如何在高中数学教学中培养学生的科学素养

引言

提高公民科学素养是国家的战略，也是社会发展的必然要求，如何在高中阶段培养学生的科学素养，特别是在高中数学教学中培养学生的科学素养，具有重要的现实意义。

一、科学素养的基本内容

科学素养是人们在掌握科学概念基础上，以科学的态度运用科学的方法对现实中的个人、科学、社会和有关问题做出明智的抉择，包括科学知识、科学意识、科学精神。 [1]

二、高中数学教学与培养学生科学素养的关系

培养学生的科学素养要求贯彻到高中数学教学的整个过程中，学生通过高中数学的学习，本身也是提高科学素养的过程，而科学素养的提高，又会进一步促进高中数学教学的效果，提升学生的逻辑思维能力，使学生掌握科学的思考方法和正确的解题方式，培养学生坚韧的学习精神、耐心细致的学习态度。基本上，高中数学教学与培养学生科学素养之间是相互融合、相互促进提升的关系，在高中数学教学中培养学生的科学素养，能极大地促进高中数学教学质量的提升。

三、高中数学教学中学生容易在科学素养方面表现出哪些不足

1.学生容易在高中数学教学中表现出科学素养不足的第一方面是学习能力不足。[2]

不少高中学生学习能力的不足，主要表现在缺乏科学的学习与思考能力上，中数学要求具有较强的抽象思维能力、逻辑推理能力，此外还要学会用数学建模、直观想象、数据分析等数学能力解决问题，对数学的运算要求也更高。同时，高中的数学更要求从数量与数量的关系、图形与图形的关系中抽象出数学概念与概念之间的关系，从事物的具体背景中抽象出一般规律，并用数学符号和数学术语表达出来。在高中很多同学不具备这样能力，因而在数学学习中表现出学习能力不足、学习困难，究其深层次的原因是科学素养的不足，使得学生在高中数学学习中表现出学习能力十分脆弱。

2.学生在高中数学教学中容易表现出科学素养方面的第二个不足是基础知识掌握不扎实，也就是科学素养中的基础科学知识掌握不足。

很多同学在升入高中以后，一部分因为初中阶段基础知识的学习本就脆弱，在初高中衔接阶段没有很好地把握基础知识，一部分是在进入高中阶段以后，不重视基础知识的学习，因而在整个高中数学学习中表现出基础知识掌握的不足，更深层面的表现是科学素养的不足。科学的知识是科学素养的一部分，许多同学对高中数学基础知识的定义、概念、原理、公式这些基本的知识重视不够，数学知识基础打的不牢，因而在解决高中数学问题中经常因为基础知识的不足而困难重重。直观表象看，是学生对基础知识掌握不牢，更深层次的原因是学生的科学素养不够，无法对科学基础知识进行准确全面地理解、把握和运用。

3.学生在高中数学教学中容易在科学素养方面表现出的第三个不足是学习方法的不科学。

很多高中同学在数学学习方法上并没有表现出足够的调适能力，他们仍然用初中的学习方法，重复的记忆和练习，而高中的数学则要求从数学的视角去发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，这对高中数学的学习方法提出了更高要求。高中需要结合自学与老师教学，变被动学习为主动学习，在具体的学习方法上，许多同学不知道主动地课前预习、课堂认真听讲、课后复习、阶段总结。学生表现出学习方法不科学，实际上是学生科学素养的不足，进而反映在高中数学学习上就是学习方法的不科学。

4.学生在高中数学教学中容易表现出科学素养方面不足的第四个方面是学习毅力不足，缺乏科学的学习精神。

很多学生进入高中以后，面对高中数学的抽象思维和逻辑思维等难度较复杂的思维方式，加上学习方法和知识基础的不同，在高中数学学习中容易表现出畏难情绪。有的学生虽在刚进入高中阶段对数学学习热情较高，可是经过一段遇到较难的数学问题后，又极易表现出对高中数学学习的懈怠，很难保持对高中数学学习的激情和热情，这种主观意识上的不足，严重影响着高中学生数学学习的主观能动性，使他们的学习不再具有自主性，不去积极的思考、探索，而只是疲于应付，也使得他们的数学成绩愈发不理想，在学习数学中经常出现畏难、不想学、成绩下降得快的现象。高中学生也正处在人生的重要发育阶段，处在思想成熟的过程中，很容易遇到困难就退缩、就怀疑自己，缺乏迎难而上的科学精神，也许有时他们表现出来的只是畏难情绪，可从根本上反映出的是在科学素养上缺乏科学的精神和态度。[3]

