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初探在數(shù)學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

時(shí)間: 王強(qiáng)1 分享
摘要:科學(xué)素養(yǎng)是影響人一生的素養(yǎng),作為基礎(chǔ)學(xué)科的數(shù)學(xué)承擔(dān)著培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的任務(wù)。數(shù)學(xué)教學(xué)中主要以滲透的方式培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維能力和方法。作為數(shù)學(xué)教師洞察教學(xué)中存在的問(wèn)題,按照課程目標(biāo)的要求和班級(jí)實(shí)際的情況展開(kāi)試驗(yàn)。本文著重從課堂教學(xué)、條件教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、課外延伸四個(gè)層面談在數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的策略方法。
主題詞:數(shù)學(xué)教學(xué) 培養(yǎng) 科學(xué)素養(yǎng)
《初中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》總目標(biāo)都不同程度地提出要在教學(xué)中注意科學(xué)滲透,培養(yǎng)科學(xué)的世界觀,使學(xué)生掌握初步的實(shí)驗(yàn)操作和技能,能提出問(wèn)題進(jìn)行初步的探究活動(dòng),逐步樹(shù)立實(shí)事求是,崇尚科學(xué),反對(duì)迷信的觀念;發(fā)展善于合作,勤于思考,嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí),勇于創(chuàng)新和實(shí)踐的科學(xué)精神。數(shù)學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科,內(nèi)容廣泛,層次性強(qiáng),適于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此數(shù)學(xué)教育與科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)成為了全面實(shí)施數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的嶄新課題。但是科學(xué)素養(yǎng)無(wú)法向知識(shí)那樣直接的進(jìn)行傳授,需要在知識(shí)的探究、學(xué)習(xí)、應(yīng)用的過(guò)程中潛移默化的進(jìn)行滲透從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維能力,掌握數(shù)學(xué)思想方法,樹(shù)立科學(xué)的世界觀、人生觀、價(jià)值觀,提升自己的科學(xué)素養(yǎng)。如何在數(shù)學(xué)課教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng),是數(shù)學(xué)教師必須面對(duì)而又困惑的問(wèn)題。為了使學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,我做了初步的探索與研究。
一、抓好課堂教學(xué),結(jié)合數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行科學(xué)教育
1、培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)的態(tài)度
數(shù)學(xué)學(xué)科的內(nèi)容不僅包括大量的科學(xué)知識(shí),還包括科學(xué)研究的過(guò)程和方法。這些內(nèi)容不僅可開(kāi)闊學(xué)生的眼界,而且讓學(xué)生受到科學(xué)方法和科學(xué)思維的訓(xùn)練。例如:在《概率》這一章的教學(xué)的起始課上介紹由投擲骰子的問(wèn)題,數(shù)學(xué)家帕斯卡、費(fèi)馬等人如何展開(kāi)思考、討論、研究形成最初的概率。學(xué)生聽(tīng)得津津有味,產(chǎn)生了學(xué)習(xí)的濃烈興趣。在這樣的氛圍中當(dāng)即提出問(wèn)題:談?wù)劼?tīng)完故事后的感受。引發(fā)學(xué)生思考生活中處處存在知識(shí),在遇到問(wèn)題時(shí)要尋求科學(xué)的解決問(wèn)題的方法,任何知識(shí)的發(fā)現(xiàn)都需要克服困難,需要科學(xué)的探索精神。
2、訓(xùn)練學(xué)生掌握科學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的基本方法
