如何在高中數學教學中培養學生的科學素養

引言

提高公民科學素養是國家的戰略，也是社會發展的必然要求，如何在高中階段培養學生的科學素養，特別是在高中數學教學中培養學生的科學素養，具有重要的現實意義。

一、科學素養的基本內容

科學素養是人們在掌握科學概念基礎上，以科學的態度運用科學的方法對現實中的個人、科學、社會和有關問題做出明智的抉擇，包括科學知識、科學意識、科學精神。 [1]

二、高中數學教學與培養學生科學素養的關系

培養學生的科學素養要求貫徹到高中數學教學的整個過程中，學生通過高中數學的學習，本身也是提高科學素養的過程，而科學素養的提高，又會進一步促進高中數學教學的效果，提升學生的邏輯思維能力，使學生掌握科學的思考方法和正確的解題方式，培養學生堅韌的學習精神、耐心細致的學習態度。基本上，高中數學教學與培養學生科學素養之間是相互融合、相互促進提升的關系，在高中數學教學中培養學生的科學素養，能極大地促進高中數學教學質量的提升。

三、高中數學教學中學生容易在科學素養方面表現出哪些不足

1.學生容易在高中數學教學中表現出科學素養不足的第一方面是學習能力不足。[2]

不少高中學生學習能力的不足，主要表現在缺乏科學的學習與思考能力上，中數學要求具有較強的抽象思維能力、邏輯推理能力，此外還要學會用數學建模、直觀想象、數據分析等數學能力解決問題，對數學的運算要求也更高。同時，高中的數學更要求從數量與數量的關系、圖形與圖形的關系中抽象出數學概念與概念之間的關系，從事物的具體背景中抽象出一般規律，并用數學符號和數學術語表達出來。在高中很多同學不具備這樣能力，因而在數學學習中表現出學習能力不足、學習困難，究其深層次的原因是科學素養的不足，使得學生在高中數學學習中表現出學習能力十分脆弱。

2.學生在高中數學教學中容易表現出科學素養方面的第二個不足是基礎知識掌握不扎實，也就是科學素養中的基礎科學知識掌握不足。

很多同學在升入高中以后，一部分因為初中階段基礎知識的學習本就脆弱，在初高中銜接階段沒有很好地把握基礎知識，一部分是在進入高中階段以后，不重視基礎知識的學習，因而在整個高中數學學習中表現出基礎知識掌握的不足，更深層面的表現是科學素養的不足。科學的知識是科學素養的一部分，許多同學對高中數學基礎知識的定義、概念、原理、公式這些基本的知識重視不夠，數學知識基礎打的不牢，因而在解決高中數學問題中經常因為基礎知識的不足而困難重重。直觀表象看，是學生對基礎知識掌握不牢，更深層次的原因是學生的科學素養不夠，無法對科學基礎知識進行準確全面地理解、把握和運用。

3.學生在高中數學教學中容易在科學素養方面表現出的第三個不足是學習方法的不科學。

很多高中同學在數學學習方法上并沒有表現出足夠的調適能力，他們仍然用初中的學習方法，重復的記憶和練習，而高中的數學則要求從數學的視角去發現問題、提出問題、分析問題、解決問題，這對高中數學的學習方法提出了更高要求。高中需要結合自學與老師教學，變被動學習為主動學習，在具體的學習方法上，許多同學不知道主動地課前預習、課堂認真聽講、課后復習、階段總結。學生表現出學習方法不科學，實際上是學生科學素養的不足，進而反映在高中數學學習上就是學習方法的不科學。

4.學生在高中數學教學中容易表現出科學素養方面不足的第四個方面是學習毅力不足，缺乏科學的學習精神。

很多學生進入高中以后，面對高中數學的抽象思維和邏輯思維等難度較復雜的思維方式，加上學習方法和知識基礎的不同，在高中數學學習中容易表現出畏難情緒。有的學生雖在剛進入高中階段對數學學習熱情較高，可是經過一段遇到較難的數學問題后，又極易表現出對高中數學學習的懈怠，很難保持對高中數學學習的激情和熱情，這種主觀意識上的不足，嚴重影響著高中學生數學學習的主觀能動性，使他們的學習不再具有自主性，不去積極的思考、探索，而只是疲于應付，也使得他們的數學成績愈發不理想，在學習數學中經常出現畏難、不想學、成績下降得快的現象。高中學生也正處在人生的重要發育階段，處在思想成熟的過程中，很容易遇到困難就退縮、就懷疑自己，缺乏迎難而上的科學精神，也許有時他們表現出來的只是畏難情緒，可從根本上反映出的是在科學素養上缺乏科學的精神和態度。[3]