四、如何在高中数学教学中培養学生的科学素养

1.在高中数学教学中加强培养学生对数学学科的理解，使学生认识到数学是基础学科的重要性，打牢数学学习的基础。

学生在升入高中以后，许多同学在一开始并没有足够重视数学学习，因而一开始就在学习态度上有所松懈。数学的逻辑推理能力、数学模型构建能力、直观想象能力、数学运算能力、数据分析能力，对综合提高一个学生自身的科学素养都有着直接的影响。数学学习好，对物理、化学等学科的运算能力、理解能力等都有促进作用，因而在高中数学教学中要加强学生对数学学科的理解。只要通过教授学生正确的学习方法，摆正他们对数学的学习心态，重视数学的基础知识的学习，就会在心理上增加学习的自信。在具体教学中，要增强学生对每一个章节内容的理解，在开始讲具体内容之前，要让他们对整个章节有所了解，对要讲的数学内容在整体上有一个正确的认识，有一个宏观的理解，进而增强学生对基础知识的理解、把握、运用的能力。比如讲函数，函数的由来、函数的现实意义、函数的特点、函数的应用、函数的对应关系等等，在讲具体内容之前如果能把这些概括一下，让学生有个宏观的理解和把握，那么在具体学习的过程中，学生对函数的抽象性就没有那么难以理解，学习起来也就更有信心和把握，这样通过对数学学科的理解，增强对数学学习的信心，以科学的态度对待数学学习，打牢数学学习的基础，进而通过数学的学习，极大地促进自身科学素养的提升。

2.在高中数学教学中加强对学生学习方法的引导，提高学生科学的学习能力，进而提高学生的科学素养。

学生进入高中阶段后，学习的数学知识内容更加丰富，难度也更大，思维要求更复杂，这就要求学生针对不同的内容采用不同的学习方法，然而许多学生并没有掌握正确的学习方法，无法适应高中阶段的数学学习，而只有掌握高中数学科学的学习方法，才会有事半功倍的效果。科学的学习方法，包括科学的思维习惯、科学的安排时间、科学的学习对策等，因而在高中数学教学中，要加强学生这些方面能力的培养。在具体的数学教学过程中，要有针对地增强学生抽象思维的锻炼、逻辑推理锻炼、数学建模的锻炼、直观想象的锻炼、数学运算和数学分析的锻炼，增强学生从一般到具体、从具体到一般抽象和概括能力的锻炼，具体的做法如通过一些数学题锻炼学生逻辑推理能力，锻炼理解数学知识之间联系的能力，形成有论据、有条理、合乎逻辑的思维品质，从而增强学生解决数学实际问题的能力，也可通过几何题锻炼学生利用图形观察、描述、分析、构建等能力，增强几何观察、想象、推理能力。通过以上具体锻炼，增强学生数学学习方法的培养，在潜移默化中提高学生的科学素养。

例如（2015年课标全国卷I）四边形为菱形，，、是平面同一侧的两点，，，，，

（1）证明：；

（2）求直线与直线所成角的余弦值。

通过这道题的解答，考察学生一些基本的概念如线面垂直、面面垂直，锻炼学生直观观察、空间构建、做辅助线的能力，也可以通过此题锻炼学生利用构建直角坐标系解题的能力。基本上，通过解答类似题型的形式，锻炼学生多方面的解决高中数学问题的能力、方法、手段，培养学生观察、思考、推理证明能力，使得学生的科学素养得到不断提升。