科學(xué)方法是從事學(xué)科探究活動(dòng)所必須采用的一些方法,學(xué)生一旦掌握了這些方法,也就學(xué)會(huì)了“真刀真槍搞科學(xué)”的真實(shí)本領(lǐng),就能在數(shù)學(xué)探索的過(guò)程中,獲取科學(xué)新知、發(fā)展科學(xué)能力、提高科學(xué)素質(zhì)。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中教給學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——作出假設(shè)——論證假設(shè)——得出結(jié)論——應(yīng)用結(jié)論”的科學(xué)研究的基本方法。
3、訓(xùn)練學(xué)生觀察、思考、實(shí)驗(yàn)、推理等基本的科學(xué)方法。
從具體的認(rèn)識(shí)活動(dòng)來(lái)說(shuō),就是要訓(xùn)練學(xué)生遇到問(wèn)題認(rèn)真審查題目給出的信息,明確解題的目的。(即看到了什么?)把握解題的重點(diǎn),有計(jì)劃、有步驟地按順序進(jìn)行多方位的科學(xué)的思考。(即想到了什么?)通過(guò)猜想、推理、實(shí)驗(yàn)等方法得出新結(jié)論。(即得到了什么?)從而培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致的科學(xué)態(tài)度,掌握基本的科學(xué)方法。
4、訓(xùn)練學(xué)生對(duì)事物進(jìn)行分類的科學(xué)方法
在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中往往會(huì)對(duì)一些事物進(jìn)行分類,但是學(xué)生在分類時(shí)往往出現(xiàn)漏或重的現(xiàn)象,究其原因是不能確定分類標(biāo)準(zhǔn)。因此在教學(xué)中只要遇到分類問(wèn)題時(shí)一定先讓學(xué)生確定分類標(biāo)準(zhǔn)再實(shí)施分類。比如在《圓》一章中無(wú)論是直線與圓的位置關(guān)系、還是圓和圓的位置關(guān)系在探究分類的過(guò)程中都要求學(xué)生在觀察中找不同,確定分類標(biāo)準(zhǔn),再觀察、比較,實(shí)施分類,在匯報(bào)時(shí)先指明分類標(biāo)準(zhǔn)。
二、創(chuàng)造條件,激發(fā)學(xué)生勇于參與、經(jīng)歷科學(xué)探索活動(dòng)的興趣
學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),不僅僅是獲取信息、接受知識(shí),更重要的是能運(yùn)用一定的科學(xué)方法去自行探究科學(xué),探索自然界的規(guī)律,并讓他們?cè)诮?jīng)歷科學(xué)研究的過(guò)程中,更好地掌握獲取知識(shí)的方法和能力,來(lái)解決生產(chǎn)生活中的一些具體問(wèn)題。
1、抓住學(xué)生特點(diǎn),激發(fā)科學(xué)探究欲望
華羅庚說(shuō)過(guò):“科學(xué)的靈感,決不是坐等可以等來(lái)的。如果說(shuō),科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)有什么偶然的機(jī)遇的話,那么這種“偶然的機(jī)遇”只能給那些學(xué)有素養(yǎng)的人,給那些善于獨(dú)立思考的人,給那些具有鍥而不舍的精神的人,而不會(huì)給懶漢。”探究意識(shí)的培養(yǎng)是打開(kāi)數(shù)學(xué)知識(shí)的金鑰匙。在《圓》一章中“不在同一直線上的三個(gè)點(diǎn)確定一個(gè)圓”這一結(jié)論的探究過(guò)程中有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)。首先提出問(wèn)題:兩點(diǎn)確定一條直線,幾點(diǎn)可以確定一個(gè)圓?引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)研究:作過(guò)已知一點(diǎn)A的圓。學(xué)生通過(guò)作圖發(fā)現(xiàn)這樣的圓有無(wú)數(shù)個(gè),究其原因圓心、半徑都不確定。也就是找到了解決問(wèn)題的根本:圓心、半徑要確定。學(xué)生自然的開(kāi)始探究作過(guò)已知兩點(diǎn)A、B的圓。在這一探究過(guò)程中對(duì)圓心的位置有了限定:必須在AB的垂直平分線上。但是仍然不能確定圓,但是這個(gè)研究過(guò)程實(shí)際上為下面的探究奠定了方法。學(xué)生自然轉(zhuǎn)到探究作過(guò)已知三點(diǎn)A、B、C的圓,學(xué)生并沒(méi)有分類的意識(shí),只探究三點(diǎn)不在同一直線上的情況。過(guò)A、B的圓的圓心位置?過(guò)B、C的圓的圓心位置?得出圓心在兩垂直平分線交點(diǎn)處(確定圓心)。如何確定半徑?學(xué)生經(jīng)過(guò)觀察推理很快發(fā)現(xiàn),交點(diǎn)到點(diǎn)A、B、C距離相等(確定半徑)。