四、如何在高中數學教學中培養學生的科學素養

1.在高中數學教學中加強培養學生對數學學科的理解，使學生認識到數學是基礎學科的重要性，打牢數學學習的基礎。

學生在升入高中以后，許多同學在一開始并沒有足夠重視數學學習，因而一開始就在學習態度上有所松懈。數學的邏輯推理能力、數學模型構建能力、直觀想象能力、數學運算能力、數據分析能力，對綜合提高一個學生自身的科學素養都有著直接的影響。數學學習好，對物理、化學等學科的運算能力、理解能力等都有促進作用，因而在高中數學教學中要加強學生對數學學科的理解。只要通過教授學生正確的學習方法，擺正他們對數學的學習心態，重視數學的基礎知識的學習，就會在心理上增加學習的自信。在具體教學中，要增強學生對每一個章節內容的理解，在開始講具體內容之前，要讓他們對整個章節有所了解，對要講的數學內容在整體上有一個正確的認識，有一個宏觀的理解，進而增強學生對基礎知識的理解、把握、運用的能力。比如講函數，函數的由來、函數的現實意義、函數的特點、函數的應用、函數的對應關系等等，在講具體內容之前如果能把這些概括一下，讓學生有個宏觀的理解和把握，那么在具體學習的過程中，學生對函數的抽象性就沒有那么難以理解，學習起來也就更有信心和把握，這樣通過對數學學科的理解，增強對數學學習的信心，以科學的態度對待數學學習，打牢數學學習的基礎，進而通過數學的學習，極大地促進自身科學素養的提升。

2.在高中數學教學中加強對學生學習方法的引導，提高學生科學的學習能力，進而提高學生的科學素養。

學生進入高中階段后，學習的數學知識內容更加豐富，難度也更大，思維要求更復雜，這就要求學生針對不同的內容采用不同的學習方法，然而許多學生并沒有掌握正確的學習方法，無法適應高中階段的數學學習，而只有掌握高中數學科學的學習方法，才會有事半功倍的效果。科學的學習方法，包括科學的思維習慣、科學的安排時間、科學的學習對策等，因而在高中數學教學中，要加強學生這些方面能力的培養。在具體的數學教學過程中，要有針對地增強學生抽象思維的鍛煉、邏輯推理鍛煉、數學建模的鍛煉、直觀想象的鍛煉、數學運算和數學分析的鍛煉，增強學生從一般到具體、從具體到一般抽象和概括能力的鍛煉，具體的做法如通過一些數學題鍛煉學生邏輯推理能力，鍛煉理解數學知識之間聯系的能力，形成有論據、有條理、合乎邏輯的思維品質，從而增強學生解決數學實際問題的能力，也可通過幾何題鍛煉學生利用圖形觀察、描述、分析、構建等能力，增強幾何觀察、想象、推理能力。通過以上具體鍛煉，增強學生數學學習方法的培養，在潛移默化中提高學生的科學素養。

例如（2015年課標全國卷I）四邊形為菱形，，、是平面同一側的兩點，，，，，

（1）證明：；

（2）求直線與直線所成角的余弦值。

通過這道題的解答，考察學生一些基本的概念如線面垂直、面面垂直，鍛煉學生直觀觀察、空間構建、做輔助線的能力，也可以通過此題鍛煉學生利用構建直角坐標系解題的能力。基本上，通過解答類似題型的形式，鍛煉學生多方面的解決高中數學問題的能力、方法、手段，培養學生觀察、思考、推理證明能力，使得學生的科學素養得到不斷提升。

