在教學(xué)中滲透科學(xué)思維方式

〔摘" "要〕" 在小學(xué)數(shù)學(xué)教育重要性日益凸顯的背景下，本研究聚焦科學(xué)思維方式在教學(xué)中的應(yīng)用，探討科學(xué)思維對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)在優(yōu)化認(rèn)知、提升邏輯推導(dǎo)及激發(fā)思維活力等方面的作用。提出創(chuàng)設(shè)思維沖突情境、運(yùn)用科學(xué)探究模式、借助類比與遷移以及開展反思性學(xué)習(xí)活動(dòng)等滲透策略，旨在為在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中有效融入科學(xué)思維提供理論支持與實(shí)踐指導(dǎo)，助力學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)與提升。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)數(shù)學(xué)；科學(xué)思維方式；思維培養(yǎng)策略

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " "〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）" 11" " 124-003

小學(xué)數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)教育的重要組成部分，對(duì)學(xué)生思維能力的啟蒙與發(fā)展至關(guān)重要。隨著教育理念的不斷更新，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式成為數(shù)學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)。科學(xué)思維不僅有助于學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)知識(shí)，更是提升其解決實(shí)際問題能力、激發(fā)其創(chuàng)新意識(shí)的關(guān)鍵。然而，當(dāng)前在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)思維方式仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如何將科學(xué)思維有效融入教學(xué)過程，成為亟待解決的問題。因此，深入研究科學(xué)思維方式在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用及滲透策略，具有重要的理論與實(shí)踐意義。

一、小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)滲透科學(xué)思維方式的意義

（一）優(yōu)化認(rèn)知路徑，深化概念理解

小學(xué)數(shù)學(xué)是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙課程，學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解至關(guān)重要。科學(xué)思維方式能夠?yàn)閷W(xué)生開辟優(yōu)化的認(rèn)知路徑，助力他們深入理解數(shù)學(xué)概念。

在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生接觸到的概念往往較為抽象，他們理解起來存在一定難度。科學(xué)思維中的具象化思維，可將抽象概念轉(zhuǎn)化為更易感知的形式。可引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用圖形、圖表等方式呈現(xiàn)數(shù)學(xué)概念，將抽象的數(shù)字、符號(hào)轉(zhuǎn)化為直觀的視覺形象，降低認(rèn)知難度。

同時(shí)，科學(xué)思維中的分類思維能幫助學(xué)生對(duì)眾多數(shù)學(xué)概念進(jìn)行梳理。學(xué)生可以依據(jù)概念的屬性、特征等，將相似概念歸為一類，分析各類概念間的異同。這種分類梳理過程，能使學(xué)生對(duì)概念的理解更為清晰，在腦海中構(gòu)建起有序的概念網(wǎng)絡(luò)，深化對(duì)概念本質(zhì)的把握。

（二）提升邏輯推導(dǎo)，強(qiáng)化問題解決能力

小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的核心目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，而科學(xué)思維中的邏輯推導(dǎo)能力是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。

在解決數(shù)學(xué)問題時(shí)，邏輯推導(dǎo)能夠幫助學(xué)生對(duì)問題所涉及的條件進(jìn)行細(xì)致分析。學(xué)生依據(jù)條件之間的邏輯關(guān)系，準(zhǔn)確判斷哪些條件是關(guān)鍵的，哪些是輔助的，從而確定解題的方向。通過對(duì)科學(xué)思維的訓(xùn)練，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)運(yùn)用歸納、演繹等邏輯方法，從多個(gè)具體的數(shù)學(xué)實(shí)例中歸納出一般性的規(guī)律，或者依據(jù)已有的數(shù)學(xué)原理和規(guī)則，演繹推理出問題的答案。

而且，邏輯推導(dǎo)還能使學(xué)生在解題過程中保持清晰的思路，每一步推理都基于合理的依據(jù)，避免盲目猜測(cè)或隨意解題。這不僅提高了解題的準(zhǔn)確性，還培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時(shí)，憑借邏輯推導(dǎo)能力將問題逐步分解，各個(gè)擊破，最終實(shí)現(xiàn)問題的解決，提升自身的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。

（三）激發(fā)思維活力，奠定創(chuàng)新基礎(chǔ)

