让科学素养融入数学学习

摘要：数学的课堂、学习，可以通过创造条件，激发探索的兴趣，将理论与实践相结合，培养学生认真细致的科学态度，掌握科学的思考方法，实现科学素养数学化。随着中学数学新课程标准（2011版）的颁布，新教材的使用以及新的中、高考制度的推进，教师将科学、技术、社会的关系作为科学教育内容的一个领域，并作为科学素养的一个重要方面，把三者联系起来，并通过探究性活动培养学生的创造性思维，学生对科学的兴趣得到提高，思维得到锻炼，从而培养了他们的科学素养。

关键词：数学教学;科学素养;方法;能力

中图分类号：G423文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2014）23-033-2

一、发挥数学实验的作用，激发学生的科学兴趣

数学是一门实验科学，而数学实验是洞察数学世界的窗口。数学实验对学生往往有着一种特别的吸引力。因此，实验不仅有提供感性知识和对实验技能的培养作用，还具有培养兴趣、激发求知欲和激发科学兴趣的作用。数学实验教学中，对实验的精心设计和恰当分析可以把从实验中激发起来的兴趣和热情进一步引向对科学的热爱。一个好的数学实验往往体现着对完美的追求。魔方的发明，堪称数学实验艺术品而流传至今，数学史上利用数学思维，林林总总的发明创造不仅给人以赏心悦目之感，而且给人以智力上的满足。通过数学实验，激发求知欲，培养创造性思维，树立学生热爱科学的理想，对科学事业充满热情。教学实践及诸多调查表明，有启发、有挑战的数学实验、结论及应用能激发学生强烈的兴趣和探求欲望，一旦保持下来，就会产生巨大的学习动力，进而达到培养学生创造能力的目的。

例如：在“用字母表示数”的利用火柴棒搭正方形探究正方形的个数与火柴棒的根数的关系时可以采取实验教学：

师：我们自己先动手来搭正方形，然后一起讨论下面一组问题：

①图1的方式，搭2个正方形需要多少根火柴棒，搭3个正方形需要多少根火柴棒？

②搭10个这样的正方形需要多少根火柴棒？

③搭100个这样的正方形需要多少根火柴棒？你是怎样得到的？

生1：搭2个这样的正方形需要7根火柴棒;3个这样的正方形需要10根火柴棒;100个这样的正方形需要301根火柴棒。我是这样考虑的：先用一根，其他所有的正方形都用3根，所以总共用301根。

师：你能用算式表示吗？

生1：能，算式：1+100×3。

师：很好。还有不同的方法吗？

……

师：如果用n表示所搭正方形的个数，那么搭n个这样的正方形，需要多少根火柴棒？

生：列的算式是：

①先用一根，其它所有的正方形都用3根，则搭n个正方形就需要火柴棒（1+3n）根。

②搭一个正方形需要3根火柴棒，搭n个需要3n根，再加1根火柴棒图形封闭，共用了（3n+1）根。

③上下一行各用了n根火柴棒，竖直方向用了（n+1）根，共用了[n+n+（n+1）]根。

④搭一个正方形需要4根火柴棒，搭n个需要4n根，其中有（n-1）根火柴棒重复，共用了[4n-（n-1）]根。

设计意图：只有亲身参与的数学活动，才会有生动的思维过程，学生从“数学现实”出发，自己动手、动脑做数学，用观察、模仿、实验、猜想等手段收集材料、获得体验，并作类比、分析、推理、归纳，渐渐形成自己的数学知识结构。

二、联系生活中的数学，丰富学生的科学知识，提高学生解决问题的能力

中学数学知识在生产、生活中有着广泛的应用，这些参透在生产、生活中的数学知识，一方面体现出数学的巨大社会价值，同时也为学生加深理解书本知识提供了生动的素材。既然数学与学生的生活联系密切，我们就可以以学生的日常活动为依托，让学生时时与数学为伴，使数学成为学生生活的一个重要组成部分，然后进一步利用学生的生活经验在创造中学习数学，发展学生的创新思维。比如，在教学过程中，引导学生想想、议议我们的衣、食、住、行包含的数学知识，同学们最后总结出衣、食、住、行都与数学有关。数学是自然科学的基础，是进一步学习其他理工类学科等的前提。从这个观点出发，中学数学必须打下牢固的学科知识基础，强调中学数学的学科系统性。对更多的人而言，学习数学目的不在于进一步研究它，而在于应用它，应用它来理解、处理和决策个体在社会、生活及工作中的实际问题。

