在数学教学中提高学生科学素养

〔摘""要〕"在培养学生的科学素养方面，数学有得天独厚的条件。本文以苏教版小学数学为例，深入分析科学素养的内涵，阐述培养学生科学素养的意义和目标，探究在数学教学中提高学生科学素养的途径，旨在创新课堂教学，激发学生的学习兴趣，提高其学习效率。〔关键词〕"小学数学；科学素养；途径随着科学技术的迅速发展和新课程改革的不断推进，科学素养已成为现代公民必备的素质之一。数学作为一门基础学科，在培养学生科学素养方面具有不可替代的作用。科学与数学联系密切，科学是对自然现象的观察和解释，而数学则是对科学现象的精确描述和推理。数学教学不仅要传授学科知识，更要注重培养学生的科学思维、科学探究能力和科学态度，引领学生从科学的视角观察世界，分析和解决实际问题，学习有用的数学。一、科学素养的内涵（一）科学知识科学知识是科学素养的重要组成部分。在小学数学学习中，数与代数、图形与几何、统计与概率三大模块是培养科学素养的重要载体。在数的认识和运算规则中，整数、小数、分数的概念和四则运算，是学习科学计算的基础；在对图形的认识中，了解三角形、四边形、圆形等基本图形及其特征，有助于培养学生的空间概念，有利于认识其在建筑、工程等科学领域的广泛应用；统计知识让学生学会收集、整理和分析数据，这是现代科学研究和决策制定的重要手段。在小学科学课程中，对一些科学现象的解释和探究都离不开数学知识。例如，在研究植物生长的实践中，需要用数学记录植物的高度变化、叶片数量等数据；在科学小实验中，测量物体的长度、质量等也需用数学知识进行记录与分析。（二）科学方法科学方法是科学素养实现的路径。一是观察比较。在数学教学中，观察和比较是常用的科学方法。例如在认识几何图形时，可引领学生观察不同图形的边、角等特征，通过比较找出相似图形和不同图形的区别。比如观察长方形和正方形，比较边的数量、长度关系以及角的大小，让学生学会通过观察和比较，了解事物的本质特征，形成数学概念。二是实验探究。实验可帮助学生理解抽象的数学概念。例如在学习“可能性”时，可设计抛硬币的小实验，让学生通过多次抛下硬币，记录正面朝上和反面朝上的次数，从而探究其可能性的大小。这种实验探究方法，可培养学生提出问题、做出假设、设计实验、收集分析数据和得出结论的能力。三是逻辑推理。数学是一门逻辑性很强的学科，逻辑推理在小学数学学习中无处不在。从简单的数字规律推理，如找规律填数：1，3，5，7，（"），到复杂的几何特征认识，都离不开逻辑推理。通过推理，学生能从已知条件推出未知结论，形成严谨的思维习惯，在掌握思维方法的同时培养科学素养。（三）科学精神科学精神是科学素养的核心部分。主要体现在三个方面：一是强烈的求知欲。在数学学习中，有趣的科学现象和数学问题能激发学生强烈的求知欲。例如，教师提出“为什么车轮是圆形而不是方形”这样的问题，会引发学生积极思考和探究的欲望。学生想要知道其中的原理，其好奇心会驱使他们学习相关的数学知识，如圆的特征、圆心到圆上任意一点的距离相等，才使得车轮滚动时很平稳。二是敢于质疑的精神。在数学课上，要鼓励学生敢于质疑已有的结论，当学生对某个数学概念或解题方法有疑问时，应鼓励学生提出自己的看法，这需要质疑精神。例如，在学习乘法分配律“（a+b）×c="a×c+b×c”时，有的学生可能会质疑这个定律是否在所有情况下都成立。此时，教师可引领学生通过举例来验证或反驳，从而培养学生敢于质疑的精神。三是创新思维。数学教学应注重培养学生的创新思维。在分析和解决数学问题时，鼓励学生尝试不同的解题方法，比如计算12×25，除了常规的竖式计算方法，学生可尝试其他方法，如“12×25=3×（4×25）=300”。这种独特的解题思路体现了创新思维的重要性。在科学研究中，创新思维是推动科学进步的引擎。二、提高学生科学素养的意义（一）适应社会发展的需求现代社会发展日新月异，信息化、科技化已成主流，各行业各领域都离不开科学技术的支撑。现代公民只有具备一定的科学素养，才能更好地适应社会的发展变化，认识和应用现代科技成果，参与到科技创新和社会发展的进程中。基于此，培养学生科学素养是社会发展的需求。小学数学作为基础教育的重要学科，在培养学生科学素养方面有着得天独厚的条件。（二）满足学生成长的需要培养科学素养有助于提升学生的综合素质，也契合了学生成长的需要。在数学学习中，学生通过探索数学规律、解决数学问题，能够提升逻辑思维能力、创新能力和实践能力。对科学素养的培养还能激发学生对科学的兴趣，提升学习能力，促进学生在科学、技术、工程和数学等多方面的认知。教师要结合不同学科的特点，融合多学科教学资源，促进学生核心素养的提升。可见，科学素养也是核心素养的一部分。（三）为学生后续学习奠定基础数学是众多学科的基础，在小学阶段培养学生的科学素养，能够为学生在中学阶段学习物理、化学、生物等学科奠定基础。科学素养中的科学思维、科学方法，如观察、实验、分析、归纳等，在不同学科的学习中具有共性。