数学思想方法在初中科学教学中的渗透研究

马立源

摘要：数理思维作为研究和解决问题的基础思维，在未来的经济社会中将会扮演越来越重要的角色。而在现阶段的中学教育中，科学教育同数学之间的联系并没有建立起来，学生缺乏在此方面的系统训练。我们的教学工作者也意识到，将数学思想带入到科学教学中更有助于学生的理解和掌握。因此，本文通过的相关的案例分析和实践结果，提出解决办法。

关键词：科学教学 数学思想 教学研究

中图分类号：G4 文献标识码：A

引言：未来经济社会的发展将使得数学的应用范围越来越广泛。而数学思想也将在未来的自然科学领域占到举足轻重的地位。各国对于数学教育的重视早已成为常态，在现代教育体系中，数理思维被认为是学生综合素质和能力的一个体现。因此，在初中的科学教育中，有效渗透进数学思想的方法途径，原则逻辑，是如今我国教育改革工作者的一个重要课题。[1]

一、现阶段数学思想方法渗透科学教学的现状

1.学生现状分析

当前的数学思维主要应用在解题做题领域，属于中高考的必备技能。而脱离中高考以后，在与现实问题的对接上，往往连简单运用的程度都无法做到。例如，制作溶液的配比和稀释等。或例如金融基金计算，股票等方面的数学运用等。造成这种现象的一个重要原因是因为目前的传统教学过于依赖课堂学习而与现实生活中的实际应用缺乏联系。因此，学生的数学思维一般只在解题时才出现。无法理解和体会数学思维的深层次含义，便无法感受到数学思维对于人理解推理能力，抽象概况能力的独特提高。[2]

另一方面，由于学生学习普遍缺乏原动力，在遇到较难的问题时不愿主动思考，常常等待老师或同学讲解，学习方面缺乏钻研精神，自然很难深入学习数学，掌握数学思维，便更难谈及将其应用于科学学科的范围之内了。[2]因此只有少部分学生能够做到利用数学知识解决科学问题。

2.教师教学现状分析

大部分的中学教师都分别将数学教学和科学教学孤立起来，很少对二者建立有效联系。这与教师的教学观念有着决定性关系，意味着教师在知识处理上不够严谨，忽视思维逻辑的推导和养成。而我们教育所要强调的是理论联系实际的能力，而这仅仅通过纯粹的试题练习是无法达到的。还会致使学生看不到学习科学的具体应用价值，久而久之便会失去学习的兴趣。而学生一旦养成数学思维，并将数学思维渗透进科学学科的学习当中，便会大大提高其主动性，体验到利用数学思维解决现实问题的乐趣，从而深刻认识到数学思维的价值和作用。[1]

而要展开渗透数学思想的科学教学，便要求教师在拥有较高的知识广度，以及过硬的职业能力，挖掘出二者之间的有机联系，并激发起学生学习的兴趣，为科学教学的课堂氛围创造思维活跃的有利气氛。

二、数学思想渗透科学教学的有效性原则

1.建立合理联系，进行高效渗透

数学思维的培养与养成，需要进行长期的抽象性与概况性的训练，才能逐渐掌握。而数学思想的渗透主要在教学过程中实现，并多以概念的理解形成，公式以及定律的演绎推导，包括解题方法的模式为其主要的表现形式。科学的教学只有在这些形式上方才可以与数学思维建立起有效联系。而学生学习和理解的过程，基本遵循从个例到普遍，从具体的表现形式到抽象的概念总结。因此学生在数学思想的培养方面也会遵循这样从初级到高级的螺旋式上升过程。

例如，在七年级学习到眼球模型及其相关知识时，会先对其实物模型进行接触了解，在便是关于触磁感线，光线等抽象知识的学习理解。而在八年级的时候，会专门学习《模型，符号的建立与作用》，从而学生会对于七年级所学的科学知识达到更深刻，更高级的认识和理解。再之后，便会学习《模型，符合的建立与作用》，包括物理学当中，利用数学思维的方法来构建浮力的三大模型，以及物理当中的物态变化的规律总结，物质互相转化的八圈图等等。合理有效的建立这些科学学科同数学思想之间的联系，并不断加强数学思想对于科学学科的高效渗透，长久以来，学生利用数学思想方法学习科学学科的良好逻辑思维便能形成。[1]

2.建立数学建构性思维，遵循渐进定律

数学思维模式只有在建立起一定结构的基础之上，才能够有效发挥其作用。对于一种学科思想来说，与之相联系的学科知识也必须形成自己的体系。因此对于学生数学思维的培养和搭建上，应该综合其年龄，认识水平，有计划的逐步训练，以求得量变达到质变。

例如在七年级学习《熔化与凝固》时，教学要求学生绘制曲线图，教师就应该渗透数学思维里数形结合的有关知识，从而在学习之后《速度》之时，轻松理解掌握“s-t”图像与“v-t”图像。达到一个由浅及深的过程，从而理解并掌握这一数学思维。

三、数学思想渗透科学教学的方法及策略

1.在教学中有意识的体现数学思维及方法

在科学学科的教学之前，教师应当挖掘课本中所存在的数学思维，并将其有意识的体现在教学目标当中。例如在学习电功公式，欧姆定律以及电功率，电阻发热等计算公式，以及推导演绎的课程之时。应当结合符合思想以及模型函数思想的数学思维进行训练。然而当前的学生，虽然学习代数知识，但是所表现出来的“代数意识”还是有些差。表现在对于没有具体数字，以字母和公式进行推导的能力不强。因此在这一部分中，应当体现“应用不同公式及变形，进行有关计算”的数学思想方法。[2]

2.知识讲授的过程中与数学思维相结合

通过让学生体会知识发生的过程，看研究问题和分析解决问题的实例才能提高学生学习知识的兴趣和主动性。例如《密度》的相关学习中，通过收集数据，绘制图表进行分析，从而得出结论，理解比值的含义，便可以让学生学习到知识的同时，也学会了分析问题，解决问题的方法。

3.在解决问题中深化数学思维

数学思维在处理复杂问题上仍然具备优势，通过对于常见题目的总结和归类，构建起知识模型。例如在学习和解决《浮力》问题时，将其进行分类总结，从而降低难度，更便于学生掌握。从而逐渐在面对解决陌生问题时培养起自己的数学思维，让复杂的问题简单化。

四、总结

由于数学思想的表现形式有限，本文只是挑出部分例子进行说明。初中的科学教育同数学教育是相互影响，相互制约的关系。关于教师而言，需要其不断充实自己的专业素养，紧密结合两者之间的联系。而对于学生而言，需要更多的将课堂中学到的知识应用于实际生活之中。在如今课改的大背景之下，数学思想方法对于科学教学的渗透还有很长的路要走。

参考文献

1.井华.初中数学教学中数学思想和数学方法的渗透[J].课程教育研究，2019，0（51）：161-162.

2.刘国华.初中数学教学中的思维活动分析与数学思想的培养[J].数学学習与研究，2012（8）：19-19.