在数学教学中培养学生的科学素养

杨洪丹

摘   要：在每个人的基本素养中，科学素养是一个重要的组成部分。普及科学知识，掌握科学方法，弘扬科学精神，解决实际问题，是科学素养的基本要求。结合小学数学教学，试从科学素养的教育现状、内涵及培养意义，科学素养的培养途径等方面进行探究，旨在培养既懂学科知识，又具有科学素养的复合型人才。

关键词：小学数学；科学素养；培养意义；途径

中图分类号：G623.5   文献标识码：A   文章编号：1009-010X（2023）28-0042-04

数学是自然科学和技术科学的基础，在课堂教学中，可通过学习数学来培养学生的科学素养。在科技高度发达的今天，数学方法和科学技术之间联系紧密，相辅相成，有效促进了彼此之间的发展。小学数学作为基础学科，承载着培养学生科学意识和应用意识的重任，肩负着育人的使命，在学生掌握基础學科的同时，应考虑如何培养学生的科学素养。立足课堂教学，掌握学科知识，是培养学生科学素养的前提条件之一。应该明确，课堂教学不能止于学科知识的传授，还应注重培养学生的学习态度、创新思维、数学方法、科学意识等方面的素养。

学生科学素养的培养，是时代发展的要求，也是科技行业对高素质人才的需求。培养青少年学生的科学素养宜早不宜迟，在教学中渗透科学素养，不仅激发学生的学习兴趣，还培养他们热爱科学、敢于创新和应用所学知识解决实际问题的能力。不少教师往往只注重学科教学，却忽视了对学生科学素养的启发与培养。

一、科学素养教育现状

当前，有部分教师对渗透培养学生科学素养的意识还比较淡薄，受应试教育的影响，他们只注重考题、分数的学科教学，却忽视了对学生创新思维、实践能力、科学素养等方面的培养。教学观念落后，教学模式单一，不能激发学生学习数学的持久兴趣，影响青少年学生的长足发展。小学数学是义务教育体系中的核心学科，其知识结构相较于其他学科更为复杂冗繁。为了提高学生考试成绩，部分教师在课堂上不厌其烦地给学生灌输学科知识，学生囫囵吞枣，被动接受，成为盛装知识的工具或容器。教学手段落后、僵硬，课堂缺乏生机与活力，大大影响了学生的学习热情，学习效率低下。这种“满堂灌”的教学模式，剥夺了学生自主探究与思考的权利，很少有给学生进行科学素养启发、渗透和培养的机会，这违背了新课改的教学要求。目前，小学数学的教学方式暴露出了许多问题，例如比较注重学科知识的传授，而忽视了核心素养的培养，这种方式已不符合现代教育理念的发展要求。作为教师，应当以科学的态度、发展的眼光认识当前教学中存在的问题，并积极地完善和改进，探索更加科学、高效的教学方法，从而有效提升小学数学教学质量，促进学生在学科能力形成的同时提升科学素养。

二、科学素养的内涵及特点

《义务教育科学课程标准》明确指出，科学素养是指了解必要的科学技术知识及其对社会与个人的影响，知道基本的科学方法，认识科学本质，树立科学思想，崇尚科学精神，并具备一定的运用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。科学素养的内涵丰富，领域也广，包括科学研究方法和科学伦理道德，科学思想方法和科学精神；科学探索过程；科学对个人和社会的影响。在课堂教学中，教师是学科教学的组织者、引领者，在组织课堂教学、完成学科任务的同时，应有意识引领学生感悟科学的精髓，唤醒学生探究的兴趣与热情，让他们真正爱上科学，并能运用科学的思维方式、学习方法解决生活中的数学问题。

当然，小学生所需具备的科学素养是多向性的，不止于对日常生活、社会事务和个人决策所需要的科学概念和科学方法的了解和掌握，还可通过这些了解逐步形成一种内在的品质，包括科学兴趣、科学知识、科学方法和科学精神四个核心要素。另一方面，科学素养的传授不同于学科知识，它需要借助学科学习探究，在实践应用的过程中潜移默化地渗透，不能像数学知识一样直接、系统的进行传授，其培养具有随机性、灵活性及渐进性等特点。为此，在平时的课堂教学中，教师不能止于传授数学知识，应思考如何在数学教学中捕捉教育契机，有效培养和提升学生的科学素养。

三、培养学生科学素养的意义

《义务教育数学课程标准》（以下简称《课标》）对小学数学科学素养的培养提出了新的要求，在课堂教学中，教师应采取科学的教学方法，充分利用课程资源，准确把握和挖掘数学学科所蕴藏的科学素养。立足课堂，捕捉时机，对学生进行科学素质的渗透和培养，引领学生联系生活实际，运用所学知识去解决日常生活中的问题。通过拓展思维、动手实践等方式，培养学生的科学素养、科学精神，激发学生的创新意识和探究精神。整体看，培养学生科学素养的意义主要体现在以下几个方面：

