在數學教學中提高學生科學素養

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

〔關鍵詞〕" 小學數學；科學素養；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展和新課程改革的不斷推進，科學素養已成為現代公民必備的素質之一。數學作為一門基礎學科，在培養學生科學素養方面具有不可替代的作用。科學與數學聯系密切，科學是對自然現象的觀察和解釋，而數學則是對科學現象的精確描述和推理。數學教學不僅要傳授學科知識，更要注重培養學生的科學思維、科學探究能力和科學態度，引領學生從科學的視角觀察世界，分析和解決實際問題，學習有用的數學。

一、科學素養的內涵

（一）科學知識

科學知識是科學素養的重要組成部分。在小學數學學習中，數與代數、圖形與幾何、統計與概率三大模塊是培養科學素養的重要載體。在數的認識和運算規則中，整數、小數、分數的概念和四則運算，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；統計知識讓學生學會收集、整理和分析數據，這是現代科學研究和決策制定的重要手段。在小學科學課程中，對一些科學現象的解釋和探究都離不開數學知識。例如，在研究植物生長的實踐中，需要用數學記錄植物的高度變化、葉片數量等數據；在科學小實驗中，測量物體的長度、質量等也需用數學知識進行記錄與分析。

（二）科學方法

科學方法是科學素養實現的路徑。一是觀察比較。在數學教學中，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別。比如觀察長方形和正方形，比較邊的數量、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，形成數學概念。二是實驗探究。實驗可幫助學生理解抽象的數學概念。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，從而探究其可能性的大小。這種實驗探究方法，可培養學生提出問題、做出假設、設計實驗、收集分析數據和得出結論的能力。三是邏輯推理。數學是一門邏輯性很強的學科，邏輯推理在小學數學學習中無處不在。從簡單的數字規律推理，如找規律填數：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，形成嚴謹的思維習慣，在掌握思維方法的同時培養科學素養。

（三）科學精神

科學精神是科學素養的核心部分。主要體現在三個方面：一是強烈的求知欲。在數學學習中，有趣的科學現象和數學問題能激發學生強烈的求知欲。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。二是敢于質疑的精神。在數學課上，要鼓勵學生敢于質疑已有的結論，當學生對某個數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，從而培養學生敢于質疑的精神。三是創新思維。數學教學應注重培養學生的創新思維。在分析和解決數學問題時，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了創新思維的重要性。在科學研究中，創新思維是推動科學進步的引擎。

二、提高學生科學素養的意義

（一）適應社會發展的需求

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

（二）滿足學生成長的需要

培養科學素養有助于提升學生的綜合素質，也契合了學生成長的需要。在數學學習中，學生通過探索數學規律、解決數學問題，能夠提升邏輯思維能力、創新能力和實踐能力。對科學素養的培養還能激發學生對科學的興趣，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，促進學生核心素養的提升。可見，科學素養也是核心素養的一部分。

（三）為學生后續學習奠定基礎

數學是眾多學科的基礎，在小學階段培養學生的科學素養，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。科學素養中的科學思維、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。在數學學習中培養科學素養，學生能更好地掌握學習數學的方法，提高后續學習的效率。

三、提高學生科學素養的目標

（一）科學知識目標

首先應明確基本的數學概念和原理。要求學生理解數與代數、圖形與幾何、統計與概率等領域的基本概念，如整數、小數、分數、三角形、長方形、平均數等，并掌握相關的運算規則和定理。這些數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。其次要了解數學知識的應用。引領學生認識到數學知識在日常生活、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，讓學生體會數學與生活的緊密聯系，提升運用數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。要教給學生觀察數學現象的方法，如觀察數字的規律、圖形的特征等。同時，引導學生進行簡單的數學實驗，通過操作學具探究數學規律，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律。

（三）科學思維目標

一是邏輯思維。邏輯思維是數學學習的主要思維方式。通過數學教學，培養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，在探索數學規律時常用歸納推理。二是創新思維。鼓勵學生從不同角度思考數學問題，提出獨特的見解和解決方案。在數學教學中，可通過開放性問題、數學游戲等方式激發學生的創新思維，提升其學習能力和科學素養。

（四）科學態度目標

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

四、在數學教學中提高學生科學素養的途徑

（一）用好教材中的科學史料

教師要深入研讀數學教材，用好其中蘊含的科學史料。例如，在數學史的編排中，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學科普知識，如介紹數學家的故事、數學在現代科技中的應用案例等，激發學生熱愛數學和科學的興趣。

（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，有利于激發學生的探究欲望。例如在教學“三角形的穩定性”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定性的結論。問題驅動教學法優勢明顯，能讓學生在解決問題的過程中掌握數學知識和科學方法。

小組合作探究法。小組合作學習可培養學生的協作精神和交流能力，這也是科學素養的重要組成部分。例如在開展數學項目式學習時，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域的測量，然后共同匯總數據進行計算。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。

情境創設教學法。創設教學情境可讓學生更好地理解抽象的數學知識。例如在學習“四則運算”時，可創設超市購物的情境，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則，感知數學在日常生活中的廣泛應用。

（三）開展數學實踐活動

開展數學實驗活動，可讓學生親身體驗數學知識的形成過程，增強學生的動手能力和對數學概念的理解。常用的有數學建模活動。數學建模是將實際問題轉化為數學問題并求解的過程，可培養學生的數學應用能力和創新思維。在小學階段，可以開展簡單的數學建模活動，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、數量等。這就需要學生運用數學知識建模。還可以開展數學科普活動。組織數學科普活動，常見的方式有數學知識講座、數學科普展覽等。可以邀請專家舉辦講座，向學生介紹數學的前沿知識、數學史以及數學在現代科技中的應用；數學科普展覽可展示數學趣味問題、數學模型等。開展數學實踐活動，拓展學習空間，是培養學生科學素養的新嘗試。

（四）借助多媒體輔助教學

多媒體教學可將抽象的數學知識形象化、動態化，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學實驗過程、數學歷史故事等視頻資料，豐富教學內容。還可利用數學教育軟件，如幾何畫板、數學游戲軟件等輔助教學。幾何畫板可讓學生動態地探索幾何圖形的性質和關系，數學游戲軟件可增強數學學習的趣味性。通過對這些軟件的應用，讓學生在互動性情境中學習數學，其科學素養也得到培養。

綜上所述，在數學教學中培養學生的科學素養，是社會發展的需要，更是學生成長的需求，也是小學數學教育的重要目標之一。數學教師應充分認識培養學生科學素養的重要性及其意義，不斷創新教學方法手段，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。

參考文獻

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