在數(shù)學教學中提高學生科學素養(yǎng)

〔摘" "要〕" 在培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)方面，數(shù)學有得天獨厚的條件。本文以蘇教版小學數(shù)學為例，深入分析科學素養(yǎng)的內涵，闡述培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的意義和目標，探究在數(shù)學教學中提高學生科學素養(yǎng)的途徑，旨在創(chuàng)新課堂教學，激發(fā)學生的學習興趣，提高其學習效率。

〔關鍵詞〕" 小學數(shù)學；科學素養(yǎng)；途徑

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）12" " 0136-03

隨著科學技術的迅速發(fā)展和新課程改革的不斷推進，科學素養(yǎng)已成為現(xiàn)代公民必備的素質之一。數(shù)學作為一門基礎學科，在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)方面具有不可替代的作用?？茖W與數(shù)學聯(lián)系密切，科學是對自然現(xiàn)象的觀察和解釋，而數(shù)學則是對科學現(xiàn)象的精確描述和推理。數(shù)學教學不僅要傳授學科知識，更要注重培養(yǎng)學生的科學思維、科學探究能力和科學態(tài)度，引領學生從科學的視角觀察世界，分析和解決實際問題，學習有用的數(shù)學。

一、科學素養(yǎng)的內涵

（一）科學知識

科學知識是科學素養(yǎng)的重要組成部分。在小學數(shù)學學習中，數(shù)與代數(shù)、圖形與幾何、統(tǒng)計與概率三大模塊是培養(yǎng)科學素養(yǎng)的重要載體。在數(shù)的認識和運算規(guī)則中，整數(shù)、小數(shù)、分數(shù)的概念和四則運算，是學習科學計算的基礎；在對圖形的認識中，了解三角形、四邊形、圓形等基本圖形及其特征，有助于培養(yǎng)學生的空間概念，有利于認識其在建筑、工程等科學領域的廣泛應用；統(tǒng)計知識讓學生學會收集、整理和分析數(shù)據(jù)，這是現(xiàn)代科學研究和決策制定的重要手段。在小學科學課程中，對一些科學現(xiàn)象的解釋和探究都離不開數(shù)學知識。例如，在研究植物生長的實踐中，需要用數(shù)學記錄植物的高度變化、葉片數(shù)量等數(shù)據(jù)；在科學小實驗中，測量物體的長度、質量等也需用數(shù)學知識進行記錄與分析。

（二）科學方法

科學方法是科學素養(yǎng)實現(xiàn)的路徑。一是觀察比較。在數(shù)學教學中，觀察和比較是常用的科學方法。例如在認識幾何圖形時，可引領學生觀察不同圖形的邊、角等特征，通過比較找出相似圖形和不同圖形的區(qū)別。比如觀察長方形和正方形，比較邊的數(shù)量、長度關系以及角的大小，讓學生學會通過觀察和比較，了解事物的本質特征，形成數(shù)學概念。二是實驗探究。實驗可幫助學生理解抽象的數(shù)學概念。例如在學習“可能性”時，可設計拋硬幣的小實驗，讓學生通過多次拋下硬幣，記錄正面朝上和反面朝上的次數(shù)，從而探究其可能性的大小。這種實驗探究方法，可培養(yǎng)學生提出問題、做出假設、設計實驗、收集分析數(shù)據(jù)和得出結論的能力。三是邏輯推理。數(shù)學是一門邏輯性很強的學科，邏輯推理在小學數(shù)學學習中無處不在。從簡單的數(shù)字規(guī)律推理，如找規(guī)律填數(shù)：1，3，5，7，（"），到復雜的幾何特征認識，都離不開邏輯推理。通過推理，學生能從已知條件推出未知結論，形成嚴謹?shù)乃季S習慣，在掌握思維方法的同時培養(yǎng)科學素養(yǎng)。

（三）科學精神

科學精神是科學素養(yǎng)的核心部分。主要體現(xiàn)在三個方面：一是強烈的求知欲。在數(shù)學學習中，有趣的科學現(xiàn)象和數(shù)學問題能激發(fā)學生強烈的求知欲。例如，教師提出“為什么車輪是圓形而不是方形”這樣的問題，會引發(fā)學生積極思考和探究的欲望。學生想要知道其中的原理，其好奇心會驅使他們學習相關的數(shù)學知識，如圓的特征、圓心到圓上任意一點的距離相等，才使得車輪滾動時很平穩(wěn)。二是敢于質疑的精神。在數(shù)學課上，要鼓勵學生敢于質疑已有的結論，當學生對某個數(shù)學概念或解題方法有疑問時，應鼓勵學生提出自己的看法，這需要質疑精神。例如，在學習乘法分配律“（a+b）×c="a×c+b×c”時，有的學生可能會質疑這個定律是否在所有情況下都成立。此時，教師可引領學生通過舉例來驗證或反駁，從而培養(yǎng)學生敢于質疑的精神。三是創(chuàng)新思維。數(shù)學教學應注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。在分析和解決數(shù)學問題時，鼓勵學生嘗試不同的解題方法，比如計算12×25，除了常規(guī)的豎式計算方法，學生可嘗試其他方法，如“12×25=3×（4×25）=300”。這種獨特的解題思路體現(xiàn)了創(chuàng)新思維的重要性。在科學研究中，創(chuàng)新思維是推動科學進步的引擎。