小學(xué)階段是學(xué)生思維發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，科學(xué)思維方式能夠有效激發(fā)學(xué)生的思維活力，為其未來的創(chuàng)新能力發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

科學(xué)思維鼓勵(lì)學(xué)生突破常規(guī)的思維定式。在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生習(xí)慣按照既定的方法和步驟解題，而科學(xué)思維引導(dǎo)學(xué)生嘗試從不同角度思考問題。當(dāng)遇到傳統(tǒng)解法難以解決的問題時(shí)，學(xué)生受科學(xué)思維啟發(fā)，探索新的解題途徑，這種嘗試能夠激活學(xué)生的思維，讓思維更靈活。

此外，科學(xué)思維中的發(fā)散思維，促使學(xué)生從一個(gè)數(shù)學(xué)問題出發(fā)，聯(lián)想到多個(gè)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)或解題思路。學(xué)生不再局限于單一的答案或方法，而是盡可能多地提出各種可能性。這種思維的拓展訓(xùn)練，豐富著學(xué)生的思維方式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。在不斷探索和嘗試新方法的過程中，學(xué)生逐漸養(yǎng)成創(chuàng)新的思維習(xí)慣，為今后在更高層次的學(xué)習(xí)和生活中進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)積累經(jīng)驗(yàn)、奠定基礎(chǔ)。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)滲透科學(xué)思維方式的策略

（一）創(chuàng)設(shè)思維沖突情境，激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維動(dòng)機(jī)

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中要有效滲透科學(xué)思維，教師需匠心獨(dú)運(yùn)地創(chuàng)設(shè)充滿思維沖突的情境。小學(xué)生的好奇心如同幼苗，思維沖突恰似春雨，能催發(fā)他們探索與思考的熱情，為科學(xué)思維成長(zhǎng)注入源頭活水。

以“小數(shù)的性質(zhì)”教學(xué)為例，教師展示兩支鉛筆標(biāo)價(jià)：2.50元與2.5元。緊接著拋出問題：“這兩個(gè)價(jià)格相等嗎？既然相等為何寫法不同？若不相等，差異又在哪？”這一情境，如投入平靜湖面的石子，激起學(xué)生認(rèn)知的漣漪。學(xué)生基于整數(shù)認(rèn)知，習(xí)慣了在整數(shù)末尾添“0”改變數(shù)值的概念認(rèn)知，此時(shí)面對(duì)小數(shù)便產(chǎn)生了強(qiáng)烈疑惑。這種疑惑驅(qū)使他們從不同角度思考，如聯(lián)系生活實(shí)際，思考價(jià)格所代表的貨幣價(jià)值；從數(shù)學(xué)意義出發(fā)，探究小數(shù)數(shù)位與數(shù)值的關(guān)系，進(jìn)而深度探索小數(shù)性質(zhì)。

教師還可深挖數(shù)學(xué)史素材制造思維沖突。在教授圓周長(zhǎng)時(shí)，可詳述古代數(shù)學(xué)家對(duì)圓周率的探索，從早期簡(jiǎn)單認(rèn)為圓周長(zhǎng)與直徑是整數(shù)倍關(guān)系，到后來發(fā)現(xiàn)并非如此，歷經(jīng)無數(shù)次測(cè)量、計(jì)算與修正的歷程。以祖沖之為例，他在簡(jiǎn)陋條件下，憑借堅(jiān)韌毅力與創(chuàng)新思維，將圓周率精確到小數(shù)點(diǎn)后七位。教師把這一漫長(zhǎng)且充滿挑戰(zhàn)的過程呈現(xiàn)給學(xué)生，可讓他們明白科學(xué)思維是在不斷打破固有認(rèn)知、持續(xù)質(zhì)疑與修正中發(fā)展的。使學(xué)生由此意識(shí)到，探索圓周長(zhǎng)與直徑的精確關(guān)系需持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度與不懈努力，進(jìn)而培養(yǎng)自身的科學(xué)思維。

（二）運(yùn)用科學(xué)探究模式，探尋學(xué)生科學(xué)思維路徑

借鑒科學(xué)探究模式，能助力學(xué)生搭建起系統(tǒng)且有序的科學(xué)思維路徑。科學(xué)探究通常涵蓋提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、得出結(jié)論以及反思拓展等一系列緊密相連的環(huán)節(jié)。

