在數學教學中培養學生的科學素養

楊洪丹

摘? ?要：在每個人的基本素養中，科學素養是一個重要的組成部分。普及科學知識，掌握科學方法，弘揚科學精神，解決實際問題，是科學素養的基本要求。結合小學數學教學，試從科學素養的教育現狀、內涵及培養意義，科學素養的培養途徑等方面進行探究，旨在培養既懂學科知識，又具有科學素養的復合型人才。

關鍵詞：小學數學；科學素養；培養意義；途徑

中圖分類號：G623.5? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1009-010X（2023）28-0042-04

數學是自然科學和技術科學的基礎，在課堂教學中，可通過學習數學來培養學生的科學素養。在科技高度發達的今天，數學方法和科學技術之間聯系緊密，相輔相成，有效促進了彼此之間的發展。小學數學作為基礎學科，承載著培養學生科學意識和應用意識的重任，肩負著育人的使命，在學生掌握基礎學科的同時，應考慮如何培養學生的科學素養。立足課堂教學，掌握學科知識，是培養學生科學素養的前提條件之一。應該明確，課堂教學不能止于學科知識的傳授，還應注重培養學生的學習態度、創新思維、數學方法、科學意識等方面的素養。

學生科學素養的培養，是時代發展的要求，也是科技行業對高素質人才的需求。培養青少年學生的科學素養宜早不宜遲，在教學中滲透科學素養，不僅激發學生的學習興趣，還培養他們熱愛科學、敢于創新和應用所學知識解決實際問題的能力。不少教師往往只注重學科教學，卻忽視了對學生科學素養的啟發與培養。

一、科學素養教育現狀

當前，有部分教師對滲透培養學生科學素養的意識還比較淡薄，受應試教育的影響，他們只注重考題、分數的學科教學，卻忽視了對學生創新思維、實踐能力、科學素養等方面的培養。教學觀念落后，教學模式單一，不能激發學生學習數學的持久興趣，影響青少年學生的長足發展。小學數學是義務教育體系中的核心學科，其知識結構相較于其他學科更為復雜冗繁。為了提高學生考試成績，部分教師在課堂上不厭其煩地給學生灌輸學科知識，學生囫圇吞棗，被動接受，成為盛裝知識的工具或容器。教學手段落后、僵硬，課堂缺乏生機與活力，大大影響了學生的學習熱情，學習效率低下。這種“滿堂灌”的教學模式，剝奪了學生自主探究與思考的權利，很少有給學生進行科學素養啟發、滲透和培養的機會，這違背了新課改的教學要求。目前，小學數學的教學方式暴露出了許多問題，例如比較注重學科知識的傳授，而忽視了核心素養的培養，這種方式已不符合現代教育理念的發展要求。作為教師，應當以科學的態度、發展的眼光認識當前教學中存在的問題，并積極地完善和改進，探索更加科學、高效的教學方法，從而有效提升小學數學教學質量，促進學生在學科能力形成的同時提升科學素養。

二、科學素養的內涵及特點

《義務教育科學課程標準》明確指出，科學素養是指了解必要的科學技術知識及其對社會與個人的影響，知道基本的科學方法，認識科學本質，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具備一定的運用它們處理實際問題、參與公共事務的能力?？茖W素養的內涵豐富，領域也廣，包括科學研究方法和科學倫理道德，科學思想方法和科學精神；科學探索過程；科學對個人和社會的影響。在課堂教學中，教師是學科教學的組織者、引領者，在組織課堂教學、完成學科任務的同時，應有意識引領學生感悟科學的精髓，喚醒學生探究的興趣與熱情，讓他們真正愛上科學，并能運用科學的思維方式、學習方法解決生活中的數學問題。

當然，小學生所需具備的科學素養是多向性的，不止于對日常生活、社會事務和個人決策所需要的科學概念和科學方法的了解和掌握，還可通過這些了解逐步形成一種內在的品質，包括科學興趣、科學知識、科學方法和科學精神四個核心要素。另一方面，科學素養的傳授不同于學科知識，它需要借助學科學習探究，在實踐應用的過程中潛移默化地滲透，不能像數學知識一樣直接、系統的進行傳授，其培養具有隨機性、靈活性及漸進性等特點。為此，在平時的課堂教學中，教師不能止于傳授數學知識，應思考如何在數學教學中捕捉教育契機，有效培養和提升學生的科學素養。

三、培養學生科學素養的意義

《義務教育數學課程標準》（以下簡稱《課標》）對小學數學科學素養的培養提出了新的要求，在課堂教學中，教師應采取科學的教學方法，充分利用課程資源，準確把握和挖掘數學學科所蘊藏的科學素養。立足課堂，捕捉時機，對學生進行科學素質的滲透和培養，引領學生聯系生活實際，運用所學知識去解決日常生活中的問題。通過拓展思維、動手實踐等方式，培養學生的科學素養、科學精神，激發學生的創新意識和探究精神。整體看，培養學生科學素養的意義主要體現在以下幾個方面：