3.在高中数学教学中加强培养学生科学的学习态度，进而提高学生的科学素养。

高中数学教学中，加强培养学生科学的学习态度，引导学生正确的对待高中数学学习，能够极大地促进学生对高中数学学习的信心，促进高中阶段数学整体教学的提升，主动培养学生的科学精神、态度，进而在主观上提升学生学习高中数学的积极性。要培养学生学习数学的科学态度，首先要引导学生正确地认识数学学习，对高中数学知识、学习方法、思维方式等有个正确的引导，要在宏观上介绍高中阶段的整体数学知识、高中数学的特点、高中数学的难点以及高中数学的现实意义，激发同学们学习高中数学的激情和热情，使他们正确认识高中数学的难度、学习方法、思维方式，进而在心理上对高中数学有一个正确的准备，正确看待自己在高中数学学习中所面临的各种问题、困难和进步，保持学习的定力，形成对高中数学学习的基本态度，不轻易自我否定，不轻易放弃，保持积极向上，保持耐心细致，养成善于思考的心理态度，这不仅要求学生在学习过程中不断的自我肯定，培养自己的科学学习态度，更要求老师在高中数学教学中不断地积极培养学生的科学学习态度，不断的给予鼓励，在教学中不断的通过教学来强化这方面的意识，并针对不同阶段的数学学习内容，不断地调适学生的学习心理，进而在心理上和教学上与学生形成良好互动，共同促进提升学生科学的学习数学能力。此外，还要注意培养学生在学习上不畏艰险，敢于客观面对困难，在具体的教学中，可以针对个别题目，适当增加数学教学的难度、深度和广度，让学生在具体的数学学习中锻炼形成科学的学习态度。

4.在高中数学教学中加强学生科学探索精神的培养，提高学生的科学素养。

在科学素养中，科学的探索精神对学生的学习，特别是高中阶段数学的学习具有十分重要的促进作用。在高中数学教学中培养学生的科学探索精神，特别是培养学生对数学的主动探索精神，对学生高中阶段数学的学习来说，是不可或缺的部分。学生有了主动的探索精神、科学的探索精神，那么他们就能积极主动的自我调整、自发的主动学习，愿意探究高中数学的真谛，而不是浅尝辄止，使学生在学习高中数学中形成独特的人格特质，进而对独立学习和自主学习有强烈的需要，对高中数学学习有强烈的自我满足感和自我领导能力，喜欢作抽象思考，具有强烈的求知欲望。教师在高中数学教学中，不仅要向同学们讲授知识，更应该从以上几方面出发，培养学生学习高中数学的兴趣，进而培养学生对数学的科学探索精神，只有这样才能够很好地调动学生的主观能动性，使他们在学习中主动思考、主动学习。在主观能动性得到提高的基础上，学生就可以主动地掌握高中数学的学习。在这方面，可以在具体的教学中加以渗透，如对高中函数的教学，不仅要让学生理解函数的定义、性质、图像，还要让学生探究函数的几何意义、函数的增减性、单调性、导数等。[4]

例如（2016年课标全国卷I）已知函数有两个零点，（1）求的取值范围；（2）设、是的两个零点，证明：。

像这样的题就是很好的锻炼学生探索精神的例子，這道题需要学生熟悉导数的定义、几何意义、几何图形的特点，进而利用求导来探究函数的零点、单调性、极值、最值等知识点，并进行分类讨论，利用数形结合等数学思想方法探究解题的过程，既有一定难度，又有一定的广度，很好地引导学生进行解决数学问题的探索。

通过类似具体问题的解决，培养学生探究、解决高中数学问题的兴趣和能力，逐步在具体问题的解决过程中，培养学生科学的探索精神，提高学生的科学素养。

总的来说，学生科学素养的培养，在现在社会愈加重要，特别是在高中数学教学过程中，结合高中数学教学培养学生科学素养，不仅促进了高中数学的教学，更有利于学生形成良好的科学素养，这不仅是对高中阶段数学教学具有重要现实意义，对学生自身的成长、对社会和国家都具有重要的现实意义，这不仅是对高中数学教学的要求，更是高中数学教学的重要使命。

参考文献

[1]《科学素养概念的探讨》 谭东丽、张志清、唐永民 《轻工科技》 2015（5）：168-169

[2]《浅谈高中数学教学中创造性思维能力的培养》 胡中元 《湖南师范大学教育学报》2001（4）：147-148

[3]《关于数学核心素养的几个问题》 马云鹏 《课程、教材、教法》2015年第9期

[4]《也论数学核心素养及其构建》 蔡金法、徐斌艳 《全球教育展望》2016（11）：3-12

作者简介

张劭敏（1972—） 女 本科 回 河北保定 广州市第二十一中学 中学数学一级教师 研究方向：数学教育