于是總結(jié)出自己的結(jié)論:三點(diǎn)確定一個(gè)圓。教師提出問(wèn)題:作過(guò)在同一直線上A、B、C三點(diǎn)的圓。學(xué)生按照上述方法發(fā)現(xiàn)兩垂直平分線不相交,無(wú)法作出過(guò)這樣三點(diǎn)的圓。于是發(fā)現(xiàn)探究過(guò)程和結(jié)論的瑕疵,趕快修改,從而得出正確結(jié)論。但是探究并沒(méi)有結(jié)束,“過(guò)任意四個(gè)點(diǎn)是不是一定可以作一個(gè)圓?舉例說(shuō)明。”引發(fā)“探究四點(diǎn)共圓的條件”讓學(xué)生課下完成。這樣引導(dǎo)學(xué)生有目的的探究,主動(dòng)去探究,在探究中慢慢的形成一種意識(shí),勝過(guò)記住某些定理,有了這種意識(shí)學(xué)生會(huì)自己走進(jìn)科學(xué)研究領(lǐng)域。
2、鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神
猜想是點(diǎn)燃創(chuàng)造思維的火花,猜想對(duì)于創(chuàng)造性思維的產(chǎn)生和發(fā)展有著極大的作用??茖W(xué)上許多“發(fā)現(xiàn)”都是憑借直覺(jué)作出猜想,而后去加以證明或驗(yàn)證。“歌德巴赫猜想”就是一個(gè)很好的例證。在數(shù)學(xué)研究里面,“先猜測(cè)后證明”幾乎是一條規(guī)律。在這個(gè)過(guò)程中還可以使學(xué)生學(xué)會(huì)“觀察(實(shí)驗(yàn)、分析)--猜想—證明”的科學(xué)思考方法。例如,學(xué)習(xí)三角形全等判定時(shí),提出問(wèn)題:已知兩邊和其中一邊的對(duì)角對(duì)應(yīng)相等,能否判定兩個(gè)三角形全等?采取先讓學(xué)生自己畫(huà)圖、觀察、分析、動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),再提出自己的猜想,然后證明自己的猜想,這樣既磨練了學(xué)生的意志品質(zhì),又培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力,從而培養(yǎng)和提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
3、創(chuàng)設(shè)和諧環(huán)境,營(yíng)造科學(xué)探究氛圍。
數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)必須建立在學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。教師應(yīng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,向?qū)W生提供充分從事數(shù)學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì),幫助他們?cè)谧灾魈剿骱秃献鹘涣鞯倪^(guò)程中真正理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識(shí)與技能、數(shù)學(xué)思想和方法,獲得廣泛的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。在課堂上,民主的學(xué)習(xí)氛圍、和諧的人際環(huán)境,都為學(xué)生探究活動(dòng)的進(jìn)行和深入提供了心理上的安全保證。對(duì)學(xué)生的探究活動(dòng),教師還要舍得花時(shí)間,讓學(xué)生多“看一看”,認(rèn)真“想一想”,互相“說(shuō)一說(shuō)“,動(dòng)手“做一做”,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用。課堂上,教師一個(gè)鼓勵(lì)的眼神,一句發(fā)自肺腑的贊美都將為學(xué)生的探究活動(dòng)注入不竭的動(dòng)力,從而使學(xué)生做到敢想、敢說(shuō)、敢做、敢于面對(duì)困難、敢于挑戰(zhàn)權(quán)威。
4、引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生,加注科學(xué)探究活力。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,探究性活動(dòng)很多。教師要善于引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生在探究中去思考、去發(fā)現(xiàn)、去創(chuàng)造,這種引導(dǎo)和鼓勵(lì)為學(xué)生深入地探究注入了活力。結(jié)合學(xué)校春游活動(dòng),讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)游覽計(jì)劃。面對(duì)大量的相關(guān)信息(乘車所需時(shí)間、車型及 租車費(fèi)用、每個(gè)同學(xué)需要繳納的費(fèi)用等),學(xué)生要學(xué)會(huì)科學(xué)整理信息,學(xué)會(huì)傾聽(tīng)別人的需求,學(xué)會(huì)全面的考慮問(wèn)題,從而創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)活動(dòng)計(jì)劃,對(duì)開(kāi)發(fā)學(xué)生的情感潛能、思維潛能、操作潛能起到了推動(dòng)作用。
