论高中数理学习对学生科学思维的形成与影响

摘 要：高中的数理知识难度大、范围广，是对现实生活问题和事物内部规律的进一步深入探究，对初步培养和锻炼学生科学思维和素养具有非常重要的作用；本文初步探讨了高中阶段的数理学习的基本特点、与现实生活问题的相互联系及其对培养学生科学思维和创新能力的影响。

关键词：高中 数理 科学思维 创新

中图分类号：G633.6 文献标识码：C 文章编号：1672-1578（2017）02-0073-02

1 引言

自十以来，我国积极倡导“创新、创业”的新理念，提出“大众创业、万众创新”的新号召。通过全社会的积极创新、大力创业，不断推动我国科技事业飞速发展，加快国内产业转型，以使我国尽快由制造业大国向创新性大国转变，从而进一步提高国家的综合竞争力，增强国家的综合实力，夯实我国在国际社会中的大国地位。在创业创新过程中，第一关键要素便是人才，而人才的培养则必须依靠教育，只有通过扎实强有力的教育，才能够源源不断地向社会中输送高素质的创新性人才，从而才能为我国顺利迈入创新型社会奠定坚实的基础。

目前，我国高中教育因高考制度的束缚，导致应试教育在整个高中教育阶段仍占主要地位。应试教育并不是不能培养学生科学的思维方式和较为全面的素质，相反，在目前的教育方式下，如果能够根据高中学生的基本特征、现实环境基本情况和科学创新的基本特点，仍然能够强化学生科学思维的培养，并提高学生的科学素养，从而为学生升入大学接受高等教育进一步培养创新思维和科学素养奠定基础。

2 高中数理学习的基本特点

高中阶段的教育和学习在整个教育体系中，属于承上启下的地位，有其自身的教育特点和学习规律，对于学生来讲，也是人生中一个非常重要的转折点。该阶段的学生在完成初中教育后，开始逐渐深入学习较为复杂一点的科学规律，并通过数理的学习和训练，逐步形成较为简单的科学思维，初步拥有发现问题、解决问题的基本能力，从而为进入社会工作或进一步升学深造打下基础。

数学是一门思维的科学，通过空间想象、符号表达、运算推理、演绎证明和模式构建等方面，对客观事物中的数量关系和数学模式做出思考和判断，形成和发展理性思维，构成了数学能力的主体。物理则是一门以实验为基础研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学，也是一门建立在数学基础上的科学。人类通过物理学不断揭开事物微观或宏观深处的奥秘，并运用这些事物运行的规律，促进科技发展，改变人类的生产生活方式，推动人类社会不断向前发展。

高中阶段的数理知识与初中阶段相比，有非常大的差别，无论是深度还是广度，都远远超过初中阶段。该阶段的数理知识有以下几个特点：首先，整体上知识内容的数量急剧增加，此时的知识点是初中阶段的几倍；其次，知识点难度也大大增加，高中知识是在初中知识的基础上，进一步推广、引申和完善，范围和难度也急剧增加；再次，知识的理论性增强，初中阶段某些难点知识只要求基本了解，作定性研究即可，而高中阶段则要求深入理解并要作定量研究，知识点的抽象性和概括性大大加强；第四，知识的系统性增强，由于高中阶段的知识点理论性增强，因此常以某些基础理论为纲，根据一定的逻辑系统，把基本概念、基本原理、基本方法联结在一起，构成一个完整的知识体系；第五，综合性增加，高中阶段的数理学科中各章节知识不再是孤立的，而是相互渗透、相互联系的，其综合性明显增加；最后，对学习的综合能力要求明显提高，该阶段要求学生有较好的阅读能力、运算能力、空间想象能力、逻辑思维能力、数据处理能力等。因此，高中阶段的数理学习，要尽快完成从实际现象或实物到虚拟模型甚至是抽象概念的转变，从单一问题、单一状态、单一过程到多过程多状态复杂问题的转变，从简单数学模型和运算到复杂数学模型和复杂运算上的转变，这个阶段的学生需要发挥主观能动性，积极思考，而不再是初中阶段的简单背诵，更需要学会应用，将整个学科的知识、甚至多个学科知识综合应用来解决问题，从而培养学生初步应对较为复杂问题的能力，并提升自己发现、分析和解决问题的能力。

3 高中数理学习与现实生活的联系

高中阶段的数理学习虽然理论性和抽象性大大增加，但是其与现实生活仍然紧密联系，也可以说是对一些生活现象的深入学习和探索，更进一步地探讨事物的本质规律。例如，数学中的立体几何所讲解的立体模型如立方体、圆柱及圆锥等都是现实生活中随处可见的物体形象，而平面几何中的圆、椭圆等则是某些物体母线的具体形状；物理作为一门实验性质的自然学科，本身就是对现实生活的探索，例如实际生活中无处不在的力、运动、电和磁现象等；通过对这些知识的学习，可以让学生明白，现实生活中的科学问题，要比课本上的知识复杂的多，一个现实问题的解决，往往需要多学科知识的综合运用；因而对这些知识的学习和掌握，对学生将来联系实际生活、解决现实科学问题至关重要，没有这些知识作为基础，将来的进一步深造和创新也就无从谈起。

4 高中数理学习对科学思维的锻炼与影响

囿于高中阶段学生的基本能力和知识范围，导致许多人认为高中阶段的数理学习，与培养学生的科学素养和创新无关，但仔细思考之后会发现该阶段的数理学习可以初步锻炼学生的科学思维，并能够对学生产生深远影响。例如，高中阶段的函数问题的计算过程中，常常会出现需要讨论不同初值有不同结果的现象，这其实是锻炼学生面对科学问题全面思考的思维和能力，因为现实或科研过程中遇到的问题往往很复杂，单一或片面的思考某一种情况，而忽略其他情况的存在，并不能解决有关问题，甚至会导致严重后果，因此，必须全面思考，将导致问题存在的所有可能性都加以考虑，才能找到并认清问题存在的本质，进而全面提出解决方案，从而使问题得到解决；而物理学中的质量守恒、能量守恒等定律则广泛应用于现代工业中，而学生在学习过程中能够从更高的角度去思考并运用这些定律，不仅会有助于他们本阶段的学习和考试，也必然会为他们将来进一步学习和应用这些定律解决工业中的科学问题奠定基础，同时也增强了他们解决实际问题的能力。

5 结语

起步阶段，该阶段的教育和学习有其自身的规律和特点，这一阶段的成功过渡可以为学生的进一步深造和创新创业打下坚实基础，也为国家和社会提供科学人才做好有力铺垫。

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