在關(guān)于“三角形穩(wěn)定性”的教學(xué)中，教師可先展示生活中諸多應(yīng)用三角形結(jié)構(gòu)的實(shí)例，如自行車車架、塔吊支架等，引導(dǎo)學(xué)生細(xì)致觀察并提出問題：“為什么在這些關(guān)鍵的建筑和工具結(jié)構(gòu)中，三角形被廣泛應(yīng)用？三角形結(jié)構(gòu)究竟具備何種獨(dú)特的性質(zhì)？”

學(xué)生在觀察與思考后，結(jié)合已有的生活經(jīng)驗(yàn)和初步的直觀感受，做出假設(shè)。例如，部分學(xué)生推測(cè)三角形結(jié)構(gòu)也許具有更強(qiáng)的穩(wěn)固性，能承受更大的外力而不變形。隨后，教師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)。學(xué)生選取合適長(zhǎng)度的小棒，分別精心搭建三角形和四邊形框架。在搭建過程中，思考如何確保框架的連接方式一致，以保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。學(xué)生搭建完成后，通過按壓、拉伸等方式，對(duì)兩種框架施加外力，對(duì)比兩者的穩(wěn)定性。在操作過程中，學(xué)生認(rèn)真觀察并收集證據(jù)，清晰地發(fā)現(xiàn)三角形框架在受力時(shí)，三條邊相互支撐，結(jié)構(gòu)基本保持不變；而四邊形框架則容易發(fā)生變形，四條邊的角度和形狀都可能改變。

基于收集到的證據(jù)，學(xué)生得出三角形具有穩(wěn)定性的結(jié)論。此時(shí)，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)過程，思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否存在可改進(jìn)之處，以及三角形穩(wěn)定性在其他場(chǎng)景中的應(yīng)用。通過這種完整的科學(xué)探究模式，學(xué)生不僅透徹掌握了“三角形穩(wěn)定性”這一知識(shí)，更重要的是，學(xué)會(huì)了遵循科學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)流程思考問題，從敏銳地發(fā)現(xiàn)問題，到大膽假設(shè)、精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、細(xì)致收集證據(jù)、合理得出結(jié)論，再到深入反思拓展，逐步形成嚴(yán)謹(jǐn)、有序且富有深度的思維方式。

（三）借助類比與遷移，拓展科學(xué)思維廣度

類比與遷移作為科學(xué)思維的核心方法，在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中具有不可忽視的價(jià)值，能夠有效拓展學(xué)生科學(xué)思維的廣度。教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生挖掘新知識(shí)與舊知識(shí)的關(guān)聯(lián)，通過類比實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移，促使學(xué)生思維向更廣闊的領(lǐng)域延伸。

在“圓柱體積”的教學(xué)中，教師可先帶領(lǐng)學(xué)生回顧長(zhǎng)方體體積的計(jì)算方法及其原理。長(zhǎng)方體體積是底面積乘以高，這一計(jì)算方式源于對(duì)長(zhǎng)方體空間占位的量化理解。而圓柱同樣具有上下兩個(gè)平行且相等的底面，這一相似特征為類比提供了切入點(diǎn)。教師提問：“既然圓柱和長(zhǎng)方體在底面特征上有相似之處，那么圓柱體積的計(jì)算能否也用底面積乘以高這種方法呢？”激發(fā)學(xué)生思考。

接著，教師借助教具或多媒體演示，引導(dǎo)學(xué)生將圓柱底面分割成若干相等的扇形，再拼接成近似長(zhǎng)方體。學(xué)生在觀察過程中，直觀地看到圓柱與長(zhǎng)方體之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，理解到圓柱體積同樣可以通過底面積乘以高來計(jì)算。這種類比遷移，不僅讓學(xué)生掌握?qǐng)A柱體積公式的推導(dǎo)，更重要的是，可使學(xué)生意識(shí)到不同形狀的立體圖形在體積計(jì)算上存在著內(nèi)在邏輯聯(lián)系，拓展學(xué)生對(duì)幾何知識(shí)的整體認(rèn)知。