三、重視實(shí)踐,訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握一定基本的科學(xué)方法
實(shí)踐,是一種手腦并用的操作活動(dòng)。物理學(xué)家楊振寧曾經(jīng)指出“不該說(shuō),讀書(shū)努力就是好學(xué)生。應(yīng)該說(shuō),有很強(qiáng)的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神才是有潛能的學(xué)生。”數(shù)學(xué)課中很多知識(shí)都為動(dòng)手實(shí)踐創(chuàng)造了有利條件。在數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,教師要?jiǎng)?chuàng)造一切有利條件,善于調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種感官,引導(dǎo)學(xué)生充分地動(dòng)眼、動(dòng)手、動(dòng)腦、動(dòng)口,按一定的要求對(duì)研究客體,包括對(duì)探究的結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真、細(xì)致的觀察,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和操作,使學(xué)生獲得更直接、更清晰、印象更新的認(rèn)識(shí)。同時(shí),在這個(gè)過(guò)程中,通過(guò)訓(xùn)練而掌握了一定的科學(xué)研究方法,為學(xué)生以后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)、工作、研究,乃至創(chuàng)造發(fā)明等打好不可缺少的素養(yǎng)基礎(chǔ)。
四、課外延伸,拓寬學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新的途徑
數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的時(shí)間和空間是有限的,而學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的探索是無(wú)止境的。在學(xué)生已理解了一定的科學(xué)概念,掌握了一定的科學(xué)研究方法之后,教師要十分重視引導(dǎo)學(xué)生靈活地應(yīng)用已有的知識(shí)與技能,去解決生活中遇到的一些實(shí)際問(wèn)題,去進(jìn)行一些新的或較深層次的探索,這是學(xué)生從學(xué)習(xí)知識(shí)到靈活應(yīng)用知識(shí)的一個(gè)深化過(guò)程,一個(gè)知識(shí)有效遷移的過(guò)程,更是思維與能力的重要表現(xiàn)。例如:在《相似形》一章的教學(xué)后有“數(shù)學(xué)活動(dòng)”—測(cè)量旗桿高度。這正是促使學(xué)生綜合運(yùn)用相似的有關(guān)知識(shí),發(fā)展應(yīng)用意識(shí),提升科學(xué)的解決問(wèn)題的好時(shí)機(jī)。學(xué)生在交流的過(guò)程中總結(jié)了產(chǎn)生誤差的原因:測(cè)量工具粗糙、運(yùn)用鏡子測(cè)量時(shí)鏡間距測(cè)量誤差大、用身高代替眼高等,促使學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的思考和歸因意識(shí)的形成。有了這樣的科學(xué)實(shí)踐經(jīng)歷不僅促進(jìn)知識(shí)的掌握,也促使學(xué)生科學(xué)的研究意識(shí)和研究方法的形成。在活動(dòng)中教師針對(duì)活動(dòng)及時(shí)的進(jìn)行點(diǎn)評(píng):方案和報(bào)告有雷同,語(yǔ)言表述不夠準(zhǔn)確,活動(dòng)中創(chuàng)新少,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步思考研究改進(jìn)。
總之,數(shù)學(xué)課是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的主陣地,要在數(shù)學(xué)教學(xué)中更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、探究、實(shí)踐、創(chuàng)新,還需要不斷地進(jìn)行教育探索,不斷地潛移默化地在學(xué)生心靈上播撒科學(xué)和創(chuàng)新的種子。
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