3.在高中數學教學中加強培養學生科學的學習態度，進而提高學生的科學素養。

高中數學教學中，加強培養學生科學的學習態度，引導學生正確的對待高中數學學習，能夠極大地促進學生對高中數學學習的信心，促進高中階段數學整體教學的提升，主動培養學生的科學精神、態度，進而在主觀上提升學生學習高中數學的積極性。要培養學生學習數學的科學態度，首先要引導學生正確地認識數學學習，對高中數學知識、學習方法、思維方式等有個正確的引導，要在宏觀上介紹高中階段的整體數學知識、高中數學的特點、高中數學的難點以及高中數學的現實意義，激發同學們學習高中數學的激情和熱情，使他們正確認識高中數學的難度、學習方法、思維方式，進而在心理上對高中數學有一個正確的準備，正確看待自己在高中數學學習中所面臨的各種問題、困難和進步，保持學習的定力，形成對高中數學學習的基本態度，不輕易自我否定，不輕易放棄，保持積極向上，保持耐心細致，養成善于思考的心理態度，這不僅要求學生在學習過程中不斷的自我肯定，培養自己的科學學習態度，更要求老師在高中數學教學中不斷地積極培養學生的科學學習態度，不斷的給予鼓勵，在教學中不斷的通過教學來強化這方面的意識，并針對不同階段的數學學習內容，不斷地調適學生的學習心理，進而在心理上和教學上與學生形成良好互動，共同促進提升學生科學的學習數學能力。此外，還要注意培養學生在學習上不畏艱險，敢于客觀面對困難，在具體的教學中，可以針對個別題目，適當增加數學教學的難度、深度和廣度，讓學生在具體的數學學習中鍛煉形成科學的學習態度。

4.在高中數學教學中加強學生科學探索精神的培養，提高學生的科學素養。

在科學素養中，科學的探索精神對學生的學習，特別是高中階段數學的學習具有十分重要的促進作用。在高中數學教學中培養學生的科學探索精神，特別是培養學生對數學的主動探索精神，對學生高中階段數學的學習來說，是不可或缺的部分。學生有了主動的探索精神、科學的探索精神，那么他們就能積極主動的自我調整、自發的主動學習，愿意探究高中數學的真諦，而不是淺嘗輒止，使學生在學習高中數學中形成獨特的人格特質，進而對獨立學習和自主學習有強烈的需要，對高中數學學習有強烈的自我滿足感和自我領導能力，喜歡作抽象思考，具有強烈的求知欲望。教師在高中數學教學中，不僅要向同學們講授知識，更應該從以上幾方面出發，培養學生學習高中數學的興趣，進而培養學生對數學的科學探索精神，只有這樣才能夠很好地調動學生的主觀能動性，使他們在學習中主動思考、主動學習。在主觀能動性得到提高的基礎上，學生就可以主動地掌握高中數學的學習。在這方面，可以在具體的教學中加以滲透，如對高中函數的教學，不僅要讓學生理解函數的定義、性質、圖像，還要讓學生探究函數的幾何意義、函數的增減性、單調性、導數等。[4]

例如（2016年課標全國卷I）已知函數有兩個零點，（1）求的取值范圍；（2）設、是的兩個零點，證明：。

像這樣的題就是很好的鍛煉學生探索精神的例子，這道題需要學生熟悉導數的定義、幾何意義、幾何圖形的特點，進而利用求導來探究函數的零點、單調性、極值、最值等知識點，并進行分類討論，利用數形結合等數學思想方法探究解題的過程，既有一定難度，又有一定的廣度，很好地引導學生進行解決數學問題的探索。

通過類似具體問題的解決，培養學生探究、解決高中數學問題的興趣和能力，逐步在具體問題的解決過程中，培養學生科學的探索精神，提高學生的科學素養。

總的來說，學生科學素養的培養，在現在社會愈加重要，特別是在高中數學教學過程中，結合高中數學教學培養學生科學素養，不僅促進了高中數學的教學，更有利于學生形成良好的科學素養，這不僅是對高中階段數學教學具有重要現實意義，對學生自身的成長、對社會和國家都具有重要的現實意義，這不僅是對高中數學教學的要求，更是高中數學教學的重要使命。

參考文獻

[1]《科學素養概念的探討》 譚東麗、張志清、唐永民 《輕工科技》 2015（5）：168-169

[2]《淺談高中數學教學中創造性思維能力的培養》 胡中元 《湖南師范大學教育學報》2001（4）：147-148

[3]《關于數學核心素養的幾個問題》 馬云鵬 《課程、教材、教法》2015年第9期

[4]《也論數學核心素養及其構建》 蔡金法、徐斌艷 《全球教育展望》2016（11）：3-12

作者簡介

張劭敏（1972—） 女 本科 回 河北保定 廣州市第二十一中學 中學數學一級教師 研究方向：數學教育