二、提高學生科學素養(yǎng)的意義

（一）適應社會發(fā)展的需求

現(xiàn)代社會發(fā)展日新月異，信息化、科技化已成主流，各行業(yè)各領域都離不開科學技術的支撐。現(xiàn)代公民只有具備一定的科學素養(yǎng)，才能更好地適應社會的發(fā)展變化，認識和應用現(xiàn)代科技成果，參與到科技創(chuàng)新和社會發(fā)展的進程中?；诖?，培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)是社會發(fā)展的需求。小學數(shù)學作為基礎教育的重要學科，在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)方面有著得天獨厚的條件。

（二）滿足學生成長的需要

培養(yǎng)科學素養(yǎng)有助于提升學生的綜合素質，也契合了學生成長的需要。在數(shù)學學習中，學生通過探索數(shù)學規(guī)律、解決數(shù)學問題，能夠提升邏輯思維能力、創(chuàng)新能力和實踐能力。對科學素養(yǎng)的培養(yǎng)還能激發(fā)學生對科學的興趣，提升學習能力，促進學生在科學、技術、工程和數(shù)學等多方面的認知。教師要結合不同學科的特點，融合多學科教學資源，促進學生核心素養(yǎng)的提升?？梢?，科學素養(yǎng)也是核心素養(yǎng)的一部分。

（三）為學生后續(xù)學習奠定基礎

數(shù)學是眾多學科的基礎，在小學階段培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，能夠為學生在中學階段學習物理、化學、生物等學科奠定基礎?？茖W素養(yǎng)中的科學思維、科學方法，如觀察、實驗、分析、歸納等，在不同學科的學習中具有共性。在數(shù)學學習中培養(yǎng)科學素養(yǎng)，學生能更好地掌握學習數(shù)學的方法，提高后續(xù)學習的效率。

三、提高學生科學素養(yǎng)的目標

（一）科學知識目標

首先應明確基本的數(shù)學概念和原理。要求學生理解數(shù)與代數(shù)、圖形與幾何、統(tǒng)計與概率等領域的基本概念，如整數(shù)、小數(shù)、分數(shù)、三角形、長方形、平均數(shù)等，并掌握相關的運算規(guī)則和定理。這些數(shù)學知識是構建科學體系的基礎，也是學生學習科學知識的工具。其次要了解數(shù)學知識的應用。引領學生認識到數(shù)學知識在日常生活、科學研究和社會生產中應用廣泛。例如，通過解決諸如計算家庭水電費、測量物體的長度和面積等實際問題，讓學生體會數(shù)學與生活的緊密聯(lián)系，提升運用數(shù)學知識解決實際問題的能力。

（二）科學方法目標

一是觀察與實驗。要教給學生觀察數(shù)學現(xiàn)象的方法，如觀察數(shù)字的規(guī)律、圖形的特征等。同時，引導學生進行簡單的數(shù)學實驗，通過操作學具探究數(shù)學規(guī)律，比如用小棒擺三角形，探究三角形的基本特征。二是分析與歸納。引領學生對數(shù)學問題進行分析，找出問題的關鍵要素和解決思路。在解決多個同類問題后，能歸納出一般性的規(guī)律和方法。例如在學習乘法口訣時，通過分析多個乘法算式，歸納出乘法口訣的規(guī)律。

（三）科學思維目標

一是邏輯思維。邏輯思維是數(shù)學學習的主要思維方式。通過數(shù)學教學，培養(yǎng)學生的邏輯推理能力，如演繹推理（從一般到特殊）、歸納推理（從特殊到一般）。例如在幾何證明中常用演繹推理，在探索數(shù)學規(guī)律時常用歸納推理。二是創(chuàng)新思維。鼓勵學生從不同角度思考數(shù)學問題，提出獨特的見解和解決方案。在數(shù)學教學中，可通過開放性問題、數(shù)學游戲等方式激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，提升其學習能力和科學素養(yǎng)。

（四）科學態(tài)度目標

小學生對科學充滿好奇，可利用他們對科學的好奇心，激發(fā)其對未知數(shù)學領域的求知欲。教師可通過展示有趣的數(shù)學現(xiàn)象、講述數(shù)學故事等方式，吸引學生的注意力，引發(fā)學生的探究興趣。培養(yǎng)學生嚴謹認真的學習態(tài)度，對待數(shù)學問題要實事求是。例如在計算過程中要準確無誤，在數(shù)學證明中要有理有據(jù)，培養(yǎng)學生尊重事實、客觀對待問題的科學態(tài)度。