（一）激发学生学习兴趣

培养学生数学领域的科学素养，需要立足数学学科知识，让学生在学习过程中感知科学素养的魅力。在数学学习中，科学素养客观存在，适时渗透、挖掘科学素养，学生兴趣高涨。学生对学习内容产生浓厚的兴趣，才能够更好地完成一系列学习任务。在教学过程中，教师应结合学习内容，捕捉有利时机，渗透和培养科学素养，这可有效激发学生的学习兴趣。不少数学课堂死气沉沉，学生学习枯燥乏味，主要原因是教师为考分而教，忽视了科学素养的渗透与培养。

教学长方体的体积时，笔者发现长方体的体积公式与长、宽、高之间比较抽象，教学时笔者让学生自主摆放长方体小木块，小木块的数量可以是4个、6个、12个不等。学生边摆放边思考，采取记录、计算、整理相结合的科学手段，用小长方体组合成大的长方体，并从中发现长方体的构成特点，其体积大小与长、宽、高有关，在教师的引领下，最后探就出长方体的体积=长×宽×高。教学中笔者没有停留在急于计算结果的层面上，而是启发鼓励学生多问多思，这其间你发现了什么？遇到了哪些困难？培养科学素养，一个重要目标就是在探究中发现规律和方法。可见，科学素养就是在探究性学习中不知不觉地提升与形成的。在此过程中，学生的学习积极性很高，感受到学习数学的乐趣，不再感到数学枯燥乏味，在教给学生数学思维方法和形成技能的同时，逐步实现预期的教学目标。

（二）提升学生实践能力

生活与数学是密不可分的，生活中处处有数学。学习数学的目的和意义在于运用所学知识去解决生活中的实际问题。在数学教学中，教师不仅要引领学生学习数学知识，还需注重培养学生的科学素养，将数学知识与实际问题结合起来，有效培养学生的创新思维与实践能力。在小学阶段，学生对数学的认知还比较肤浅，对解决生活中数学问题的能力还缺乏灵活性，更不能融汇贯通，原因是平时缺乏科学素养的渗透与培养。在教学过程中，教师要随时关注学生对知识的掌握和积累情况，注重培养学生灵活应用所学知识解决问题的能力，这种能力是学科知识、探究精神和科学素养的有机融合，不可急于求成，需要在教学实践中养成习惯，逐渐形成能力。科学素养看似很抽象，因为它不像数学习题、公式等那样有形，但科学素养又客观地存在，它是学习者在体验、探究与实践过程中的创新与发现。

（三）增强学科问题意识

小学生对科学世界的认识还比较肤浅，对数学问题的分析、思考还不够深入。因此，教师在教学中应该注重培养学生的问题意识。问题意识是一种能力，包括逻辑思维、抽象思维等方面的能力，這些能力可有效促进问题意识的形成。数学是一门比较特殊的学科，它有很强的逻辑性，学习者需要具备灵活敏捷的思维能力，具备直观、形象的思维素养。在这方面，需要教师采用多种科学的教学手段，引导学生分析、探究数学知识，不仅了解生活及事物的表象，更要发现事物内在的本质特点。通过学习，使学生养成主动学习、积极探究的习惯，形成问题意识，进一步提升学生的科学素养。在教学“角的度量”一课时，笔者先让学生观察量角器，之后问学生：“你发现了什么秘密？”“发现问题就说出来？”有学生问：“老师，我发现了有两个半圆的刻度。”笔者接着问：“大家想想，这两个刻度有什么用处呢？”……师生在交流互动中增强了数学的问题意识。问题的呈现，其实就是科学素养的提升与形成过程。在教学中，教师要引领学生观察、思考，发现和提出问题，在质疑问难中不知不觉科学素养也得到了培养和锻炼。

四、培养学生科学素养的途径

随着新课程改革的不断深入和推进，人们越来越深刻地认识到提高学生科学素养的重要性和必需性。在小学数学教学中，应如何培养和提升学生的科学素养呢？

（一）引入数学史

数学的发展是一个漫长的历史过程，每一个符号、公式，不仅仅是数学知识的呈现，更是许多数学家为之付出心血甚至生命的结晶。这些数学知识，不仅可帮助学生建立科学情感和科学精神，其实也是培养学生成为优秀人才的极好素材。我们的祖先早在很久以前就发明了“逢十进一”的十进制记数法，这是经历了很长时间生活经验才发现的，最初人们采取“结绳记数”和“刻痕记数”的方式，后来才用“算筹”的方法来表示数。无论是什么学科，学生对历史故事都非常感兴趣，数学故事也不例外。在教学“认识万以内的数”时，笔者先向学生介绍数的起源，从最早的记数法说起，为了让学生深入了解，就详细地介绍各种记数法的发展过程，并让他们知晓“十进制记数法”是我们祖先在不断探索中发明的，具有重要的历史意义和科学价值，故事蕴含着科学要素，学生学习兴趣非常浓厚。