在数学学习中培养科学素养，学生能更好地掌握学习数学的方法，提高后续学习的效率。三、提高学生科学素养的目标（一）科学知识目标首先应明确基本的数学概念和原理。要求学生理解数与代数、图形与几何、统计与概率等领域的基本概念，如整数、小数、分数、三角形、长方形、平均数等，并掌握相关的运算规则和定理。这些数学知识是构建科学体系的基础，也是学生学习科学知识的工具。其次要了解数学知识的应用。引领学生认识到数学知识在日常生活、科学研究和社会生产中应用广泛。例如，通过解决诸如计算家庭水电费、测量物体的长度和面积等实际问题，让学生体会数学与生活的紧密联系，提升运用数学知识解决实际问题的能力。（二）科学方法目标一是观察与实验。要教给学生观察数学现象的方法，如观察数字的规律、图形的特征等。同时，引导学生进行简单的数学实验，通过操作学具探究数学规律，比如用小棒摆三角形，探究三角形的基本特征。二是分析与归纳。引领学生对数学问题进行分析，找出问题的关键要素和解决思路。在解决多个同类问题后，能归纳出一般性的规律和方法。例如在学习乘法口诀时，通过分析多个乘法算式，归纳出乘法口诀的规律。（三）科学思维目标一是逻辑思维。逻辑思维是数学学习的主要思维方式。通过数学教学，培养学生的逻辑推理能力，如演绎推理（从一般到特殊）、归纳推理（从特殊到一般）。例如在几何证明中常用演绎推理，在探索数学规律时常用归纳推理。二是创新思维。鼓励学生从不同角度思考数学问题，提出独特的见解和解决方案。在数学教学中，可通过开放性问题、数学游戏等方式激发学生的创新思维，提升其学习能力和科学素养。（四）科学态度目标小学生对科学充满好奇，可利用他们对科学的好奇心，激发其对未知数学领域的求知欲。教师可通过展示有趣的数学现象、讲述数学故事等方式，吸引学生的注意力，引发学生的探究兴趣。培养学生严谨认真的学习态度，对待数学问题要实事求是。例如在计算过程中要准确无误，在数学证明中要有理有据，培养学生尊重事实、客观对待问题的科学态度。四、在数学教学中提高学生科学素养的途径（一）用好教材中的科学史料教师要深入研读数学教材，用好其中蕴含的科学史料。例如，在数学史的编排中，引入了祖冲之计算圆周率的史料。教师对此不可忽视，应向学生介绍祖冲之的探索历程，包括他采用的割圆术等方法，让学生体会到古人的科学智慧和科学研究的艰辛，从而培养学生的科学精神。除了教材内容，教师还可适当拓展延伸。比如在学习百分数时，可引入经济生活中的利率、折扣等实际问题，让学生了解百分数在金融领域的应用，拓宽学生的知识视野。教师还可补充一些数学科普知识，如介绍数学家的故事、数学在现代科技中的应用案例等，激发学生热爱数学和科学的兴趣。（二）运用多种教学方法问题驱动教学法。以问题驱动的教学方法，有利于激发学生的探究欲望。例如在教学“三角形的稳定性”时，教师可先提出问题：为什么在建筑中很多结构都采用三角形？让学生用小棒搭建三角形、四边形等不同的图形，之后对这些图形进行拉扯，观察哪种图形不易变形，从而得出三角形具有稳定性的结论。问题驱动教学法优势明显，能让学生在解决问题的过程中掌握数学知识和科学方法。小组合作探究法。小组合作学习可培养学生的协作精神和交流能力，这也是科学素养的重要组成部分。例如在开展数学项目式学习时，以“测量体育场的面积”为例，将学生分成若干小组，每个小组负责对不同区域的测量，然后共同汇总数据进行计算。在小组合作学习中，学生需分工合作，有的负责测量，有的负责记录，有的负责计算，通过小组交流合作，提高解决问题的能力。情境创设教学法。创设教学情境可让学生更好地理解抽象的数学知识。例如在学习“四则运算”时，可创设超市购物的情境，让学生扮演顾客和收银员，通过模拟购物过程中的计算，如商品价格的加法、找零的减法、折扣后的乘法等，让学生在生活情境中掌握四则运算的规则，感知数学在日常生活中的广泛应用。（三）开展数学实践活动开展数学实验活动，可让学生亲身体验数学知识的形成过程，增强学生的动手能力和对数学概念的理解。常用的有数学建模活动。数学建模是将实际问题转化为数学问题并求解的过程，可培养学生的数学应用能力和创新思维。在小学阶段，可以开展简单的数学建模活动，比如让学生设计一个校园绿化方案，要求其计算出不同植物的种植面积、数量等。这就需要学生运用数学知识建模。还可以开展数学科普活动。组织数学科普活动，常见的方式有数学知识讲座、数学科普展览等。可以邀请专家举办讲座，向学生介绍数学的前沿知识、数学史以及数学在现代科技中的应用；数学科普展览可展示数学趣味问题、数学模型等。开展数学实践活动，拓展学习空间，是培养学生科学素养的新尝试。（四）借助多媒体辅助教学多媒体教学可将抽象的数学知识形象化、动态化，易于学生理解掌握。例如在教学几何图形的变换知识时，通过动画演示平移、旋转和轴对称等变换过程，有利于学生直观地理解抽象概念。多媒体教学还可展示一些数学实验过程、数学历史故事等视频资料，丰富教学内容。还可利用数学教育软件，如几何画板、数学