四、在數(shù)學教學中提高學生科學素養(yǎng)的途徑

（一）用好教材中的科學史料

教師要深入研讀數(shù)學教材，用好其中蘊含的科學史料。例如，在數(shù)學史的編排中，引入了祖沖之計算圓周率的史料。教師對此不可忽視，應向學生介紹祖沖之的探索歷程，包括他采用的割圓術等方法，讓學生體會到古人的科學智慧和科學研究的艱辛，從而培養(yǎng)學生的科學精神。除了教材內容，教師還可適當拓展延伸。比如在學習百分數(shù)時，可引入經濟生活中的利率、折扣等實際問題，讓學生了解百分數(shù)在金融領域的應用，拓寬學生的知識視野。教師還可補充一些數(shù)學科普知識，如介紹數(shù)學家的故事、數(shù)學在現(xiàn)代科技中的應用案例等，激發(fā)學生熱愛數(shù)學和科學的興趣。

（二）運用多種教學方法

問題驅動教學法。以問題驅動的教學方法，有利于激發(fā)學生的探究欲望。例如在教學“三角形的穩(wěn)定性”時，教師可先提出問題：為什么在建筑中很多結構都采用三角形？讓學生用小棒搭建三角形、四邊形等不同的圖形，之后對這些圖形進行拉扯，觀察哪種圖形不易變形，從而得出三角形具有穩(wěn)定性的結論。問題驅動教學法優(yōu)勢明顯，能讓學生在解決問題的過程中掌握數(shù)學知識和科學方法。

小組合作探究法。小組合作學習可培養(yǎng)學生的協(xié)作精神和交流能力，這也是科學素養(yǎng)的重要組成部分。例如在開展數(shù)學項目式學習時，以“測量體育場的面積”為例，將學生分成若干小組，每個小組負責對不同區(qū)域的測量，然后共同匯總數(shù)據(jù)進行計算。在小組合作學習中，學生需分工合作，有的負責測量，有的負責記錄，有的負責計算，通過小組交流合作，提高解決問題的能力。

情境創(chuàng)設教學法。創(chuàng)設教學情境可讓學生更好地理解抽象的數(shù)學知識。例如在學習“四則運算”時，可創(chuàng)設超市購物的情境，讓學生扮演顧客和收銀員，通過模擬購物過程中的計算，如商品價格的加法、找零的減法、折扣后的乘法等，讓學生在生活情境中掌握四則運算的規(guī)則，感知數(shù)學在日常生活中的廣泛應用。

（三）開展數(shù)學實踐活動

開展數(shù)學實驗活動，可讓學生親身體驗數(shù)學知識的形成過程，增強學生的動手能力和對數(shù)學概念的理解。常用的有數(shù)學建模活動。數(shù)學建模是將實際問題轉化為數(shù)學問題并求解的過程，可培養(yǎng)學生的數(shù)學應用能力和創(chuàng)新思維。在小學階段，可以開展簡單的數(shù)學建模活動，比如讓學生設計一個校園綠化方案，要求其計算出不同植物的種植面積、數(shù)量等。這就需要學生運用數(shù)學知識建模。還可以開展數(shù)學科普活動。組織數(shù)學科普活動，常見的方式有數(shù)學知識講座、數(shù)學科普展覽等?？梢匝垖＜遗e辦講座，向學生介紹數(shù)學的前沿知識、數(shù)學史以及數(shù)學在現(xiàn)代科技中的應用；數(shù)學科普展覽可展示數(shù)學趣味問題、數(shù)學模型等。開展數(shù)學實踐活動，拓展學習空間，是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的新嘗試。

（四）借助多媒體輔助教學

多媒體教學可將抽象的數(shù)學知識形象化、動態(tài)化，易于學生理解掌握。例如在教學幾何圖形的變換知識時，通過動畫演示平移、旋轉和軸對稱等變換過程，有利于學生直觀地理解抽象概念。多媒體教學還可展示一些數(shù)學實驗過程、數(shù)學歷史故事等視頻資料，豐富教學內容。還可利用數(shù)學教育軟件，如幾何畫板、數(shù)學游戲軟件等輔助教學。幾何畫板可讓學生動態(tài)地探索幾何圖形的性質和關系，數(shù)學游戲軟件可增強數(shù)學學習的趣味性。通過對這些軟件的應用，讓學生在互動性情境中學習數(shù)學，其科學素養(yǎng)也得到培養(yǎng)。

綜上所述，在數(shù)學教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，是社會發(fā)展的需要，更是學生成長的需求，也是小學數(shù)學教育的重要目標之一。數(shù)學教師應充分認識培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要性及其意義，不斷創(chuàng)新教學方法手段，引導學生拓展學習空間，改變學習方式，有序、有效提升學習能力及綜合素養(yǎng)。

參考文獻

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