小学中学段数学测量工具在科学实验中的应用实践研究

引言

在“双减”背景下，基础教育阶段迫切需探索更加高效、有趣且富有成效的教学方式。因此，本研究以小学三四年级为对象，结合典型教学案例，分析数学测量工具在科学实验中整合应用的教学策略与实践成效，探索推动课程融合与学生核心素养提升的有效路径。

一、小学三四年级测量工具教学内容概述与特点

根据人教版小学数学三四年级教材的内容安排，测量工具相关教学主要涵盖长度、质量、时间和容量四个维度。三年级起，学生开始学习厘米、米、毫米等长度单位，并尝试用尺子进行简单测量；同时还引入时间单位如时、分、秒的认知与应用。在四年级，测量内容进一步拓展至质量（如克、千克）和容量（如升、毫升）单位的认识及换算，同时加强了使用天平、量杯等工具进行测量的实践活动。该阶段的测量知识教学呈现出“从静态认知到动态操作”“从感性估测到精准读数”的过渡特征，为后续在科学实验中灵活运用奠定了基础。此外，教材通过生活化场景创设，如测量铅笔长度、称水果重量、计算跳绳时间等，使测量知识具象化、贴近实际，有利于学生迁移至跨学科任务中去。测量工具的操作性强、真实性高，极具实践价值，因此在科学实验中合理引入这些工具，既能巩固数学知识，又能增强科学活动的严谨性与数据支持。

二、测量工具在科学实验中的整合应用路径分析

将小学数学测量工具引入科学实验，并非简单的工具迁移，而应实现内容目标、实践方式与评价机制的深度融合。在课程内容整合层面，应围绕科学课程中“物体的运动”“物质的状态”“生物的生长”等主题，识别其中涉及长度、时间、质量等测量需求的实验活动，并有意识地将数学中的测量方法匹配到相应情境中。例如，在探究“水的蒸发速度”实验中，引导学生用量杯测量水量变化，用秒表记录时间，通过对比不同条件下的数据变化，理解变量控制与数据分析的关系。在教学方式上，应采用项目化学习、探究式学习等融合策略，构建“提出问题—设计实验—实施操作—记录数据—得出结论”的完整流程，使学生在操作测量工具的同时理解其在科学探究中的功能与价值。评价方面，则应强化过程性评价，关注学生对测量工具操作的规范性、数据记录的准确性及分析的逻辑性，引导学生养成科学实验中“有据可依、可测可控”的实践意识。

三、融合实践案例分析与成效观察

以四年级“水的受热膨胀实验”为例，学生分组操作，通过加热相同容器中不同水量的水，观察并记录水柱上升高度的差异。实验中教师要求学生使用刻度尺精确测量瓶中水柱的初始高度与加热后高度，并记录升高的量；同时使用秒表控制加热时间，确保实验条件统一。学生通过多次测量、数据对比与小组讨论，发现水量越多，受热膨胀的程度越明显，初步建立了变量控制的科学思维。在整个实验过程中，学生不仅复习并应用了数学中所学的单位换算与测量方法，更在科学实践中体验到了数据的作用与可信性。实验结束后，学生普遍反馈“感觉尺子和量杯不是为了考试才学的，是为了真的能测出什么”“原来每次量的不一样结果会差很多”。通过这类实践活动，学生的学习兴趣显著增强，对数学知识在科学中的应用产生了深刻理解。同时，教师评价显示，学生在操作工具的准确性、数据记录的条理性与分析能力等方面均有明显提升，这为其后续学习中的综合能力发展打下了良好基础。

四、实施中存在的问题与优化建议

虽然测量工具在科学实验中的应用取得了较好成效，但在实际推进过程中仍面临诸多问题。一方面，部分学生操作不熟练，对工具的单位、刻度线认识不清，容易出现误读数据、记录错误等现象，影响实验准确性。另一方面，教师在教学设计中融合程度不够，仍存在“数学是数学，科学是科学”的学科割裂现象，导致学生难以建立知识间的关联。此外，教学资源配置不足也是影响融合实践的重要因素，如部分学校缺乏标准化测量器材，实验环境局限性较大，制约了实践开展的广度与深度。对此，应从多个层面予以优化：首先是教师层面，应加强数学与科学教师的协作机制，开展融合教学培训，提升教学整合能力；其次是教学资源层面，建议学校配备一体化实验套件，将尺子、秒表、量杯、温度计等基础工具进行标准化整理与统一使用，降低教学组织难度；再次是课程层面，应在教材编写与校本课程开发中适当增加跨学科项目式任务，如“制作简易温度计”“测定跳绳心率变化”等，引导学生在真实任务中灵活运用数学测量工具，打通学科壁垒，构建知识网络。

五、结论

测量工具作为小学数学的重要内容之一，其教学价值不仅在于帮助学生掌握具体的量化技能，更在于为科学探究提供基础支撑。从实践层面来看，融合式教学能够提升学生的学习兴趣与参与度，强化其对知识本质的理解与迁移能力，是未来素质教育发展的必然趋势。为进一步发挥测量工具在科学实验中的作用，建议教育行政部门加强课程统筹，教师深化教研协同，学校优化实验条件，从而实现小学数学与科学教学的双向赋能，推动基础教育向更加融合、高效、创新的方向发展。

参考文献：

[1] 杨 庆 . 提 升 小 学 生 科 学 素 养 的 教 学 策 略 研 究 [J]. 试 题 与 研究 ,2024,(36):138-140.

[2] 卢慧玲 . 指向问题解决能力培养的小学数学综合实践活动设计策略[J]. 数学学习与研究 ,2024,(36):102-105.

[3] 洪淑青 . 核心素养导向下小学数学跨学科教学策略研究 [J]. 名师在线 ,2024,(36):20-22.

[4] 谢小立 . 技术与工程、核心概念、跨学科概念的整体教学构型——以教科版科学四年级上册“运动与摩擦力”为例 [J]. 实验教学与仪器 ,2024,41(12):131-133.