介绍我国古代数学史以及众多数学家，使学生深深感受到数学家孜孜不倦的科学态度和敢于创新的探究精神，学生为我国古代灿烂的数学文化感到骄傲，从而激发学生热爱科学知识的美好愿望。这对学生的成长与发展非常有帮助，不仅可激发学生的学习兴趣，还可促进学生的爱国主义情感，使他们更加爱科学、学科学，科学素养在无形中就得到培养和提升。

（二）开展实践活动

实践是手、脑并用的社会活动。《课标》明确指出，在教学过程中，应该为学生提供充足的时间和空间，让他们经历数学实践活动的各种过程，如观察、实验、猜测、计算、推理和验证。数学教材每单元都设置了实践活动，其目的是引领学生探究数学方法，发现数学规律，体验“发现问题、提出假设、得出结论”的学习过程。在课堂教学中，应以学生的“学”为中心组织实践活动，放手让学生去“做”，对学生进行学科知识和科学素养的强化训练。教学“简单的统计”时，笔者设计一项数学实践活动来测量身高。通过实践操作，学生不仅巩固了统计知识，还能联系生活实际明白了“学习有用的数学”的意义。新课程为数学的实用性创造了许多有利条件，我们要充分利用起来。在课堂教学中，教师应及时科学地引导学生动手、动脑、动口，调动学生参与实践活动的积极性，对研究客体进行细致观察、实验与操作，在探究中，学生在获取新知的同时，也不断提升科学素养。

作为课堂教学的补充和延伸，数学实践活动为学生探究性学习开辟了新的途径，同时也提供了科学素养提升的机会，更有效促进了学生的学科成长。通过探究活动，不仅丰富了学生的学习内容，还培养了学生的科学探究精神。

（三）创设学习情境

现代心理学指出，在没有限制的自由活动和轻松愉快的情境中，儿童的思维比较活跃，想象力也丰富。相反，在单调、束缚的环境中，儿童的思维则比较迟缓，创造力严重不足。在课堂教学中，教师应当精心设计教学内容、选择教学方法，以适应不同的教学活动。精心创设有利于学生自主探究和积极参与的学习情境，激发学生的学习热情，并保持最佳学习状态。教师要大胆放手，把学习的权利交给学生，给学生独立思考、相互交流合作、积极动手实践的时间和空间，充分发挥学生在课堂上的主体作用，开发学生的潜能，激发学生创新的欲望，在探究活动中有效提升学生的科学素养。教学“体积与体积单位”时，笔者用“乌鸦喝水”的故事导入新课。说完故事，引领学生思考：乌鸦是怎样喝到水的？乌鸦往瓶里装石子，为什么不装入树叶之类的东西？学生兴趣高涨，争先交流回答，课堂气氛活跃而热烈。因为这其间包含着体积、浮力方面的科学知识，激发了学生探究知识的欲望，同时培养了学生的探究精神和科学素养。通过学习情境的创设，让数学“生活化”，唤醒学生已有的生活经验，拉近了数学与生活的距离，增强了学生观察、思考、分析的问题意识，掌握了科学分析的方法，激发了学生的学习动机。把学习的权利交给学生，就是把探究的任务交给学生，学生就会积极主动去完成，其科学素养就得到培养，潜力就得以发挥。

（四）尝试探究教学

在探究教学中，教师起到积极的指导作用，学生在已有知识经验和生活经验的基础上，通过个人、小组、集体等形式进行解难、释疑活动，自己发现和提出问题，之后分析和解决问题。探究式教学要求学生像科学家一样，运用发现问题、收集资料等科学方法进行学习，通过自主探索与解决问题的方式获取知识和技能。探究性教学不仅能够激发学生热爱学习情感，而且还能为后续的自主探究学习提供方法和物质上的准备。通过尝试探究性教学活动，科学素养得以培养，课堂实效有了保证。

综上所述，培养学生的科学素养需要一线教师不断深入实践。课堂是培养学生科学素养的主要阵地之一，在日常教学中，需要结合教材、学习内容，挖掘科学因素，培养学生热爱科学、弘扬科学的精神，捕捉有利时机，多渠道培养提升学生的科学素养。为此，教师要与时俱进，转变观念，在探究教法的同时，有序有效将学科素养渗透到教学环节中。

【责任编辑 王   悦】