从内容上看，数学的“数量关系”“图形与空间”“数据处理”与科学的“观察实验”“变化规律”“自然现象解释”存在诸多交汇点，如长度测量、温度变化、时间记录与图表分析等。从方法上看，数学重视逻辑推理与计算精度，科学注重假设、实验与验证，两者在“提出问题—制定方案—收集数据—得出结论”的基本流程中高度一致。在项目式学习中，学生需从生活中发现问题，借助数学工具解决实际挑战，科学探究则为项目提供路径与证据，使学习更具真实性和操作性。

从现实教学看，数学课程正朝“应用性”“情境化”方向发展，鼓励学生在生活中学以致用；科学课程则强调探究过程与动手实践。两者融合有助于打破学科边界，激发学生从多角度理解问题，提升跨领域综合素养。小学生本身富有好奇心，乐于动手，若能在真实任务中同步激活他们的数量思维与自然观察，将有效提升其学习积极性与持久性。因此，推动数学与科学的融合教学，不仅理论上可行，在教学实践中也具有紧迫性与现实意义。

二、项目式学习设计的核心理念与关键环节

项目式学习的核心在于“以问题为导向、以任务为载体、以学生为主体、以成果为驱动”，强调学生在真实任务中经历完整的探究过程。在数学与科学融合的背景下，项目式学习不仅要求任务本身具有跨学科特性，更需在设计中体现数学支撑与科学实践的相互呼应。项目选题要具有关联性、探究性与开放性，例如关注校园、家庭或社区中与长度、面积、时间、数据相关的问题。任务布置则应体现逐层推进的学习结构，从问题提出、方案设计、材料准备到数据记录与展示汇报，形成较为完整的“学习旅程”。

在具体教学中，项目式学习应包括以下关键环节：一是情境创设，激发学生提出问题的兴趣；二是小组协作，形成共识并制定行动计划；三是实践操作，通过实地调查、测量、实验等手段获取数据；四是数学处理，将数据整理成表格、图形并进行计算；五是结果解释与反思，从数据中得出规律并评估方案有效性。这一过程不仅锻炼了学生的跨学科运用能力，也在不断试错与调整中促进其反思与迁移，进而推动数学与科学素养的共同成长。

三、融合型项目实践案例分析：“校园植物测量计划”

以人教版三年级上册“测量”单元为基础，可设计一个融合数学与科学的项目式学习活动：“校园植物测量计划”。该项目围绕“探究不同植物的高度变化”展开，引导学生在真实情境中进行数据收集与分析。第一阶段，教师通过实地观察和图示展示，引导学生发现植物高矮差异，提出“植物每天都在长高吗？”“不同植物生长速度一样吗？”等问题，学生据此组建小组并制定探究计划。

第二阶段，小组选择植物样本（如花坛苗木、小树等），每天使用尺子测量高度，连续记录一周，并绘制折线图。此过程中，学生运用“厘米”“毫米”“测量工具”等数学知识，同时在观察记录、控制变量等方面落实科学探究方法。整理数据后，学生用加减法计算增长量，比较植物生长情况，并分析差异原因，如光照、水分等。

第三阶段，小组制作展示板介绍过程与结论，在班级分享发现与反思，如“你发现了什么规律？”“你下次会怎么改进？”教师引导学生将经验迁移到生活中的其他情境，如“测量家庭植物生长”“比较不同教室的温度变化”等。该项目实现了数学计量与科学观察的融合，提升了学生数据解释和表达能力。更重要的是，学生在实践与合作中逐步形成对任务的整体理解与思维调控，促进了知识、能力与情感态度的协同发展。

四、教学中融合项目的现实挑战与对策建议

尽管融合型项目式学习优势显著，但在实际推进过程中仍面临一些挑战。首先是课程时间的安排问题。项目活动通常跨越多个课时，若不与现有教学进度合理衔接，容易被视为“加负担”。对此，教师应从教材本身寻找切入点，将项目任务嵌入已有教学单元，既满足课程标准，又不脱离学习主线。以“测量”单元为例，原本就要求学生掌握长度单位与实际测量，项目活动只是将原有知识“情境化、实践化”，并不额外增加负担。

其次是教师专业素养的挑战。融合项目需要教师具备跨学科整合能力、课堂组织能力与评价指导能力，当前部分教师在项目设计与管理经验上尚显不足。对此建议加强校本教研，通过教师共同开发项目、互相观课评课等方式提升专业能力。同时也可引入专家或团队共同指导，推动项目规范化、系统化开展。

此外，学生的参与状态与反思能力也影响项目效果。部分学生在项目中容易流于表面操作，缺乏对数据的深入理解。对此，教师应提供清晰的探究流程指导与思维工具，如“数据记录表”“发现记录卡”“问题反思单”等，引导学生在每个阶段都有明确的思维目标，并在交流中表达和完善自己的理解。

五、结语

在素养教育不断深化的背景下，小学教育不应停留于单一知识传授，而应关注学生在真实情境中解决问题的综合能力。项目式学习作为打通学科壁垒、连接知识与现实的重要方式，在小学数学与科学教学中的应用前景广阔。本文从理论与实践层面出发，探讨了融合路径的设计原则与实施流程，并以“校园植物测量计划”为例，具体展示了融合项目如何帮助学生建构知识、发展思维、增强应用能力。当然，项目式学习的深入推进仍需理念引领、教师素养与课程机制的协同支持，但其“用数学解决问题、用科学解释现象”的核心导向，正是未来教育的发展方向。期待更多教师能探索出适合自身教学实际的融合路径，让数学与科学共同助力学生的全面成长。

参考文献：

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