（一）激發學生學習興趣

培養學生數學領域的科學素養，需要立足數學學科知識，讓學生在學習過程中感知科學素養的魅力。在數學學習中，科學素養客觀存在，適時滲透、挖掘科學素養，學生興趣高漲。學生對學習內容產生濃厚的興趣，才能夠更好地完成一系列學習任務。在教學過程中，教師應結合學習內容，捕捉有利時機，滲透和培養科學素養，這可有效激發學生的學習興趣。不少數學課堂死氣沉沉，學生學習枯燥乏味，主要原因是教師為考分而教，忽視了科學素養的滲透與培養。

教學長方體的體積時，筆者發現長方體的體積公式與長、寬、高之間比較抽象，教學時筆者讓學生自主擺放長方體小木塊，小木塊的數量可以是4個、6個、12個不等。學生邊擺放邊思考，采取記錄、計算、整理相結合的科學手段，用小長方體組合成大的長方體，并從中發現長方體的構成特點，其體積大小與長、寬、高有關，在教師的引領下，最后探就出長方體的體積=長×寬×高。教學中筆者沒有停留在急于計算結果的層面上，而是啟發鼓勵學生多問多思，這其間你發現了什么？遇到了哪些困難？培養科學素養，一個重要目標就是在探究中發現規律和方法?？梢姡茖W素養就是在探究性學習中不知不覺地提升與形成的。在此過程中，學生的學習積極性很高，感受到學習數學的樂趣，不再感到數學枯燥乏味，在教給學生數學思維方法和形成技能的同時，逐步實現預期的教學目標。

（二）提升學生實踐能力

生活與數學是密不可分的，生活中處處有數學。學習數學的目的和意義在于運用所學知識去解決生活中的實際問題。在數學教學中，教師不僅要引領學生學習數學知識，還需注重培養學生的科學素養，將數學知識與實際問題結合起來，有效培養學生的創新思維與實踐能力。在小學階段，學生對數學的認知還比較膚淺，對解決生活中數學問題的能力還缺乏靈活性，更不能融匯貫通，原因是平時缺乏科學素養的滲透與培養。在教學過程中，教師要隨時關注學生對知識的掌握和積累情況，注重培養學生靈活應用所學知識解決問題的能力，這種能力是學科知識、探究精神和科學素養的有機融合，不可急于求成，需要在教學實踐中養成習慣，逐漸形成能力。科學素養看似很抽象，因為它不像數學習題、公式等那樣有形，但科學素養又客觀地存在，它是學習者在體驗、探究與實踐過程中的創新與發現。

（三）增強學科問題意識

小學生對科學世界的認識還比較膚淺，對數學問題的分析、思考還不夠深入。因此，教師在教學中應該注重培養學生的問題意識。問題意識是一種能力，包括邏輯思維、抽象思維等方面的能力，這些能力可有效促進問題意識的形成。數學是一門比較特殊的學科，它有很強的邏輯性，學習者需要具備靈活敏捷的思維能力，具備直觀、形象的思維素養。在這方面，需要教師采用多種科學的教學手段，引導學生分析、探究數學知識，不僅了解生活及事物的表象，更要發現事物內在的本質特點。通過學習，使學生養成主動學習、積極探究的習慣，形成問題意識，進一步提升學生的科學素養。在教學“角的度量”一課時，筆者先讓學生觀察量角器，之后問學生：“你發現了什么秘密？”“發現問題就說出來？”有學生問：“老師，我發現了有兩個半圓的刻度?！惫P者接著問：“大家想想，這兩個刻度有什么用處呢？”……師生在交流互動中增強了數學的問題意識。問題的呈現，其實就是科學素養的提升與形成過程。在教學中，教師要引領學生觀察、思考，發現和提出問題，在質疑問難中不知不覺科學素養也得到了培養和鍛煉。

四、培養學生科學素養的途徑

隨著新課程改革的不斷深入和推進，人們越來越深刻地認識到提高學生科學素養的重要性和必需性。在小學數學教學中，應如何培養和提升學生的科學素養呢？

（一）引入數學史

數學的發展是一個漫長的歷史過程，每一個符號、公式，不僅僅是數學知識的呈現，更是許多數學家為之付出心血甚至生命的結晶。這些數學知識，不僅可幫助學生建立科學情感和科學精神，其實也是培養學生成為優秀人才的極好素材。我們的祖先早在很久以前就發明了“逢十進一”的十進制記數法，這是經歷了很長時間生活經驗才發現的，最初人們采取“結繩記數”和“刻痕記數”的方式，后來才用“算籌”的方法來表示數。無論是什么學科，學生對歷史故事都非常感興趣，數學故事也不例外。在教學“認識萬以內的數”時，筆者先向學生介紹數的起源，從最早的記數法說起，為了讓學生深入了解，就詳細地介紹各種記數法的發展過程，并讓他們知曉“十進制記數法”是我們祖先在不斷探索中發明的，具有重要的歷史意義和科學價值，故事蘊含著科學要素，學生學習興趣非常濃厚。