在分?jǐn)?shù)運(yùn)算的學(xué)習(xí)中，類比遷移同樣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。以加減法為例，學(xué)生熟知整數(shù)加減法需數(shù)位對(duì)齊，其本質(zhì)是保證相同計(jì)數(shù)單位相加減。教師引導(dǎo)學(xué)生思考分?jǐn)?shù)加減法的運(yùn)算規(guī)則，分?jǐn)?shù)加減法需先通分使分母相同，這其實(shí)也是為了讓分?jǐn)?shù)具有相同的計(jì)數(shù)單位。通過這樣的類比，學(xué)生清晰認(rèn)識(shí)到整數(shù)與分?jǐn)?shù)加減法在本質(zhì)上的一致性，從而將整數(shù)運(yùn)算的思維方式遷移到分?jǐn)?shù)運(yùn)算中。這種類比遷移可幫助學(xué)生構(gòu)建起更為完整的運(yùn)算知識(shí)體系，使學(xué)生明白數(shù)學(xué)運(yùn)算規(guī)則雖形式多樣，但本質(zhì)相通，從而極大地拓寬學(xué)生科學(xué)思維的廣度。

（四）開展反思性學(xué)習(xí)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展

反思性學(xué)習(xí)活動(dòng)是促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的重要途徑。教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)全程進(jìn)行反思，促使其對(duì)思考過程、方法及結(jié)果展開全面審視。

在解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問題后，組織學(xué)生反思解題思路能有效提升其思維能力。以“雞兔同籠”問題為例，教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)盤解題過程。有的學(xué)生采用假設(shè)法，先假設(shè)全是雞或兔，通過計(jì)算腿數(shù)差異來求解。此方法直觀易懂，能讓學(xué)生從具體情境出發(fā)理解問題，但面對(duì)數(shù)據(jù)復(fù)雜的情況，計(jì)算過程易出錯(cuò)，且邏輯推導(dǎo)步驟較多，若思路不清晰，易陷入混亂。而使用方程法的學(xué)生，通過設(shè)未知數(shù)，依據(jù)雞兔腿數(shù)的等量關(guān)系列出方程求解。方程法通用性強(qiáng)，只要找到正確等量關(guān)系，就能解決各類“雞兔同籠”及類似問題，但解方程過程可能涉及較多計(jì)算步驟，對(duì)于計(jì)算能力稍弱的學(xué)生有一定挑戰(zhàn)性。

學(xué)生通過交流反思，對(duì)比不同方法的優(yōu)劣，能深刻理解每種方法的適用場(chǎng)景。這樣的反思促使學(xué)生優(yōu)化思維方式，在未來面對(duì)類似問題時(shí)，能依據(jù)題目特點(diǎn)，靈活、準(zhǔn)確地選擇最合適的解題方法，提升解題效率與準(zhǔn)確性。

在完成一個(gè)單元學(xué)習(xí)后，引導(dǎo)學(xué)生反思知識(shí)結(jié)構(gòu)有助于其構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)體系。以“圖形的認(rèn)識(shí)”單元為例，學(xué)生回顧所學(xué)圖形，如長(zhǎng)方形、正方形、三角形、平行四邊形等。不僅要明確各圖形的特征，如長(zhǎng)方形對(duì)邊相等、四個(gè)角是直角；還要理解其性質(zhì)，如三角形的穩(wěn)定性；更要梳理圖形間的相互關(guān)系，如正方形是特殊的長(zhǎng)方形，平行四邊形通過割補(bǔ)可轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)方形來推導(dǎo)面積公式。

通過這樣的反思，學(xué)生能將碎片化的知識(shí)整合為清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，深化對(duì)知識(shí)的理解與記憶。不僅清楚各圖形的獨(dú)特之處，還明白它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而提升思維的深度與系統(tǒng)性，為后續(xù)學(xué)習(xí)更復(fù)雜的幾何知識(shí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

科學(xué)思維方式在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中具有不可忽視的作用，可從優(yōu)化學(xué)生認(rèn)知路徑、提升邏輯推導(dǎo)能力到激發(fā)思維活力，全方位促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升。應(yīng)采用創(chuàng)設(shè)思維沖突情境激發(fā)學(xué)生思維動(dòng)機(jī)，運(yùn)用科學(xué)探究模式塑造其思維路徑，借助類比與遷移拓展思維廣度，開展反思性學(xué)習(xí)活動(dòng)深化思維深度等策略，為科學(xué)思維方式在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透提供可行的途徑。

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