联系生活事例教授数学知识，让学生产生一种乐趣和愉悦，并从中感受到学习数学知识的意义、价值。所以，数学教学中应让学生从身边熟悉的自然现象和生活现象开始，探索和认知其中的科学规律，并尽量地把认识到的数学知识和研究方法与生活、生产中的应用相联系，这也是“从生活走向数学，从数学走向社会”的课程观念，让学生真切感受到数学就在我们身边，从而激发学生学数学的兴趣，丰富学生的科学知识，提高解决问题的能力。

三、利用探究式学习的方式，培养学生实事求是的科学态度

“数学是一切科学之母”、“数学是思维的体操”，它是一门研究数与形的科学，在数学中有太多值得探究的内容，探究性学习是对原有数学教学方式的一个补充，它强调科学概念、科学方法、科学态度三者的结合，强调学生在探究活动中的经历、体验和感悟。探究式学习是数学课程的内容，也是科学素养的重要组成部分，意在强调让学生经历观察思考过程，经历提出问题的过程，经历分析和知识应用的过程，在“过程”中动脑、动手，发展学生对科学技术的兴趣爱好，培养学生应用科学知识的能力。

如在研究此题时：

已知四边形ABCD的对角线AC、BD相交于点O，给出下列条件：

①AB=CD，②∠BAD=∠DCB。

能推出四边形ABCD是平行四边形吗？如果能，请说明理由，不能，请举出反例。

探究1：你能根据条件画出图形吗？

学生活动：根据条件，画出对应图形（大部分图形都是平行四边形），培养了学生的操作的能力。

探究2：请想一想并尝试证一证，可以进行讨论。

学生活动：学生动手思考证明思路，小组讨论方案的可行性，然后进行证明探究。同学们有的连对角线，有的作垂直……

至此，教师还要进一步引导学生运用科学探究的方法去分析问题，之后，让学生进行再讨论。这几个方案中哪些是可行的，哪些是不可行的，直至利用上图证出结论。

探究3：还有其他满足条件的图形画法吗？

学生通过讨论得出结论：还有其他图形。

探究4：你能用作图的方法说明如何得出此反例吗？

学生活动：利用尺规作出了如下图形：

设计意图：

学生在通过独立思考，设计并通过操作，掌握了举反例的正确方法。教师并不直接告诉学生的反例内容，而是不断创设问题情境，引导学生对问题进行探究，反例的探究任务引导学生的探究活动，通过从判定方法入手获得条件的不合理性，再通过画图操作，培养学生几何知识的应用意识，最后通过说理形成合情推理思维能力，符合反例学习的一般学习思考方法，突出思维过程，从而掌握所学的知识，培养学生实事求是的科学态度。

四、借助数学学科的学习特点，培养学生的科学精神和科学意识

数学学科的特色总结为：（1）以实例为基础是数学最大的特色;（2）数学用语;（3）数学学科与人们的日常生活息息相关;（4）数学是多门学科的基础;（5）数学是一门既古老又具开放性的基础学科;（6）数学发展的独特历史――数学史;（7）数学是一门不断发展、创新的学科。英国哲学家培根说：“实验是自然科学的基础。”一部数学史展现了数学学科从低级向高级、从谬误向真理探究的不断发展的历史。在这一发展过程中始终闪烁着辩证唯物主义的光辉，是进行科学人文教育的活生生的素材。数学与社会、技术、自然环境的密切关系，凸现出了科学的巨大价值，也显示了科学所具有的破坏力，因此数学学习正好是进行科学价值观、科学伦理观、科学情感教育的途径。

19世纪以来，数学理论、数学研究方法不断发展，不断创新，不断完善。进入20世纪后，数学在提高生产、科技发展也作出了不朽的贡献，可见，离开了数学家的不懈努力和创新能力，这是不可想象的。因此，数学学科的创新特色是培养科学素养中创新精神时难得的例子。同时，数学研究的创造性思维、数学中的科学探究、实验探究模式对形成学生的创新意识与创新能力也具有不可估量的价值。

总之，现代数学教育的核心就是提高科学素养。在数学教育中不但要加强数学双基的传授，同时必须重视使学生感悟和学习贯彻在知识体系中的科学方法、科学态度。

[参考文献]

[1]张奠宙.数学素质教育教案精编[M].北京：中国青年出版社，2000.

[2]吴效锋.新课程怎样教[M].沈阳出版社，2012.