介紹我國古代數學史以及眾多數學家，使學生深深感受到數學家孜孜不倦的科學態度和敢于創新的探究精神，學生為我國古代燦爛的數學文化感到驕傲，從而激發學生熱愛科學知識的美好愿望。這對學生的成長與發展非常有幫助，不僅可激發學生的學習興趣，還可促進學生的愛國主義情感，使他們更加愛科學、學科學，科學素養在無形中就得到培養和提升。

（二）開展實踐活動

實踐是手、腦并用的社會活動。《課標》明確指出，在教學過程中，應該為學生提供充足的時間和空間，讓他們經歷數學實踐活動的各種過程，如觀察、實驗、猜測、計算、推理和驗證。數學教材每單元都設置了實踐活動，其目的是引領學生探究數學方法，發現數學規律，體驗“發現問題、提出假設、得出結論”的學習過程。在課堂教學中，應以學生的“學”為中心組織實踐活動，放手讓學生去“做”，對學生進行學科知識和科學素養的強化訓練。教學“簡單的統計”時，筆者設計一項數學實踐活動來測量身高。通過實踐操作，學生不僅鞏固了統計知識，還能聯系生活實際明白了“學習有用的數學”的意義。新課程為數學的實用性創造了許多有利條件，我們要充分利用起來。在課堂教學中，教師應及時科學地引導學生動手、動腦、動口，調動學生參與實踐活動的積極性，對研究客體進行細致觀察、實驗與操作，在探究中，學生在獲取新知的同時，也不斷提升科學素養。

作為課堂教學的補充和延伸，數學實踐活動為學生探究性學習開辟了新的途徑，同時也提供了科學素養提升的機會，更有效促進了學生的學科成長。通過探究活動，不僅豐富了學生的學習內容，還培養了學生的科學探究精神。

（三）創設學習情境

現代心理學指出，在沒有限制的自由活動和輕松愉快的情境中，兒童的思維比較活躍，想象力也豐富。相反，在單調、束縛的環境中，兒童的思維則比較遲緩，創造力嚴重不足。在課堂教學中，教師應當精心設計教學內容、選擇教學方法，以適應不同的教學活動。精心創設有利于學生自主探究和積極參與的學習情境，激發學生的學習熱情，并保持最佳學習狀態。教師要大膽放手，把學習的權利交給學生，給學生獨立思考、相互交流合作、積極動手實踐的時間和空間，充分發揮學生在課堂上的主體作用，開發學生的潛能，激發學生創新的欲望，在探究活動中有效提升學生的科學素養。教學“體積與體積單位”時，筆者用“烏鴉喝水”的故事導入新課。說完故事，引領學生思考：烏鴉是怎樣喝到水的？烏鴉往瓶里裝石子，為什么不裝入樹葉之類的東西？學生興趣高漲，爭先交流回答，課堂氣氛活躍而熱烈。因為這其間包含著體積、浮力方面的科學知識，激發了學生探究知識的欲望，同時培養了學生的探究精神和科學素養。通過學習情境的創設，讓數學“生活化”，喚醒學生已有的生活經驗，拉近了數學與生活的距離，增強了學生觀察、思考、分析的問題意識，掌握了科學分析的方法，激發了學生的學習動機。把學習的權利交給學生，就是把探究的任務交給學生，學生就會積極主動去完成，其科學素養就得到培養，潛力就得以發揮。

（四）嘗試探究教學

在探究教學中，教師起到積極的指導作用，學生在已有知識經驗和生活經驗的基礎上，通過個人、小組、集體等形式進行解難、釋疑活動，自己發現和提出問題，之后分析和解決問題。探究式教學要求學生像科學家一樣，運用發現問題、收集資料等科學方法進行學習，通過自主探索與解決問題的方式獲取知識和技能。探究性教學不僅能夠激發學生熱愛學習情感，而且還能為后續的自主探究學習提供方法和物質上的準備。通過嘗試探究性教學活動，科學素養得以培養，課堂實效有了保證。

綜上所述，培養學生的科學素養需要一線教師不斷深入實踐。課堂是培養學生科學素養的主要陣地之一，在日常教學中，需要結合教材、學習內容，挖掘科學因素，培養學生熱愛科學、弘揚科學的精神，捕捉有利時機，多渠道培養提升學生的科學素養。為此，教師要與時俱進，轉變觀念，在探究教法的同時，有序有效將學科素養滲透到教學環節中。

【責任編輯 王? ?悅】